Obtenção de mulita e cordierita sintéticas a partir de argilas esmectíticas do distrito de Boa Vista-PB e soluções concentradas de sais.

CENTRO DE C I Ê N C I A S E T E C N O L O G I A CURSO DE MESTRADO EPI E N G E N H A R I A Q U Í M I C A

OBTENCffO DE M U L I T A E C O R D I E R I T A S I N T É T I C A S A P A R T I R DE A R G I L A S E S M E C T I T I C A S DO D I S T R I T O DE BOA V I S T A - PB F S O L U Ç Õ E S CONCENTRADAS DE S A I S . MARIA C L A U D I A S I L V A C A M P I N A GRANDE - P A R A Í B A MARCO - 1 9 9 0

M A R I A C L A U D I A S I L V A

OBTENCSO DE M U L I T A E C O R D I E R I T A S I N T É T I C A S A P A R T I R DE A R G I L A S E S M E C T I T I C A S DO D I S T R I T O DF BOA V I S T A - P B E S O L U Ç Õ E S CONCENTRADAS DE S A I S .

D I S S E R T A C f i O APRESENTADA AO CURSO DF MESTRADO EM E N G E N H A R I A Q U Í M I C A DA U N I V E R S I D A D E FEDEDRAL DA P A R A Í B A , EM CUMPRIMENTO AS E X I G Ê N C I A S PARA A O B T E N Ç f i O DO GRAU DE M E S T R E .

ARFA DE CONCFNTRACfiO: T E C N O L O G I A DOS M A T É R I A S NfíO M E T Á L I C O S

PROFESSORA O R I E N T A D O R A : RUTH H. GOLDSCHMIDT A L I A G A K I M I N A M I

C A M P I N A GRANDE - P A R A Í B A MARCO - 1 9 9 0

08TENCS0 DE M U L I T A E C O R D I E R I T A S I N T Á T I C A S A P A K T I R

A R G I L A S E S M E C T Í T I C A S DO D I S T R I T O DE BOA V I S T A - PB

SOLUCoES CONCETRADAS DE S A I S .

MARIA CLAUDIA S I L V A

D I S S E R T A Ç Ã O APROVADA EM s

COMPONENTE DA BANCA

CAMPINA GRANDE - P A R A Í B A

MARCO DE Í 9 9 0

Aos meus P a i s , I r m ã o s

A R o m i 1 d o .

AGRADECIMENTOS

- A DFUS p o r ms i s e s s a o p o r t u n i d a d e de a p r i m o r a m e n t o

i n t e l e c t u a l , r e s t r i t a a t ã o p o u c o s no B r a s i l .

- A P r o f e s s o r a RUTH HERTA GOLDSCHMIDT ALIAGA K I M I N A M I ,

O r i e n t a d o r a d e s t a D i s s e r t a ç ã o , p e l a d e d i c a ç ã o , p a c i ê n c i a ,

f o r ç a de v o n t a d e p r i n c i p a l m e n t e n o s m o m e n t o s d i f í c e i s p e l o s

q u a i s p a s s o u e e n f i m , p e l o t o t a l empenho com que o r i e n t o u

e s t e t r a b a l h o .

- A C o o r d e n a ç ã o de P ó s G r a d u a ç ã o em E n g e n h a r i a Q u í m i c a na

p e s s o a do C o o r d e n a d o r KEPLER BORGES FRANCA, da V i c e

-C o o r d e n a d o r a O D r L S I A L . SAN-CHEZ DF ALSINA e d a s S e c r e t á r i a s

MARIA

J O S E

BEZERRA CAVALCANTE e M A R I C é PEREIRA DA S I L V A ,

p e l o a p o i o c o n c e d i d o no d e c o r r e r do c u r s o .

- Ao D e p a r t a m e n t o de E n g e n h a r i a Q u í m i c a da UFPB-CAMPUS I I

na p e s s o a do C h e f e d e s t e D e p a r t a m e n t o P r o f e s s o r MICHEL

F R A N Ç O I S F0SSY p e l a c o n c e s s ã o do L a b o r a t ó r i o de

T e r m o a n a l i s e s p a r a a r e a l i z a ç ã o d o s e n s a i o s de ATG e CDV.

- Ao l a b o r a t ó r i o de A n á l i s e s M i n e r a i s da UFPB-CAMPUS I I

na p e s s o a do C o o r d e n a d o r ANTONIO T0MAZ DOS SANTOS p o r

c o n c e d e r a u t i l i z a ç ã o d o s e q u i p a m e n t o s n e c e s s á r i o s p a r a as

A n á l i s e s Q u í m i c a s ; á S r a . SEVERINA MARIA DE A R A Ü J O p e l o s

s e r v i ç o s p r e s t a d o s no d e s e n v o l v i m e n t o d o s e n s a i o s e ao

F n g e n h e i r o FRANCISCO FSTRELA p e l a o r i e n t a ç ã o d u r a n t e a

r e a l i z a ç ã o d o s mesmos.

S0LAN6F MARIA DA ROCHA P A T R Í C I O p e l a o r i e n t a ç ã o d o s e n s a i o s

de S u p e r f í c i e E s p e c i f i c a ( B l a i n e ) e Massa E s p e c i f i c a R e a l ,

r e a l i z a d o s no l a b o r a t ó r i o de S o l o s I da UFPB-CAMPUS I I .

- A F L I R I A M. J . AGNOLON e M Á R C I O R. M O R E L l I do

D e p a r t a m e n t o de E n g e n h a r i a de M a t e r i a i s da UFSCAR, p e l a

r e a l i z a ç ã o d o s e n s a i o s de R e f r a t a r i e d a . d e e D i f r a ç a o de

R a i o s - X ,

- A VALDIR APARECIDO ZAMPIERI da A s s o c i a ç ã o B r a s i l e i r a de

C i m e n t o P o r t l a n d p e l a r e a l i z a ç ã o d o s e n s a i o s de M i c r o s c o p i a

E l e t r ô n i c a de V a r r e d u r a .

- A o s B o l s i s t a s de I n i c i a ç ã o C i e n t í f i c a L. I S I A N E NAVARRO

DE L I M A , M Á R C I O JORGE LUCAS DE FARIAS F LENILDE M É R G I A

R I B E I R O LIMA p e l a c o l a b o r a ç ã o na p a r t e e x p e r i m e n t a l d e s t e

t r a b a l h o .

- Ao meu C o m p a n h e i r o ROMILDO DOS SANTOS S I L V A p e l a

c o l a b o r a ç ã o na d i g i t a ç ã o do t e x t o e p e l o a p o i o e i n c e n t i v o

que o f e r e c e u d u r a n t e t o d a a m i n h a t r a j e t ó r i a no d e c o r r e r do

c u r s o de m e s t r a d o .

- Ao c a s a l CARLOS AUGUSTO DF LIMA e MARIA DE F Á T I M A

MEDEIROS DE LIMA p e l a d i s p o n i b i l i d a d e do s e u c o m p u t a d o r e

o p o r t u n i d a d e de c o n v i v ê n c i a .

- Ao C a s a l H É L I O FRANCISCO BEZERRA e MAGNA C E L I TAVARES

BEZFRRA p e l a a t e n ç ã o d i s p e n s a d a p a r a a u x i l i a r na u t i l i z a ç ã o

do E d i t o r de T e x t o e m p r e g a d o .

- Ao F n g e n h e i r o CARLOS ANTONIO PEREIRA DE LIMA p e l a

c o n f e c ç ã o d o s d e s e n h o s a p r e s e n t a d o s n e s t a D i s s e r t a ç ã o .

i

V

- A MARIA DA PENHA R. S I L V A , M i n h a M a e , que a p e s a r d a

d i s t a n c i a » ? a c o m p a n h o u d i a a p ó s d i a , d a n d o t o d o a p o i o e

i n c e n t i v o n e c e s s á r i o , à s v e z e s f i n a n c e i r o , S P M O q u a l s e r i a

i « í p o s s í v e l a t é mesmo c o m e ç a r e s t e t r a b a l h o .

- As C o m p a n h e i r a s de " R e p u b l i c a E s t u d a n t i l " JACOUELINE

FERREIRA DUARTE e CRISLENE RODRIGUES DA SILVA p e l a c o m p a n h i a

e i n c e n t i v o , p r i n c i p a l m e n t e n o s m o m e n t o s m a i s d i f í c e i s e

d e s a n i m a d o r e s .

- Aos AMIGOS da R e s i d ê n c i a U n i v e r s i t á r i a , em e s p e c i a l

GABRIEL FRANCISCO DA S I L V A , e a o s F A M I L I A R E S q u e me

a c o l h e r a m com m u i t o c a r i n h o n e s t a c i d a d e d i s t a n t e de c a s a .

- P o r f i m , a g r a d e ç o a t o d o s os AMIGOS do R i o de J a n e i r o

p e l o i n c e n t i v o e a o s AMIGOS que c o n q u i s t e i na P a r a í b a ao

l o n g o do c u r s o , que c o n t r i b u í r a m p a r a o meu d e s e n v o l v i m e n t o

soe i a 1 e c i e n t íf i co .

