Estudo dos efeitos do ataque ácido nas propriedades química, mineralógica e morfológica de geomateriais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Ferrazzo, Suéllen Tonatto
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Fronteira Sul
Brasil
Campus Erechim
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
UFFS
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/4006
Resumo: Exposure of sandy, silty and clayey geomaterials with acid leachates can result in dissolution of metals, desorption of chemical species, partial dissolution of minerals, affecting their physical and chemical properties. In the literature, it is also identified the need to evaluate the alterations of geomaterials properties, in a pure state and in extreme acid conditions. Thus, this study aimed to evaluate the chemical, mineralogical and morphological properties of the Osorio Fine Uniform Sand (OFS), Basalt Residual Soil (BRS), Kaolin (KAO) and Bentonite (BEN), and changes in the physical-chemical composition of the resulting liquid extracts. The materials were submitted to solutions of sulfuric acid on concentrations of 0.00, 0.01 and 1.00 mol/L. The experiments were conducted in a manner adapted to the batch test methodology of ASTM D4646-03. Samples were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, thermogravimetry and differential scanning calorimetry and scanning electron microscopy. The liquid extracts determined the concentration of Na, Mg, Al, K, Ca, Fe and Mn by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, pH and electrical conductivity. Exposure to the H2SO4 0.01 mol/L solution did not cause changes in the characteristics of the geomaterials evaluated. However, the contact with the solution of 1.00 mol/L of H2SO4 has resulted in reduction of the main constituents oxides, loss of some minerals, formation of sulfate minerals, as well as alteration of the peak of water dehydration in the pores and loss mass. Particles morphology of the sand and bentonite particles of geomaterials appears does not to have undergone alterations from the acid exposure. However, acid attack resulted in changes in the particles surface of basalt residual soil and kaolin. The results of pH and electrical conductivity of the liquid extracts indicate the good acid buffering capacity of the bentonite submitted at 0.01 mol/L H2SO4, and a higher dissolution of ions with increasing acid concentration. The contact with H2SO4 1.00 mol/L resulted in the metal constituents solubilization, corresponding to reductions in the elemental composition and changes in the mineralogy of the geomaterials.
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The experiments were conducted in a manner adapted to the batch test methodology of ASTM D4646-03. Samples were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, thermogravimetry and differential scanning calorimetry and scanning electron microscopy. The liquid extracts determined the concentration of Na, Mg, Al, K, Ca, Fe and Mn by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, pH and electrical conductivity. Exposure to the H2SO4 0.01 mol/L solution did not cause changes in the characteristics of the geomaterials evaluated. However, the contact with the solution of 1.00 mol/L of H2SO4 has resulted in reduction of the main constituents oxides, loss of some minerals, formation of sulfate minerals, as well as alteration of the peak of water dehydration in the pores and loss mass. Particles morphology of the sand and bentonite particles of geomaterials appears does not to have undergone alterations from the acid exposure. However, acid attack resulted in changes in the particles surface of basalt residual soil and kaolin. The results of pH and electrical conductivity of the liquid extracts indicate the good acid buffering capacity of the bentonite submitted at 0.01 mol/L H2SO4, and a higher dissolution of ions with increasing acid concentration. The contact with H2SO4 1.00 mol/L resulted in the metal constituents solubilization, corresponding to reductions in the elemental composition and changes in the mineralogy of the geomaterials.A exposição contato de geomateriais arenosos, siltosos e argilosos com lixiviados ácidos pode resultar dissolução de metais, dessorção de espécies químicas, dissolução parcial de minerais, afetando suas propriedades físicas e químicas. Na literatura, identifica-se ainda, a necessidade de avaliar as alterações nas propriedades dos geomateriais, em estado puro e em condições de extrema acidez. Sendo assim, este estudo teve por objetivo avaliar os efeitos do ataque ácido nas propriedades químicas, mineralógicas e morfológicas em Areia Fina Uniforme de Osório (AFO), Solo Residual de Basalto (SRB), Caulim (CAU) e Bentonita (BEN), e as alterações na composição físico-química dos extratos líquidos resultantes. Os materiais foram submetidos a soluções de ácido sulfúrico nas concentrações de 0,00, 0,01 e 1,00 mol/L. Os experimentos foram conduzidos de forma adaptada à metodologia de ensaios de batelada da norma D4646-03 da ASTM. As amostras puras e ensaiadas foram caracterizadas por fluorescência de raios X, difração de raios X, termogravimetria e calorimetria diferencial de varredura e microscopia eletrônica de varredura. Nos extratos líquidos determinou-se a concentração de Na, Mg, Al, K, Ca, Fe e Mn, por espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado, pH e condutividade elétrica. A exposição à solução de 0,01 mol/L de H2SO4 não provocou alterações expressivas nas características avaliadas dos geomateriais. Já o contato com a solução de 1,00 mol/L de H2SO4 resultou na redução do teor dos principais óxidos constituintes, perda de alguns minerais, formação de minerais sulfatados, bem como alteração do pico de desidratação da água nos poros e perda de massa. A morfologia das partículas de areia e bentonita não sofreu alterações oriundas da exposição ao ácido. Entretanto, o ataque ácido resultou em modificações na superfície das partículas do solo residual de basalto e do caulim. Os resultados de pH e condutividade elétrica dos extratos líquidos indicam uma maior dissolução de íons com o aumento da concentração de ácido. O contato com 1,00 mol/L de H2SO4 resultou na solubilização de metais constituintes, correspondendo com as reduções na composição elementar e alterações na mineralogia dos geomateriais.Universidade Federal da Fronteira SulBrasilCampus ErechimPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia AmbientalUFFSKorf, Eduardo PavanPrietto, Pedro Domingos MarquesPrietto, Pedro Domingos MarquesVargas, Gean Delise Leal PsqualiThomé, AntonioSilveira, Adriana AugustinFerrazzo, Suéllen Tonatto2018-11-142021-04-15T22:19:43Z20182021-04-15T22:19:43Z2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/4006porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFFS (Repositório Digital da UFFS)instname:Universidade Federal Fronteira do Sul (UFFS)instacron:UFFS2022-01-11T13:47:05Zoai:rd.uffs.edu.br:prefix/4006Repositório InstitucionalPUBhttps://rd.uffs.edu.br/oai/requestfranciele.cruz@uffs.edu.bropendoar:39242022-01-11T13:47:05Repositório Institucional da UFFS (Repositório Digital da UFFS) - Universidade Federal Fronteira do Sul (UFFS)false
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