ARGILA VERDE-CLARO, EFEITO DA TEMPERATURA NA ESTRUTURA: CARACTERIZAÇÃO POR DRX
Silva, M.L.P. da (1*); Sousa, B. V.(1**) Rodrigues, M.G.F. (2)
Rua Lino Gomes da Silva, 154 Bairro – São José Campina Grande – PB
marlipersi@yahoo.com.br
1
Universidade Federal de Campina Grande. Centro de Ciências e Tecnologia. Departamento de Engenharia Química, Programa de Pós Graduação em Engenharia Química. Bolsistas do Bolsista do Mestrado CNPq(*) e ANP/PRH-25(**)
2
Universidade Federal de Campina Grande. Centro de Ciências e Tecnologia Departamento de Engenharia de Química.
RESUMO
Usualmente o termo argila é empregado quando se faz referência a um material terroso, de granulação fina, que se torna plástico ao ser misturado com uma quantidade pequena de água. A argila é uma das substâncias industriais, naturais, da maior importância e muitos produtos se fazem com ela. Além de sua aplicação medicinal e como matéria prima, as argilas vêm sendo amplamente estudadas pelo meio científico nas mais diversas áreas , como a catálise, onde sua aplicação é um pouco restrita devido as mesmas não suportarem altas temperaturas. O objetivo deste trabalho é verificar o que ocorre com a estrutura da argila verde claro, visando sua aplicação como catalisador, após ser submetida a um tratamento térmico, variando-se a temperatura até um máximo de 500ºC, para tal foi utilizada a técnica de difração de raios-X.
Palavras-chave: argila, catálise, caracterização, tratamento térmico.
INTRODUÇÃO
No conceito moderno, consideram-se as argilas como compostas essencialmente de partículas extremamente pequenas de um ou mais membros de um certo grupo de substâncias denominadas argilominerais[1], que são silicatos hidratados de alumínio e/ou magnésio, contendo teores significativos de ferro,
níquel, cromo e outros cátions na estrutura peculiar dos argilominerais que geram uma capacidade de troca reversível para cátions orgânicos, inorgânicos e organometálicos [2].
Argilas foram e continuarão sendo um dos minerais industriais mais importantes. São utilizados amplamente argilas e minerais argilosos em diversos setores de nossa sociedade. São importantes em geologia, agricultura, construção, engenharia, indústrias de processo e aplicações ambientais, onde se tem bastante aplicações tradicionais dentre os quais podemos citar: cerâmica, papel, pintura, plásticos, fluidos para perfuração, descoramento e catálise[3].
O comportamento físico-químico dos minerais argilosos tem sido estudado por causa de sua relação com adsorvente e/ou propriedades catalíticas. Este comportamento é governado pela extensão e natureza da superfície externa deles que pode ser modificada por tratamentos químicos e térmicos, os quais aumentam a atividade catalítica e adsorvente de minerais argilosos, mas tratamentos muito fortes diminuem esta atividade[4-10].
O objetivo deste trabalho é verificar o que ocorre com a estrutura da argila verde claro, visando sua aplicação como catalisador, após ser submetida a um tratamento térmico, variando-se a temperatura até um máximo de 500ºC, para tal foi utilizada a técnica de difração de raios-X.
MATERIAIS E MÉTODOS Materiais
A Argila bentonítica policatiônica denominada por verde-claro foi oriunda da cidade de Boa-Vista, Paraíba.
Métodos
Tratamento térmico da argila Bofe
Amostras de argila Verde Claro foram submetidas a um tratamento térmico no qual as mesmas foram levadas a mufla, e mantidas por um período de 30
minutos em temperaturas controladas de 100oC, 300oC, 400oC e 500oC. Após este tratamento, as amostras foram submetidas à caracterização.
Caracterização
Fluorescência de Raios-X (FRX)
As amostras da argila, tanto a natural como a tratada, foram submetidas à análise por fluorescência de raios-X, utilizada para determinar a sua composição química. O aparelho utilizado foi da marca Philips modelo PW2400.
Difração de Raios-X (DRX)
A difração de raios-X, segundo o método de varredura, que consiste na incidência dos raios-X sobre uma amostra em forma de pó compacto sobre um suporte, e um detector dos raios difratados nos diferentes ângulos de incidência. O equipamento utilizado foi da marca Siemens D5000.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Fluorescência de Raios-X (FRX)
As amostras foram analisadas por Fluorescência de Raios-X. Os resultados são mostrados na Tabela I, a qual apresenta a composição química da amostra natural.