RESUMO

F s t e t r a b a l h o a p r e s e n t a o e s t u d o d e s e n v o l v i d o p a r a a

o b t e n ç ã o de M u l i t a e c o r d i e r i t a s i n t é t i c a s a p a r t i r de

a r g i l a s e s m e c t i t i c a s e s o l u ç õ e s c o n c e n t r a d a s de s a i s .

As a r g i l a s e s m e c t i t i c a s u s a d a s f o r a m c i n c o d i f e r e n t e s

a m o s t r a s , c a r a c t e r i z a d a s p e l a s c o r e s que a p r e s e n t a m ,

p r o v e n i e n t e s de Boa V i s t a - PB. P a r a o b t e n ç ã o da m u l i t a e da

c o r d i e r i t a , as a r g i l a s a p ó s t r a t a d a s com s u l f a t o de a l u m í n i o

e com s u l f a t o de a l u m í n i o e s u l f a t o de M a g n é s i o

r e s p e c t i v a m e n t e , f o r a m c a l c i n a d a s a t e m p e r a t u r a s na f a i x a de

1000*C a 1300°C d u r a n t e 1 h e/ou 3 h . Os p r o d u t o s o b t i d o s

f o r a m c a r a c t e r i z a d o s p o r a n á l i s e q u í m i c a , d e t e r m i n a ç ã o da

s u p e r f í c i e e s p e c i f i c a r e a l , a n á l i s e t e r m o g r a v i m é t r i c a e

a n á l i s e p o r c a l o r i m e t r i a d i f e r e n c i a l de v a r r e d u r a , d i f r a ç á o

de r a i o s ~ X , m i c r o s c o p i a e l e t r ô n i c a de v a r r e d u r a e e n s a i o de

r e f r a t a r i e d a d e .

Os r e s u l t a d o s m o s t r a m que t a n t o a m u l i t a como a

c o r d i e r i t a podem s e r o b t i d a s p e l o p r o c e s s o u t i l i z a d o , s e n d o

que a p u r e z a de ambas d e p e n d e m das c o m p o s i ç õ e s q u í m i c a s das

a r g i l a s u s a d a s a s s i m como da t e m p e r a t u r a e t e m p o de

c a l e i n a ç ã o .

D e n t r e as a r g i l a s em e s t u d o , a de c o r v e r d e - e s c u r a

r e s u l t o u em m u l i t a como f a s e ú n i c a à menor t e m p e r a t u r a de

c a l c i n a ç ã o . P a r a a o b t e n ç ã o da c o r d i e r i t a , e m b o r a t o d a s

a p r e s e n t e m a l t o t e o r de F e a 0

3

, a a r g i l a de c o r c h o c o l a t e f o i

a que a p r e s e n t o u c o m p o s i ç ã o q u í m i c a m a i s p r ó x i m a da t e o r

e menor t e m p e r a t u r a de c a l c i n a ç ã o .

ABSTRACT

T h i s w o r k r e p o r t a s t u d y on p r o d u c t i o n o f s i n t e t i c

m u l i t e and c o r d i e r i t e f r o m s m e c t i t e c l a y s and c o n c e n t r a t e d

s a l t s o l u t i o n s .

F i v e s m e c t i t e c l a y s s a m p l e s , h a v i n g d i f f e r e n t

c o l o u r s , f r o m Boa M i s t a - PB w e r e u s e d . F i r s t l y , t h e c l a y s

w e r e t r e a t e d w i t h a l u m i n u m s u l f a t e a n d w i t h a l u m i n u m s u l f a t e

and m a g n e s i u m s u l f a t e . T h e n t h e y w e r e c a l c i n a t e d a t 10 0

0-13 00°C d u r i n g 1 h a n d / o r 3 h . The p r o d u c t s w e r e

c h a r a c t e r i z e d by c h e m i c a l a n a l y s e , d e t e r m i n a t i o n o f s p e c i f i c

s u r f a c e and r e a l s p e c i f i c m a s s , t h e r m o g r a v i m e t r i c a n a l y s e ,

d i f e r e n t i a l s c a n n i n g c a l o r i m e t e r . X - r a y A a a l y s e , s c a n n i n g

e l e t r o n i c M i c r o s c o p e and r e f r a c t o r i n e s s t e s t i n g .

The r e s u l t s has s h o w n t h a t b o t h m u l i t e and

c o r d i e r i t e c a n be p r o d u c e d , and t h e i r p u r i t y d e p e n d o f t h e

c l a y s c h e m i c a l c o m p o s i t i o n , c a l c i n a t i o n t e m p e r a t u r e and

c a l c i n a t i o n t i m e .

M u l i t e was p r o d u c e d as u n i q u e p h a s e a t l o w e s t

c a l c i n a t i o n t e m p e r a t u r e f r o m t h e d a r k - g r e e n c o l o u r c l a y .

A l t h o u g h i n a l l s a m p l e s t h e F e

3

0

3 was p r e s e n t , c o r d i e r i t e

was p r o d u c e d a t l o w e s t c a l c i n a t i o n t e m p e r a t u r e and w i t h

n e a r e s t t h e o r i c a l c h e m i c a l c o m p o s i t i o n f r o m t h e c h o c o l a t e

c o l o u r c l a y s .

I

v i i i

A B R E V I A Ç Õ E S

ATD A n á l i s e t e r m o d i f e r e n c i a l

ATG A n á l i s e t e r m o g r a v i m é t r i c a

BET M é t o d o de d e t e r m i n a ç ã o da á r e a s u p e r f i c i a l de B r u n a u e r

Emmett e T e 1 1 e r .

C-B C o r d i e r i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a b o f e

C-C C o r d i e r i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a c h o c o l a t e

CDV C a l o r i m e t r i a d i f e r e n c i a l de v a r r e d u r a

C-5 C o r d i e r i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a s o r t i d a

C-V C o r d i e r i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a v e r m e l h a

C-VA C o r d i e r i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a v e r m e l h a p e l o

m é t o d o A.

C-VB C o r d i e r i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a v e r m e l h a p e l o

m é t o d o B.

C-VE C o r d i e r i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a v e r d e e s c u r a

DP.X D i f r a ç á o de r a i o s - X

E--B A r g i l a e s m e c t i t i c a do t i p o b o f e

E-C A r g i l a e s m e c t i t i c a de c o r c h o c o l a t e

E~S A r g i l a e s m e c t i t i c a de c o r s o r t i d a

E-T A r g i l a e s m e c t i t i c a t e ó r i c a

E-V A r g i l a e s m e c t i t i c a de c o r v e r m e l h a

E-VE A r g i l a e s m e c t i t i c a de c o r v e r d e e s c u r a

M-B M u l i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a b o f e

M-C M u l i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a c h o c o l a t e

ME M i c r o s c o p i a e l e t r ô n i c a

MEV M i c r o s c o p i a e l e t r ô n i c a de v a r r e d u r a

M-S M u l i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a s o r t i d a

M - U M u l i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a v e r m e l h a

M - V í M u l i t a o b t i d a com 1 h o r a de a q u e c i m e n t o a 1 3 0 0 ° C a

p a r t i r da e s m e c t i t a v e r m e l h a

M - V E M u l i t a o b t i d a a p a r t i r da e s m e c t i t a v e r d e e s c u r a

M-VEl M u l i t a o b t i d a com 1 h o r a de a q u e c i m e n t o a 1 3 0 0 ° C a

p a r t i r da e s m e c t i t a v e r d e e s c u r a .

SUMARIO

CAPITULO 1 - I N T R O D U Ç Ã O 1

1.1 I N T R O D U Ç Ã O 1

1.2 OBJETIVO 4

CAPITULO 2 - R E V I S Ã O DA LITERATURA 5

2.1 ARGILAS ESMECTITICAS 5

2.2 MULITA <. 10

2.3 CORDIFRITA 30

CAPITULO 3 - MATERIAIS E M É T O D O S . . . 4 7

3.1 MATERIAIS 47

3.2 M é T O D O S 47

3 . 2 . 1 M é T O D O S DE O B T E N Ç Ã O 47

3 . 2 . 1 . 1 MULITA 47

3 . 2 . 1 . 2 CORDIFRITA 49

3.2.2 M é T O D O S DE ENSAIO DE C A R A C T E R I Z A Ç Ã O 50

3 . 2 . 2 . 1 ANALISFS OUIMICAS 50

3 . 2 . 2 . 2 S U P E R F Í C I E ESPECIFICA 50

3 . 2 . 2 . 3 MASSA E S P E C I F I C A REAL ; . 5 1

3 . 2 . 2 . 4 ANALISES TF R MOG R A V I MÉ TR I C AS 51

3 . 2 . 2 . 5 D I F R A Ç A O DE RAIOS-X 52

3 . 2 . 2 . 6 MICROSCOPIA E L E T R Ô N I C A DE VARREDURA.52

3 . 2 . 2 . 7 REFRATAR. IEDADE 53

4.1 ARGILAS ESMECTITICAS 53

4 . 1 . 1 ANALISES Q U Í M I C A S 58

4.1.2 C A R A C T E R Í S T I C A S F Í S I C A S 60

4.1.3 ANALISE T F R M O G R A V I M í T R I C A E DE CALORIMETRIA

DIFERENCIAL DE VARREDURA 6 1

4.2 MUI I T A 63

4 . 2 . 1 DIFRACAO DF RAIOS-X 63

4.2.2 ANALISES Q U Í M I C A S 71

4.2.3 MICROSCOPIA E L E T R Ô N I C A DE VARREDURA 75

4.2.4 CALORIMETRIA D I F E R E N C I A L DE VARREDURA 75

4.2.5 C A R A C T E R Í S T I C A S F Í S I C A S 7?

4.3 CORDIERITA 83

4 . 3 . 1 D I F R A Ç A O DE RAIOS-X 83

4.3.2 ANALISES Q U Í M I C A S 96

4.3.3 ANALISE TERMOGRAV I METR I CA E DE CALORIMETRIA

DIFERENCIAL DE VARREDURA 99

CAPITULO 5 - C O N C L U S Õ E S 103

5.1 MULITA 103

5.2 CORDIERITA 104

CAPITULO 6 - S U G E S T Õ E S 106

REFERENCIAS B I B L I O G R Á F I C A S ...10 8

A P Ê N D I C E I 113

CAPITULO 1

1.1 I N T R O D U Ç Ã O

c i ê n c i a e e n g e n h a r i a d o s m a t e r i a i s vem t e n d o um

d e s e n v o l v i m e n t o a c e n t u a d o , '.,a d a m e n t e a p ó s a s e g u n d a g u e r r a

m u n d i a l , d e v i d o as n e c e s s i d a d e s i m p o s t a s l a s n o v a s

t e c n o l o g i a s em se t e r m a t e r i a i s com c o n j u n t o de p r o p r i e d .s

c o m p l e x a s , s e r e m m a i s r e s i s t e n t e s e c o n f i á v e i s . N e s s e g r u p o

de m a t e r i a i s m o d e r n o s d e s t a c a m - s e os n o v o s m a t e r i a i s

c e r â m i c o s , c a r a c t e r i z a d o s como c e r â m i c a s a v a n ç a d a s ou

c e r â m i c a s e s p e c i a i s . E s s e s m a t é r i a s s ã o a q u e l e s o b t i d o s a

p a r t i r de p a r t í c u l a s u l t r a f i n a s e e x t r e m a m e n t e p u r a s ,

p r o c e s s a d a s e/ou c o n f o r m a d a s , s i n t e r i z a d a s e t r a t a d a s

( a c a b a d a s ) s o b r i g o r o s a s c o n d i ç õ e s de c o n t r o l e e que

a p r e s e n t a m a l t o d e s e m p e n h o em d i v e r s a s a p l i c a ç õ e s de

e n g e n h a r i a . T a i s c e r â m i c a s s ã o c l a s s i f i c a d a s em f u n ç ã o de

s u a s p r o p r i e d a d e s e l é t r i c a s e m a g n é t i c a s , t é r m i c a s ,

m e c â n i c a s , ó t i c a s , q u í m i c a s , b i o l ó g i c a s e n u c l e a r e s .

Os i n s u m o s u t i l i z a d o s s ã o s i n t é t i c o s , p o s s u i n d o

d i s t r i b u i ç ã o g r a n u l o m é t r i c a e p u r e z a c o n t r o l a d a s , o b t i d o s

g e r a l m e n t e a t r a v é s de p r o c e s s o s q u í m i c o s . D e n t r e os

p r i n c i p a i s i n s u m o s d e s t a c a m - s e os ó x i d o s c e r â m i c o s

( a l u m i n a , s i l i c a , z i r c ò n i a , t i t a n i a , n i ó b i a , m a g n e s i a , ó x i d o

de z i n c o e t c . ) e o s m a t é r i a s c e r â m i c o s c o v a l e n t e s ( c a r b e t o s

e n i t r e t o s de s i l í c i o , de t i t â n i o , de a l u m í n i o , de b o r o

e t c . ) .

_M*<Í

E s t e s n o v o s M a t e r i a i s v ê m t e n d o c r e s c e n t e e x p a n s ã o

n o s p a í s e s d e s e n v o l v i d o s em r a z ã o de s u a s e n o r m e s

p o t e n c i a l i d a d e s de a p l i c a ç ã o em d i v e r s o s campos da

e n g e n h a r i a , p r o p i c i a n d o m e l h o r i a de d e s e m p e n h o , r e d u ç ã o de

c u s t o s e e c o n o m i a de e n e r g i a . Em 1 9 S 5 , o m e r c a d o m u n d i a l

d e s t e s m a t e r i a i s se s i t u a v a na c a s a dos 5 b i l h õ e s de

d ó l a r e s , d e v e n d o c r e s c e r a uma t a x a m é d i a g l o b a l de 1 5 X ao

a n o , e s t i m a n d o - s e que na p r i m e i r a d é c a d a do p r ó x i m o s é c u l o o

m e r c a d o r e p r e s e n t a r á c e r c a de 60 b i l h õ e s de d ó l a r e s

( Ü U A I L I B I F I L H O , 1 9 8 7 ) .

A m u l i t a

( 3 A I 2 O 3 . 2 S Í O 2 )

e a c o r d i e r i t a

( 2 M G 0 . 2 A l 2 0 3 . 5 S I 0 2 ) , que s ã o o b t i d a s g e r a l m e n t e

s i n t e t i c a m e n t e p o r s e r e m r a r a s na n a t u r e z a , f a z e m p a r t e da

c e r â m i c a t r a d i c i o n a l a p r e s e n t a n d o p r o p r i e d a d e s e x c e l e n t e s

r e q u e r i d a s p e l a i n d ú s t r i a r e f r a t á r i a , o n d e s ã o u t i l i z a d a s j a

h á m u i t o s a n o s . A m u l i t a é o ú n i c o a l u m i n o s s i l i c a t o e s t á v e l

a b a i x a s e a l t a s t e m p e r a t u r a s , p o s s u i um a l t o p o n t o de f u s ã o

( 1 8 8 0

0

C) , b a i x o c o e f i c i e n t e de e x p a n s ã o t é r m i c a

( 5 , 2

x

10"""*

K -

1

e n t r e 2 0 ° e 1 0 0 0

0

C ) , é i n e r t e e a p r e s e n t a a l t a

c a p a c i d a d e de m o l d a g e m em p e ç a s . E a c o r d i e r i t a , a p e s a r da

sua b a i x a t e m p e r a t u r a de f u s ã o ( 1 4 6 0

0

C ) , como r e f r a t ã r i o , é

de f u n d a m e n t a l i m p o r t â n c i a n a s i n d ú s t r i a s com p r o c e s s o s de

q u e i m a r á p i d a p o r a p r e s e n t a r um b a i x o c o e f i c i e n t e de

e x p a n s ã o t é r m i c a ( 1 , 0 x 1 0 - * . K

- 1

e n t r e 0

O

e 1 0 0 0 ° C ) , e que

c o n s e q u e n t e m e n t e l h e d á uma a l t a r e s i s t ê n c i a ao c h o q u e

t é r m i c o . A p e s a r da u t i l i z a ç ã o j á t r a d i c i o n a l , t a n t o a m u l i t a

q u a n t o a c o r d i e r i t a c o m e ç a m a t e r i m p o r t â n c i a s i n g u l a r nas

i m p o r t a n t e s m a t e r i a i s na c e r â m i c a a v a n ç a d a . N e s s a n o v a á r e a

q u a n d o c l a s s i f i c a d a s p e l a s f u n ç õ e s que e x e r c e m , a m u l i t a f a z

p a r t e do g r u p o que a p r e s e n t a f u n ç õ e s ó t i c a s , a p l i c á v e l como

e n v ó l u c r o i n t e r n o de l â m p a d a s de s ó d i o s o b a l t a p r e s s ã o , e

do g r u p o que a p r e s e n t a f u n ç õ e s m e c â n i c a s como m a t e r i a l

r e s i s t e n t e á t e m p e r a t u r a e ao c a l o r . E a c o r d i e r i t a p e r t e n c e

ao g r u p o que a p r e s e n t a f u n ç õ e s q u í m i c a s a p l i c á v e l como

s u p o r t e p a r a c a t a l i s a d o r e s de p l a t i n a u s a d o s p a r a o x i d a r o

m o n ó x i d o de c a r b o n o r e s i d u a l d o s g a s e s de e s c a p a m e n t o de

m o t o r e s de c o m b u s t ã o de v e í c u l o s a u t o m o t o r e s . Ambas s ã o

u s a d a s p r i n c i p a l m e n t e como a c e s s ó r i o s p a r a f o r n o , o n d e os

p r o d u t o s , a b a s e de c o r d i e r i t a s ã o u t i l i z a d o s á t e m p e r a t u r a s

i n f e r i o r e s ( a t é 1 2 5 0

o

C ) que o s p r o d u t o s à b a s e de m u l i t a em

t o r n o de 1 5 0 0 * C .

E s s a s m o d e r n a s a p l i c a ç õ e s , ou m e l h o r , " n o v a s "

a p l i c a ç õ e s d e s s e s m a t e r i a i s t r a d i c i o n a i s e x i g e m que os

p r o c e s s o s p a r a s i n t e t i z á - l a s s e j a m c a d a v e z m a i s

a p e r f e i ç o a d o s , v i s a n d o o c o n t r o l e r í g i d o da p u r e z a e

m o r f o l o g i a .