Tabela I: Análise química da amostra verde-claro natural. Componentes Argila Verde-Claro
Natural (%) SiO2 73,43 Al2O3 11,26 Fe2O3 4,46 MgO 2,66 TiO2 0,59 Na2O 0,55 CaO 0,42 K2O 0,13 P2O5 0,02 MnO 0,02
A partir dos resultados da análise química apresentada na Tabela I, verifica-se que a amostra em estudo apreverifica-senta um alto teor de óxido de silício (SiO2) (73,43%) sendo superior aos valores indicados por Souza Santos[1], o que provavelmente está relacionado a presença de sílica livre em maior quantidade nas argilas atuais. A amostra apresentou teores apreciáveis de óxido de ferro III (Fe2O3) e Magnésio (MgO) sendo compatíveis com os valores encontrados por Souza Santos (1989). Os outros óxidos com teores abaixo de 1% na composição da argila não provocam mudanças significativas nas propriedades desta argila.
A figura 1 abaixo, apresenta os difratogramas obtidos para as amostras de argila verde-claro natural com granulometria de 200 mesh.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2θ Sem tratamento 100oC 300o C 400oC 500o C
Figura 1 – Difratogramas das argilas verde-claro natural e tratada termicamente a 100°C, 300°C, 400°C e 500°C.
Pode-se observar que o a curva de difração de raios-X da argila bentonítica (200 mesh) sem tratamento, figura 1, evidencia a presença de montmorilonita e quartzo na amostra. Analisando a curva de difração de raios-X da argila bentonítica (200 mesh) com tratamento térmico de 100°C é possível verificar que a estrutura da argila permaneceu estável. A partir de 300°C foi verificado o desaparecimento do pico da montmorilonita.
CONCLUSÕES
Este trabalho propôs investigar um tratamento térmico, variando-se a temperatura até um máximo de 500ºC, para tal foi utilizada a técnica de difração de raios-X, a qual demonstrou que a estrutura da argila natural permaneceu
estável a uma temperatura inferior a 300°C e a partir da referida temperatura houve modificação na sua estrutura.
REFERÊNCIAS
[1] Santos, P.S., Ciência e Tecnologia de Argilas. 2a edição, Ed. Edgard Blücher, São Paulo (1989).
[2] Abreu, S. F. Recursos minerais do Brasil, Ed. Edgard Blücher, 2ª ed., V. 1, São Paulo-SP, 324, (1973).
[3] Haydn H. Murray, Applied Clay Science, 17, 207-221, 2000.
[4] Barrios, M. S., González, L. V. F., Rodríguez, M. A. V., Pozas, J. M. M., Appl. Clay Science, 10, 247-258, 1995.
[5] Bonilla, J. L., Lopez Gonzalez, J.de D., Ramírez Saen, A., Rodríguez Reinoso, F., Valenzuela Calahorro, C., Clay Miner., 16, 173-179, 1981.
[6] López González, J.de D., Ramírez Saen, A., Rodríguez Reinoso, F., Valenzuela Calahorro, C., Zurita Herrera, L. Clay Miner., 16, 103-113, 1981.
[7] Cetisli, H. and Gedikbey, T., Clay Miner., 25, 207-215, 1990.
[8] Pesquera, C., Gonzalez, F., Benito, I., Blanco, C., Mendiorez, S., Pajares, J., J. Mater. Chem.., 2(9), 907-911, 1992.
[9] Vaccari, A.; Catálisis Today, 41, 53-71, 1998. [10] Rodrigues, M. G. F.; Cerâmica, 49, 146-150, 2003.
LIGHT GREEN CLAY, TEMPERATURE EFFECT IN THE STRUCTURE, DRX CHARACTERIZATION
Usually the clay term is applied when refers to a earth material, of fine granulometry, that turns plastic when mixed to a small water quantity. The clay is one of the most important natural, industrial substance, and many products are made with it. Besides its application as medicinal and raw application, the clays are widely studied by scientific environment at several areas, like catalysis, where its application is more restrict because they don't support high temperatures. The objective of this work is verifies what occurs with the light green clay, looking for its application as a catalysts, after submitted to a thermal treatment, varying the temperature to a maximum of 500°C, using the X-Ray Diffraction techniques.