A a r g i l a e s m e c t i t i c a b e n e f i c i a d a que é u t i l i z a d a

p r i n c i p a l m e n t e como f l u i d o de p e r f u r a ç ã o de p e t r ó l e o ,

a g l o m e r a n t e s de a r e i a de f u n d i ç ã o , na f a b r i c a ç ã o de t i n t a s ,

p l á s t i c o s e b o r r a c h a s e como a g e n t e s d e s c o r a n t e s de ó l e o s .

Tem s u a m a i o r r e s e r v a b r a s i l e i r a l o c a l i z a d a na r e g i ã o de

B r a v o , D i s t r i t o de Boa V i s t a , C a m p i n a G r a n d e , PB, e s t i m a d a

em S.0 0 0 . 0 0 0 t a t é 1 9 8 2 . A i m p o r t â n c i a e c o n ô m i c a d e s t a

a r g i l a p a r a a r e g i ã o n o r d e s t e é b a s t a n t e s i g n i f i c a t i v a s e n d o

de g r a n d e i n t e r e s s e que as a p l i c a ç õ e s d e s t a a r g i l a s e j a

a m p l i a d a , p r e f e r i v e l m e n t e n a q u e l a s a p l i c a ç õ e s que c o n t e n h a

a l t o v a l o r a g r e g a d o , t e c n o l ó g i c o e e c o n ó m i c o .

1.2 DBJFTIVOS

0 o b j e t i v o d e s t e t r a b a l h o c o n s i s t i u em o b t e r t a n t o a

m u l i t a como a c o r d i e r i t a s i n t e t i c a m e n t e a p a r t i r de a r g i l a s

e s m e c t í t i c a s do D i s t r i t o de Boa V i s t a - P B e s o l u ç õ e s

c o n c e n t r a d a s de s a i s . As a n á l i s e s d a s r e a ç õ e s de f o r m a ç ã o e

c a r a c t e r i z a ç ã o f í s i c a e q u í m i c a d o s p r o d u t o s f o r a m

r e a l i z a d a s a t r a v é s de e n s a i o s de d i f r a ç ã o de r a i o s - X ,

a n á l i s e s t e r m o g r a v i m é t r i c a s e c a l o r i m e t r i a d i f e r e n c i a l de

v a r r e d u r a , a n á l i s e s q u í m i c a s , d e t e r m i n a ç ã o da massa

e s p e c i f i c a , d e t e r m i n a ç ã o da s u p e r f í c i e e s p e c í f i c a ,

m i c r o s c o p i a e l e t r ô n i c a de v a r r e d u r a e e n s a i o de r e f r a t a r i e

-d a -d e .

CAPITULO 2

R E V I S Ã O DA LITERATURA

E s t e c a p í t u l o t e m como o b j e t i v o a p r e s e n t a r as

c o n t r i b u i ç õ e s de o u t r o s a u t o r e s na e v o l u ç ã o c i e n t i f i c a do

a s s u n t o t r a t a d o n e s t e t r a b a l h o , e que s e r v i r a m como b a s e

p a r a o d e s e n v o l v i m e n t o do mesmo. 0 p r e s e n t e c a p í t u l o f o i

d i v i d i d o em t r e s p a r t e s ? a p r i m e i r a t r a t a da c a r a c t e r i z a ç ã o

m i n e r a l ó g i c a e p r o p r i e d a d e s d a s a r g i l a s e s m e c t í t i c a s

( m a t é r i a p r i m a ) e a s e g u n d a e t e r c e i r a d a s p r o p r i e d a d e s e

m é t o d o s de o b t e n ç ã o da m u l i t a e c o r d i e r i t a s i n t é t i c a s .

2.1 ARGILAS E S M E C T Í T I C A S

As a r g i l a s e s m e c t í t i c a s de Boa V i s t a , m a i s

c o m u m e n t e c o n h e c i d a s p o r b e n t o n i t a s , s ã o c o n s t i t u í d a s de

p a r t í c u l a s m u i t o f i n a s , c o n t e n d o n ã o menos de B57. de

m o n t m o r i 1 o n i t a ( 4 S i 0

2

. A l a 0

3

. H a O ) com p e q u e n a s q u a n t i d a d e s de

m i n e r a i s de r o c h a s í g n e a s . A b e i d e l i t a ( 3 S i O a . A 1 a 0

3

. H

a

0 ) ,

que pertence ao mesmo g r u p o do a r g i 1 o m i n e r a l

m o n t m o r i I o n í t i c o , é g e r a l m e n t e e n c o n t r a d a na a r g i l a

e s m e c t i t i c a e f o r m a uma s é r i e i s o m o r f a com a n o n t r o n i t a , a

q u a l é s e m e l h a n t e a b e i d e l i t a o n d e o

A I 2 O 3

é c o m p l e t a m e n t e

s u b s t i t u í d o p e l o F e

2

0

3

(DA ROCHA & MARTINS, 1 9 6 7 ) .

As a r g i l a s e s m e c t í t i c a s t e m como p r o p r i e d a d e

p r i n c i p a l , a a l t a c a p a c i d a d e de a b s o r ç ã o de á g u a . Os

m e l h o r e s t i p o s expandent de 12 a 15 e a t é mesmo

e x c e p c i o n a l m e n t e 30 v e z e s s e u v o l u m e o r i g i n a l , f o r m a n d o

e m u l s õ e s ou s u s p e n s õ e s p e r m a n e n t e s na á g u a . A l g u m a s , a p ó s

t r a t a m e n t o com á c i d o s , a d q u i r e m a h a b i l i d a d e de a b s o r v e r

m a t e r i a l c o l o r i d o d o s ó l e o s , g o r d u r a s e g r a x a s c o m p e t i n d o

com as " t e r r a s - f u l l e r " . Os u s o s i n d u s t r i a i s s ã o d e p e n d e n t e s

d o s c á t i o n s t r o c á v e i s e x i s t e n t e s na a r g i l a no s e u e s t a d o

n a t u r a l ou a p ó s t r a t a m e n t o q u í m i c o . De uma m a n e i r a g e r a l , os

c á t i o n s t r o c á v e i s s ã o o s s e g u i n t e s : N a * , K*, M g

2

* , C a

a

* ,

A l

3

* , F e

3

* , F e

a

* , e H

3

0 * ( K I M I N A M I & FERREIRA, 1 9 8 0 ) . Na

n a t u r e z a , as a r g i l a s m o n t m o r i l o n i t i c a s s a o p o l i c a t i ó n i c a s ,

h a v e n d o n e c e s s i d a d e de t r a t a m e n t o s q u í m i c o s p a r a que h a j a

p r e d o m i n â n c i a de um c á t i o n , e x i s t i n d o e x c e ç ã o como é o c a s o

das a r g i l a s b e n t o n í t i c a s de Wyoming n o s EEUU, que s a o

n a t u r a l m e n t e s ó d i c a s . G e r a l m e n t e , o s t r a t a m e n t o s q u í m i c o s

s ã o e f e t u a d o s com a f i n a l i d a d e de se t e r uma a r g i l a

m o n t m o r i l o n í t i c a s ó d i c a o u c á l c i c a . Em t o d o s o s c a s o s onde

h á a n e c e s s i d a d e de d i s p e r s ã o e s p o n t â n e a em m e i o s a q u o s o s ,

com f o r m a ç ã o de g é i s t i x o t r ó p i c o s , p o d e r l i g a n t e , e t c . , h á

n e c e s s i d a d e da p r e s e n ç a do s ó d i o como c á t i o n t r o c á v e l

p r e d o m i n a n t e . P a r a o b t e n ç ã o d a s m o n t m o r i l o n i t a s s ó d i c a s

e x i s t e m i n ú m e r o s p r o c e s s o s a t r a v é s do u s o de uma v a r i a d a

gama de p r o d u t o s q u í m i c o s . C o n t u d o f o i d e t e r m i n a d o que um

d o s m a i s e f i c i e n t e s p r o c e s s o s é u t i l i z a n d o uma s o l u ç ã o

s a t u r a d a de c a r b o n a t o de s ó d i o , na p r o p o r ç ã o de 100 meq/lOOg

de a r g i l a ( K I M I N A f l l & FERREIRA, 1 9 8 0 ) .

As a r g i l a s e s m e c t í t i c a s s o f r e m t r a n s f o r m a ç õ e s q u a n d o

s ã o s u b m e t i d a s a um t r a t a m e n t o t é r m i c o . GRIM & K U L P I C K I

q u a r e n t a a r g i l a s e s m e c t í t i c a s p r o c e d e n t e s de v á r i o s l u g a r e s do m u n d o . A t r a v é s de e n s a i o s de DRX e ATO, as a r g i l a s f o r a m c l a s s i f i c a d a s em t r ê s t i p o s de a c o r d o com as r e a ç õ e s s o f r i d a s , que f o r a m a s s e g u i n t e s : TIPO CHFTO TEMPERATURA (°C) 100 R E A Ç Ã O E n d o t é r m i ca F n d o t é r m i c a E n d o t é r m i ca E x o t é m i c a E x o t é r m i ca E x o t é r m i c a * E n d o t é r m i c a * E n d o t é r m i c a 6 0 0 - 7 0 0 8 5 0 - 9 0 0 9 5 0 - 1 0 5 0 1100 1 2 0 0 - 1 3 0 0 1250 14 00 p e r d a de á g u a a d s o r v i da p e r d a de h i d r o x i 1 a d e s t r u i ç ã o d a e s t r u t u r a a p a r e c i m e n t o B e t a - q u a r t z o f o r m a ç ã o da C r i s t o b a l i t a f a s e c o r d i e r i t a q u e b r a d a C r i s t o b a l i t a f u s ã o T I P O W Y O M I N G R E A Ç Ã O E n d o t é r m i c a * * E n d o t é r m i ca E x o t é r m i ca TEMPERATURA <°C) 6 0 0 - 7 0 0 9 0 0 - 9 5 0 1 1 0 0 - 1 1 5 0 - d e s i d r o x i l a ç ã o - d e s t r u i ç ã o da e s t r u t u r a - a p a r e c i m e n t o de m u l i t a e C r i s t o b a l i t a p e r m a n e -c e n d o a t é a f u s ã o E n d o t é r m i c a 1 4 0 0 - 1 5 0 0 - f u s ã o . * as r e a ç õ e s a c i m a de 1 2 0 0 ° C s ã o s u g e r i d a s p e l o a u t o r . * * a l g u m a s a p r e s e n t a r a m p i c o d u p l o p a r a d e s i d r o x i l a ç ã o e n t r e 5 0 0 ° e 6 0 0 ° C .

TIPO "AMOSTRAS DIVERSAS"

S ã o a s « o n t m o r i l o n i t a s com a l t o t e o r de f e r r o e

n o n t r o n i t a . A a l t a s t e m p e r a t u r a s o c o r r e a u s ê n c i a de m u l i t a ,

mas a c r i s t o b a l i t a a p a r e c e como a ú n i c a f a s e p r e s e n t e . A

d e s t r u i ç ã o do r e t i c u l a d o c r i s t a l i n o da m o n t m o r i l o n i t a s e da

em t e m p e r a t u r a s m a i s b a i x a s ( 8 0 0 - 9 0 0 ° C ) , a s s i m como o

d e s a p a r e c i m e n t o da c r i s t o b a l i t a e a d e s i d r o x i 1 a ç ã o

í e n d o t é r m i c a ) q u a n d o c o m p a r a d a s a o s t i p o s a n t e r i o r m e n t e

c i t a d o s . A r e a ç ã o e x o t é r m i c a de 8 0 0 ° a 9 0 0 ° C r e p r e s e n t a

p r o v a v e l m e n t e s e g u n d o o a u t o r a n u c 1 e a ç ã o da f a s e com um

t i p o de c r i s t a l i z a ç ã o de s í l i c a , e a s e g u n d a r e a ç ã o

e x o t é r m i c a a 1200°C s e da d e v i d o a f o r m a ç ã o da c r i s t o b a l i t a .

S e g u n d o DA ROCHA & MARTINS ( 1 9 6 7 ) o s d e p ó s i t o s

p r i n c i p a i s d a s a r g i l a s e s m e c t í t i c a s no B r a s i l s e e n c o n t r a m

em S ã o G a b r i e l ( R S ) , U b e r a b a e S a c r a m e n t o (MG) o n d e o

a r g i l o m i n e r a l p r e d o m i n a n t e é a n o n t r o n i t a e em Boa V i s t a

( P B ) . Os d e p ó s i t o s de Boa V i s t a c o n f o r m a m p e q u e n a s b a c i a s

e s p a l h a d a s i r r e g u l a r m e n t e na d i r e ç ã o l e s t e - o e s t e da r e g i ã o ,

e e s t ã o l o c a l i z a d a s n a s ã r e a s de J u ã , L a g e s e B r a v o , o n d e

e s t ã o s i t u a d a s q u a s e a t o t a l i d a d e d a s r e s e r v a s b r a s i l e i r a s

de a r g i l a s e s m e c t í t i c a s r e c o n h e c i d a s o f i c i a l m e n t e . A B a c i a

de B r a v o é a de m a i o r d i m e n s ã o e de m a i o r p r o f u n d i d a d e e n t r e

as d e m a i s e x i s t e n t e s na á r e a de Boa V i s t a (COPINATH e t a l i i ,

1 9 8 1 ) . E s s a s t r ê s j a z i d a s s ã o as ú n i c a s f o n t e s em g r a n d e

e s c a l a de e s m e c t i t a s s ó d i c a s s i n t é t i c a s b r a s i l e i r a s p a r a

a d i t i v o s t i x o t r ó p i c o s a o s f l u i d o s de p e r f u r a ç ã o de p o ç o s de

p e t r ó l e o u s a d o s p e l a PETROBRAS (SOUZA SANTOS e t a l i i , 1 9 3 0 ) .

n o n t r o n i t a ou n o n t r o n i t a ~ b e i d e 1 i t a , com i l i t a , c a u l i n i t a ,

q u a r t z o e c a m a d a s m i s t a s de i l i t a - m o n t m o r i l o n i t a . 0 t e o r

p o n d e r a l de m o n t m o r i 1 o n i t a v a r i a de 5 5 % a 7 0 % ^ (COPINA TH e t

a 1 i i , 19 8 1 ) . A p r e s e n ç a d e s s e s a r g i l o m i n e r a i s f o i t a m b é m

c o n f i r m a d a p o s t e r i o r m e n t e p o r K l f l I N A P I I E COLABORADORES

( 1 9 8 3 ) .

A r a z ã o p r i n c i p a l p a r a o e m p r e g o i n d u s t r i a l d a s

a r g i l a s e s m e c t í t i c a s s a o o s c á t i o n s t r o c á v e i s do s e u

a r g i l o m i n e r a l . As e s m e c t i t a s s ó d i c a s n a t u r a i s o u s i n t é t i c a s

s ã o a s ú n i c a s que se d i s p e r s a m em á g u a f o r m a n d o g é i s t i

-x o t r ó p i c o s a p a r t i r da c o n c e n t r a ç ã o de 2"A e a p r e s e n t a m p o d e r

l i g a n t e e l e v a d o em e s t a d o c r u . O r a ç a s a i s s o , a s a p l i c a ç õ e s

i n d u s t r i a i s d a s b e n t o n i t a s s ã o m u i t a s e d i v e r s i f i c a d a s * ^ No

B r a s i l , a l é m d o s s e t o r e s de p e r f u r a ç ã o de p e t r ó l e o ( K I M I N A P I I

E FERREIRA, 1 9 8 0 ) e f u n d i ç ã o ( F A L E I R O , 1 9 7 9 ) , que consomem a

g r a n d e p r o d u ç ã o do m i n é r i o , e m p r e g a - s e t a m b é m b e n t o n i t a n o s

s e t o r e s de c e r â m i c a , a b r a s i v o s , v i d r o , b o r r a c h a , p r o d u t o s

a s f á l t i c o s , p r o d u t o s f a r m a c ê u t i c o s e v e t e r i n á r i o s ,

p e r f u m a r i a , s a b õ e s e v e l a s , b e b i d a s , e l e t r o d o s p a r a s o l d a ,

c o n s t r u ç ã o ( F E R R E I R A , 1 9 7 8 í K E N K I T I TAN e FERREIRA, 1 9 7 9 ) ,

p e l o t i z a ç ã o ( a g l o m e r a n t e de f i n o s de m i n é r i o de f e r r o e

m a n g a n ê s ) , r e f i n o de ó l e o s v e g e t a i s , m i n e r a i s e t i n t a s e n t r e

o u t r o s ( D I A S e t a l i i , 1 9 8 3 ) .

10

2.2 MULITA

A m u l i t a é a ú n i c a f a s e c r i s t a l i n a e s t á v e l no s i s t e m a

a l u m i n o s s i l i c a t o d e s d e a t e m p e r a t u r a a m b i e n t e a t é

a p r o x i m a d a m e n t e 1 8 8 0 ° C s o b p r e s s ã o de a r a t m o s f é r i c o . í r a r a

sua o c o r r ê n c i a n a t u r a l , o c o r r e n d o u n i c a m e n t e na I l h a de M u l l

na c o s t a o e s t e da E s c ó c i a Í S K O O G & MOORE, 1 9 8 8 ) . Tem uma

c o m p o s i ç ã o q u í m i c a v a r i á v e l s o b r e a f a i x a de 3 A l

2

0 3 . 2 S i 0

2

a

2 A I 2 O 3 . S Í Ü 2 . S i n t e r i z a n d o o p ó na a u s ê n c i a da f a s e l i q u i d a

p r o d u z - s e m u l i t a de c o m p o s i ç ã o 3:2 com uma f o r m a g r a n u l a r ,

e n q u a n t o que o r e s f r i a m e n t o de f a s e l í q u i d a f o r m a uma

c o m p o s i ç ã o 2 : 1 com uma f o r m a a c i c u l a r ( M A Z D I Y A S N I & BROWN,

1 9 7 2 5 . S e g u n d o PANHORST & SCHENEIDER ( 1 9 7 8 ) , K o n o p i c k y e

P a t z a k em 1 9 7 4 d e s c r e v e r a m a o c o r r ê n c i a da m u l i t a 1:1

( A I 2 O 3 . S Í O 2 ) . A e s t r u t u r a c r i s t a l i n a é de s i m e t r i a

o r t o r r ô m b i c a (MENG & HUGGINS, 1 9 8 3 ) .

A M u l i t a p o s s u i uma a l t a t e m p e r a t u r a de f u s ã o ( 1 8 2 8 °

+. 1 0

0

C ) , s e n d o p o r t a n t o , uma c a n d i d a t a em p o t e n c i a l p a r a

a p l i c a ç õ e s e s t r u t u r a i s a a l t a s t e m p e r a t u r a s (MAH $

M A Z D I Y A S N I , 1 9 8 3 ) , t e n d o t a m b é m como p r o p r i e d a d e d e s e j á v e l o

b a i x o c o e f i c i e n t e de e x p a n s ã o t é r m i c a , que é em t o r n o de 5,2

X I O " * K ~

1

e n t r e 2 0 ° e 1000°C s e g u n d o MENG & HUGGINS ( 1983 ) .

A m u l i t a é u s a d a n a c o n f e c ç ã o de r e f r a t á r i o s , c e r â m i c a

a v a n ç a d a , em a c e s s ó r i o s p a r a f o r n o , c e r â m i c a e s t r u t u r a l e

a p a r a t o s e l e t r ô n i c o s , d e v i d o a s u a r e f r a t a r i e d a d e , i n é r c i a e

c a p a c i d a d e de m o l d a g e m da p e ç a . R e c e n t e m e n t e t e m se

à l i i , 1 9 8 3 ; MCNAMARA J R . , 1 9 7 0 ) . Essa v a r i e d a d e de

a p l i c a ç õ e s s e da p r i n c i p a l m e n t e p o r q u e m u i t a s m a t é r i a s

p r i m a s podem s e r u s a d a s p a r a p r o d u z i r m u l i t a , e as

p r o p r i e d a d e s o b t i d a s a t r a v é s do p r o c e s s a m e n t o c e r â m i c o e

a q u e c i m e n t o s ã o ó t i m a s Í S K 0 0 G & MOORE, 1 9 8 8 ) . E n t r e t a n t o a s

v a r i a d a s i m p u r e z a s c o m p r o m e n t e m s u a s p r o p r i e d a d e s f í s i c a s

(MENG & HUGGINS, 1 9 8 3 ) . M u l i t a como uma f a s e de l i g a ç ã o

e x i b e a l t a r e f r a t a r i e d a d e , b a i x a t a x a de f l u ê n c i a , b a i x a

e x p a n s ã o e c o n d u t i b i l i d a d e t é r m i c a , b o a e s t a b i l i d a d e t é r m i c a

e q u í m i c a e b o a m a c i e z e r e s i s t ê n c i a (SK00G & MOORE, 1 9 8 8 ) .

M u l i t a h o m o g ê n e a r e q u e r a l t a s t e m p e r a t u r a s ( 1 7 0 0 ° - 1 8 0 0 ° C )

e p r o l o n g a d a s q u e i m a s na s u a f o r m a ç ã o , e o p r o d u t o f i n a l

p o d e c o n t e r a l f a - a l u m i n a e c r i s t o b a l i t a p e l a p r ó p r i a

i n t e r d i f u s ã o l e n t a e m i s t u r a i n a d e q u a d a d o s p r e c u r s o r e s

(MENG & HUGGINS, 1 9 8 3 ) .

A l u m i n a e s í l i c a s ã o c o m p o n e n t e s de m u i t a s c e r â m i c a s

c o m e r c i a i s e m i n e r a i s i m p o r t a n t e s , s e n d o p o r t a n t o s e u

d i a g r a m a de f a s e um d o s de m a i o r i m p o r t â n c i a d e n t r e t o d o s os

p a r e s de ó x i d o . E n t r e t a n t o , e x i s t e uma s u b s t a n c i a l

d i s c o r d â n c i a s o b r e o d i a g r a m a na r e g i ã o da c o m p o s i ç ã o de

m u l i t a (KLUG e t a l i i , 1 9 8 7 ) . é bem a c e i t o h o j e q u e a m u l i t a

n ã o t e m c o m p o s i ç ã o f i x a mas e x i b e uma f a i x a de s o l u ç ã o

s ó l i d a . Essa f a i x a é p o n t o de i n t e n s i v a d i s c u s s ã o d e v i d o a o s

r e s u l t a d o s c o n f l i t a n t e s o b t i d o s p o r v á r i o s p e s q u i s a d o r e s . 0

p r o c e s s a m e n t o da m a t é r i a p r i m a , as c o n d i ç õ e s de a q u e c i m e n t o

(SK00G & MOORE, 1 9 8 8 ) , d i f i c u l d a d e s e x p e r i m e n t a i s d e v i d o à

a l t a s t e m p e r a t u r a s , v o l a t i l i d a d e da s í l i c a , t a x a de r e a ç ã o

l e n t a em s ó l i d o s e m e d i d a s de t e m p e r a t u r a s tem l e v a d o a

d i f e r e n t e s r e s u l t a d o s e x p e r i m e n t a i s e i n t e r p r e t a ç õ e s , CKLUG

e t a l i i , 1 9 8 7 ) .

Em 1924 um e s t u d o c l á s s i c o f e i t o p o r B 0 U F N & GRFIG

m o s t r o u que a m u l i t a e r a s o m e n t e uma f a s e e s t á v e l

i n t e r m e d i a r i a a a l t a s - t e m p e r a t u r a s no s i s t e m a A ]

2

0 » - S i G a .

E s t e s a u t o r e s d e t e r m i n a r a m que a m u l i t a t i n h a uma

c o m p o s i ç ã o e s p e c i f i c a de 3 A l

2

0

3

. 2 S i 0 a ( 7 1 , 8 % em massa de

A l s r O s ) e f u s ã o i n c o n g r u e n t e a 1 8 1 0 ° C ( F i g u r a 1 ) . F s s e

t r a b a l h o na f o r m a de d i a g r a m a de f a s e f o i a c e i t o p o r v i n t e

a n o s . Nos ú l t i m o s t r i n t a a n o s , e n t r e t a n t o , m u i t o s

i n v e s t i g a d o r e s t ê m q u e s t i o n a d o os r e s u l t a d o s no

c o m p o r t a m e n t o da f u s ã o e c o m p o s i ç ã o da m u l i t a . S e g u n d o SK00G

& flOORE ( 1 9 8 8 ) em 196 2 Aramak i e Roy p r o p u s e r a m um d i a g r a m a

de f a s e m o d i f i c a d o ( F i g u r a 2 ) com uma s o l u ç ã o s ó l i d a e s t á v e l

de m u l i t a na f a i x a de c o m p o s i ç ã o de 71,8 a 7 4 , 3 % ( m a s s a ) de

A1 a 0

3 , que m o s t r o u f u s ã o c o n g r u e n t e a 1 8 5 0 ° C . Os a u t o r e s

i n t r o d u z i r a m a i d é i a de a l a r g a m e n t o d e s t a f a i x a de s o l u ç ã o

s ó l i d a sob c o n d i ç ã o m e t a e s t ã v e l a 7 7 , 5 % ( m a s s a ) de A l a 0

3

.

E n t r e t a n t o , o c o m p o r t a m e n t o da f u s ã o i n c o n g r u e n t e o b s e r v a d o

p o r Bowen e G r e i g e s t á a t é a g o r a i n e x p l i c a d o .

S e g u n d o KL UG e t a l i i ( 1 9 8 7 ) , em 1975 A s k a y e Pask

c o n c l u í r a m que a m u l i t a f u n d e i n c o n g r u e n t e m e n t e a 1 8 2 8 ° ±

10°C com um p e r i t é t i c o a 5 2 , 3 % ( m a s s a ) de a l u m i n a . 0

l i m i t e d o e q u i l í b r i o da s o l u ç ã o s ó l i d a f o i v e r i f i c a d o

s e r q u a s e i d ê n t i c o com os de A r a m a k i e Roy v a r i a n d o

2 1 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 Si02 % M A S S A AI2O3

FIGURA 2a D i a g r a m a d e

p o r ARAMAKI

f a s e cio s i s t e m a

& ROY ( 1 9 6 2 ) .

A l « 0 » ~ S i O a p r o p o s t o

14

de 7 0 , 5 a 7 4 , 0 % ( m a s s a ) d e a l u m i n a . As l i n h a s d e 1 í q u i d u s

n o d i a g r a m a d e f a s e m o s t r a d o n a F i g u r a ( 3 ) s a o q u a s e a s

mesmas q u e a s q u e Bowen e G r e i g e n c o n t r a r a m . ,

A s k a y e Pask e s t u d a r a m t a m b é m o e f e i t o da v e l o c i d a d e

de r e s f r i a m e n t o , c o n c l u i n d o q u e a d i f u s ã o d a s í l i c a n a

a l u m i n a f u n d i d a em um r e s f r i a m e n t o r á p i d o f o r m a m u l i t a e

f a s e v í t r e a , em um r e s f r i a m e n t o l e n t o f o r m a a l u m i n a e f a s e

v í t r e a , e com v e l o c i d a d e i n t e r m e d i á r i a f o r m a m - s e a s t r ê s

f a s e s . R e s u l t a d o s s i m i l a r e s f o r a m t a m b é m o b s e r v a d o s com 7 8 a

8 0 % ( m a s s a ) d e a l u m i n a f u n d i d a . A m u l i t a f o r m a d a d o s i l i c a t o

a l t a m e n t e a l u m i n o s o f u n d i d o f o r m a m u l i t a m e t a e s t á v e l com

2 1 0 0 2 0 0 0 1 7 0 0 -. Q — 1 8 9 0 + 1 0 ° -S i 02 * L I Q U I D O ÇjT^'-"*,'~'/V ! 1 8 2 8 + 1 0 ° ,

S-SYS?*

/ " " « - . T A U . )

iki

! A L U M I N A \ /</> / f < Q I 1 t -L I Q U I D O 2 0 5 4 + 6 : ALUMINA + LIQUIDO S i 02 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0

Al

2

Oz

( % M A S S A ) A l203

FIGURA 3= D i a g r a m a d e f a s e d o s i s t e m a A1

;;

.0 S i 0 a p r o p o s t o

e n c o n t r a r a » t a m b é m o p o n t o de f u s ã o da m u l i t a à 1 8 8 0 ° C , e t e m p e r a t u r a p e r i t é t i c a de 1 8 2 8 ° C . As l i n h a s t r a c e j a d a s na F i g u r a ( 3 ) m o s t r a m e s s a e o u t r a s r e g i õ e s m e t a e s t á v e i s no d i a g r a m a de f a s e . M u i t o s o u t r o s p e s q u i s a d o r e s d e r a m c o n t i n u i d a d e ao e s t u d a do d i a g r a m a de f a s e A l a O a - S i O a , mas a s c o n t r o v é r s i a s em t o r n o d a s t r ê s p r i n c i p a i s q u e s t õ e s a b a i x o a i n d a e s t ã o s e n d o e s t u d a d a s : 1- M u l i t a f u n d e c o n g r u e n t e o u i n c o n g r u e n t e m e n t e ? 2- Q u a l é a t e m p e r a t u r a que a m u l i t a f u n d e o u se d e c o m p õ e ? 3- Q u a i s s ã o o s l i m i t e s de s o l u ç ã o s ó l i d a da m u l i t a ? RISBUD E COLABORADORES ( 1 9 7 8 ) d e s e n v o l v e r a m um e x p e r i m e n t o p a r a p r o c u r a r m e l h o r d e t e r m i n a r a f a i x a de s o l u ç ã o s ó l i d a do d i a g r a m a e e s c l a r e c e r o c o m p o r t a m e n t o de f a s e n o s i s t e m a S i 0 a - A l a 0 3 . E s t e s r e s u l t a d o s i n d i c a r a m q u e a p r e c i p i t a ç ã o da a l f a - a l u m i n a , ou da f a s e l í q u i d a na f u s ã o i n c o n g r u e n t e da m u l i t a d e p e n d e da n u c l e a ç ã o que a p a r e n t e m e n t e n ã o s e f o r m a f a c i l m e n t e n e s s e s i s t e m a . KLUG E COLABORADORES ( 1 9 8 7 ) u s a n d o a t é c n i c a s o l - g e l o b t i v e r a m a l u m i n o s s i l i c a t o s a l t a m e n t e h o m o g ê n e o s de d i f e r e n t e s c o m p o s i ç õ e s , c o n v e r t i d o s em m u l i t a o u m i s t u r a s de f a s e s a c i m a de 1 3 0 0 ° C . C o n c l u í r a m que a t e m p e r a t u r a de f u s ã o da m u l i t a é de 1890°C ( F i g u r a 4 ) . E que a s a m o s t r a s c o n t e n d o 7 7 , 8 , 7 7 , 5 , 7 8 , 0 e 7 9 , 0 X de a l u m i n a f u n d e m à 18 9 5 ** C. As c o m p o s i ç õ e s da m u l i t a n e s t a s a m o s t r a s f o r a m

i 6

a n a l i s a d a s p o r m i c r o s c ó p i o e l e t r ô n i c o , o b t e n d o ~ s e

i n i c i a l m e n t e e a p ó s o a q u e c i m e n t o à Í 8 8 0 ° C , 7 6 , 5 V. d e

a 1 u m i n a ..

oo I 1 i 1 I I I I I I 71 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 7 7 8 7 9 8 0 S i 02 * M A S S A A I2o3

FIGURA 4 s F a i x a d e S o l u ç ã o S ó l i d a d a m u l i t a e n c o n t r a d a p o r

KLUG E PROCHAZKA < Í 9 8 7 ) .

M u i t o s m a t e r i a i s p r o d u z i d o s s i n t e t i c a m e n t e s a o

u t i l i z a d o s a t u a l m e n t e p a r a f o r m a r m u l i t a d e a l t a p u r e z a ,

t a i s c o m o : g a m a - a l um i n a , f l u o r e t o d e a l u m í n i o , h i d r ó x i d o d e

a l u m í n i o e a l f a - a l u m i n a como f o n t e d e Al^-Oa,, e q u a r t z o

n a t u r a l p u r o , c r i s t o b a 1 i t a , s í l i c a a m o r f a , c o l o i d a l e

p r e c i p i t a d a como f o n t e d e s í l i c a p u r a . (SK00G E MOORE,

1 9 8 8 ) „

Em 1972 WAZDIYASNI & BROWN e s t u d a r a » a m u l i t a o b t i d a

a p a r t i r da m i s t u r a de p ó s de ó x i d o s de a l t a p u r e z a . Os p ó s

f o r a m p r e p a r a d o s p e l a d e c o m p o s i ç ã o da m i s t u r a de a l c ó x i d o s

m e t á l i c o s . E s s e m é t o d o f o i a p l i c a d o na p r e p a r a ç ã o do p ó de

m u l i t a com c o m p o s i ç ã o de 3A1 2 O 3 . 2S i D

2

( 7 1 , 8 % de A l z 0

3

) , que

e n v o l v e u a c a r a c t e r i z a ç ã o do p ó e s t e q u i o m é t r i c o t a l c o m o ,

f u s ã o , a n á l i s e m i c r o e s t r u t u r a l e m e d i d a s d a s p r o p r i e d a d e s

m e c â n i c a s a t e m p e r a t u r a a m b i e n t e d o s c o r p o s de m u l i t a

f a b r i c a d o s p o r e s t e s P Ó S .

Os r e s u l t a d o s da DRX e flEV i n d i c a r a m que as

p a r t í c u l a s f i n a s , i n i c i a l m e n t e a g u l h a s a m o r f a s ,

t r a n s f o r m a r a m - s e em m u l i t a o r t o r r õ m b i c a a l t a m e n t e c r i s t a l i n a

a 12 0 0

0

C . Os r e s u l t a d o s da ATG do pó p r e p a r a d o em a r

a t m o s f é r i c o da t e m p e r a t u r a a m b i e n t e a t é 1 0 0 0 ° C , a p r e s e n t a r a m

p e r d a de massa g r a d u a l de 3 1 , 8 % a 6 0 0

0

C , e f o i a t r i b u í d o â

p e r d a de H ;< 0 a b s o r v i d a , COs? e r e s í d u o do s o l v e n t e o r g â n i c o .

Na ATD, e x c e t o p e l a r e a ç ã o e n d o t é r m i c a e n t r e 5 0 ° e 200°C

como r e s u l t a d o da d e s i d r a t a ç ã o , nenhuma o u t r a r e a ç ã o

e n d o t é r m i c a ou e x o t é r m i c a f o i o b s e r v a d a da t e m p e r a t u r a

a m b i e n t e a t é i 2 0 0

0

C . As p r o p r i e d a d e s m e c â n i c a s à t e m p e r a t u r a

a m b i e n t e f o r a m m e d i d a s e c o r r e l a c i o n a d a s com a

m i c r o e s t r u t u r a e e s t r u t u r a c r i s t a l i n a do c o m p a c t o c e r â m i c o .

A c u r v a de e x p a n s ã o t é r m i c a m o s t r o u uma e x p a n s ã o l i n e a r

m é d i a de 5,6 X 1 0 ~ * m/m°C de 2 5 ° a Í S O O ^ C . 0 m ó d u l o de

e l a s t i c i d a d e da m u l i t a com d e n s i d a d e a p a r e n t e de 3,15 a 3,16

g/cm

3

f o i de 2,28 X 1 0 * K g f / c m

2

. 0 p o n t o de f u s ã o da

m u l i t a d e r i v a d a de a l c ó x i d o f o i de ISSO" ± 5 ° C , um p o u c o

m a i o r que a t e m p e r a t u r a de f u s ã o que f o i p r e v i a m e n t e

e s t u d a d a . T o d o s o s c o r p o s a p r e s e n t a r a m s u p e r f í c i e p o l i d a e

e x c e l e n t e r e s i s t ê n c i a ao c h o q u e t é r m i c o de 1200°C p a r a a

t e m p e r a t u r a a m b i e n t e .

M u l i t a f o i s i n t e t i z a d a p o r GHATE & COLABORADORES

( 1 9 7 3 ) , u t i l i z a n d o como m a t é r i a p r i m a p ó de a l u m i n a

c o n s i s t i n d o p r e d o m i n a n t e m e n t e da f o r m a gama e uma d i s p e r s ã o

a q u o s a e s t a b i l i z a d a do i o n a m ó n i o de s í l i c a c o l o i d a l . A

t é c n i c a do g e l f o i u t i l i z a d a p a r a m i s t u r a d o s p ó s . F o i

e n c o n t r a d o que a p e s a r da m u l i t a p o d e r s e r o b s e r v a d a a

1 2 0 0 ° C , a m u l i t i z a ç ã o f o i c o m p l e t a d a a 1 4 0 0 ° C . A m o r f o l o g i a

d a s p a r t í c u l a s f o i de t o t a l a u s ê n c i a da f o r m a a c i c u l a r , os

a g r e g a d o s g l o b u l a r e s ou e s f é r i c o s r e s u l t a r a m de uma r e a ç ã o

no e s t a d o s ó l i d o , ao p a s s o q u e , mesmo a p r e s e n ç a

i n s i g n i f i c a n t e de uma f a s e l i q u i d a do s i l i c a t o p r o m o v e uma

m o r f o l o g i a a c i c u l a r . E s t a f o i a p r i m e i r a v e z que o c o n c e i t o

da s í n t e s e da m u l i t a b a s e a d a na d e f i c i ê n c i a da e s t r u t u r a

e s p i n é l i c a de g a m a - a l u m i n a em c o n j u n ç ã o com s í l i c a a m o r f a

f o i p r o p o s t a , em a n a l o g i a ã f a s e e s p i n é l i o f o r m a d a da

m e t a c a u l i n i t a e s u a s u b s e q u e n t e t r a n s f o r m a ç ã o p a r a m u l i t a .

ABDEL REHIM ( 1 9 7 5 ) e x a m i n o u a i n f l u ê n c i a do f l u o r e t o

de a l u m í n i o no c o m p o r t a m e n t o t é r m i c o do q u a r t z o e a f o r m a ç ã o

do t o p á z i o , m u l i t a e c o r í n d o n , u s a n d o a d e r i v a t o g r a f i a . As

c u r v a s de ATD i n d i c a r a m a f o r m a ç ã o , do t o p á z i o a 7 6 0 ° C e a

f o r m a ç ã o da m u l i t a a 1 000°C u s a n d o a q u a n t i d a d e t e ó r i c a de

f l u o r e t o de a l u m í n i o . A r e a ç ã o e n t r e q u a r t z o e f l u o r e t o de

a l u m í n i o se d e u em d u a s e t a p a s d i s t i n t a s u s a n d o 5 0 Z em

e x c e s s o de f l u o r e t o de a l u m í n i o . A p r i m e i r a é m a r c a d a p e l o

l a r g o p i c o e n d o t é r m i c o a 7 8 0 ° C , r e p r e s e n t a n d o a f o r m a ç ã o do

t o p á z i o , e a s e g u n d a p o r um p i c o e n d o t é r m i c o a g u d o a 9 6 0 ° C ,

r e p r e s e n t a n d o s u a s u b s e q u e n t e d i s s o c i a ç ã o com a f o r m a ç ã o de

c o r i n d o n ou o x i d o de

a 1 f a -- a 1 u m i n a .

R E Y N F N ( 1 9 7 6 ) o b t e v e m u l i t a a p a r t i r da m i s t u r a de

b e n t o n i t a a uma s o l u ç ã o a q u o s a c o n c e n t r a d a de s u l f a t o de

a l u m í n i o a 5 0 ° C . P a r a m e l h o r h o m o g e n e i z a ç ã o f o i a d i c i o n a d o

T e e p o l ( R C H ( O S 0

3

N a ) C H

3

) . 0 p ó f o i p r e p a r a d o a p a r t i r d e s s a

s o l u ç ã o e s t a b i l i z a d a , u t i l i z a n d o p a r a e s s a p r e p a r a ç ã o um

" s p r a y d r y i n g " , s o f r e n d o d e p o i s t r a t a m e n t o t é r m i c o a 12 0 0 ° C

em f o r n o a g á s . Os g a s e s S 0

2

/ S 0

3

f o r a m c o n d u z i d o s a uma

t o r r e de a b s o r ç ã o . A a n á l i s e de DRX m o s t r o u m u l i t a como a

ú n i c a f a s e c r i s t a l i n a , f i a s a c o m p o s i ç ã o q u í m i c a d e t e r m i n a d a

p e l a a n á l i s e de f l u o r e s c ê n c i a de r a i o s - X m o s t r o u uma r a z ã o

A Í

2

0

3

: S i 0

2

de 2 , 6 6 , m a i o r que a t e ó r i c a ( 2 , 5 7 ) e 2 , 7 6 2

( m a s s a ) de F e

2

Q 3 . A á r e a e s p e c i f i c a m e d i d a p e l o m é t o d o de

15 ET f o i de 1 9 , 7 «

2

/ g .

PANNHORST & SCHNEIDER ( 1 9 7 8 ) e s t u d a r a m a

t r a n s f o r m a ç ã o da a n d a l u s i t a b r a s i l e i r a (HG) p a r a m u l i t a .

Sob a l t a s t e m p e r a t u r a s e p r e s s ã o a t m o s f é r i c a , a n d a l u s i t a e

s i l i m a n i t a t r a n s f o r m a m - s e em 3/2 m u l i t a e S i 0

2

. Na n a t u r e z a

a t r a n s f o r m a ç ã o da a n d a l u s i t a em m u l i t a p r o v a v e l m e n t e

o c o r r e s o m e n t e sob c i r c u n s t a n c i a s m u i t o e s p e c i a i s , e e l a é

m e t a e s t á v e l com r e s p e i t o a t r a n s i ç ã o a n d a l u s i t a - s i l i m a n i t a .

E n t r e t a n t o a a n d a l u s i t a é uma m a t é r i a p r i m a m a i s comum em

c e r â m i c a e p r o d u t o s r e f r a t á r i o s . A t r a n s f o r m a ç ã o f o i

e s t u d a d a no i n t e r v a l o de t e m p e r a t u r a de 1 3 0 0 ° a 1600°C p e l o

e n s a i o de r a i o s - X u s a n d o a t é c n i c a do P Ó e do m o n o c r i s t a l , e

p e l a e s p e c t r o s c o p i a de i n f r a - v e r m e l h o . Os r e s u l t a d o s f o r a m

i n t e r p r e t a d o s em t e r m o s da t r a n s f o r m a ç ã o t o p o t à t i c a , os

e i x o s a e b da a n d a l u s i t a e da 3/2 m u l i t a s ã o t r o c a d o s e n t r e

s i . P o r f i m c o n c l u í r a m que a s é r i e o c t a é d r i c a a l u m í n i o

-o x i g ê n i -o , -o c -o r r e u em ambas e s t r u t u r a s p a r a l e l a a-o e i x -o - c

c r i s t a l o g r á f i c o .

SACKS & PASK ( 1 9 S 2 ) e s t u d a r a m a c i n é t i c a de

d e n s i f i c a c ã o . A m e d i d a de d e n s i f i c a c ã o f o i f e i t a p o r ambos

s i s t e m a s de f a s e l í q u i d a e s ó l i d o . P e q u e n a s q u a n t i d a d e s de

f a s e l í q u i d a t e m e f e i t o s i g n i f i c a n t e na t a x a de

d e n s i f i c a c ã o . 0 t r a n s p o r t e de c o n t o r n o de g r ã o ou d i f u s ã o

p a r e c e m s e r o m e c a n i s m o p r i m á r i o da d e n s i f i c a c ã o . P a r a se

c h e g a r a e s s a s c o n c l u s õ e s f o r a m u s a d a s a l f a - A l a 0

3

99,SX e

q u a r t z o 99,6 X , c o m p o s i ç õ e s v a r i a n d o de 6 0 / 4 0 a 9 0 / 1 0 de

A l a O s / S i O a . A h o m o g e n e i z a ç ã o e d e s a g 1 o m e r a ç ã o f o i o b t i d a

p e l a moagem a ú m i d o ( á l c o o l i s o p r o p í 1 i c o > em m o i n h o de b o l a s

de p o r c e l a n a ( c o n d i ç ã o I de m i s t u r a ) e em m o i n h o v i b r a t ó r i o

r e c o b e r t o com t e f l o n ( c o n d i ç ã o P de m i s t u r a ) . D e p o i s da

s e c a g e m e p e n e i r a m e n t o a m i s t u r a f o i c a l c i n a d a a 1 ? 0 0 ° C p o r

8 h , p a r a f o r m a r m u l i t a e a l u m i n a ( d e p e n d e n d o da r a z ã o

A l a O s / S i O a ) , como s e g u e :

C O M P O S I Ç Ã O ( * ) Ó O I P 7 3 I P 73PP AREA S U P E R F I C I A L ( m = / g ) 1 ,9 1 , 8 2 , 1 DRX MULITA MULITA MULITA E T R A Ç O S DE A L F A- A I 2 O 3 75PP 1,7 MULITA E ALFA-A I 3 O 3 ( t r a ç o s )

MEN6 & HUNGGINS ( 1 9 8 3 ) e s t u d a r a m um n o v o m é t o d o q u í m i c o p a r a p r e p a r a ç ã o de m u l i t a p u r a e d o p a d a . F o r a m t e s t a d o s os s e g u i n t e s s i s t e m a s de r e a ç ã o : ( A ) S i ( CaH30 a ) « + s o l u ç ã o A 1 ( N0 3 ) 3 . 9H 2 0 em á g u a ( B ) S U C a H s O a ) * + s o l u ç ã o A l 2 ( S 0 « )3. 18 H 2 O em m e t a n o l ( C ) S i í C a H s O a ) * + s o l u ç ã o A 1 ( N 03 ) 3 . 9 H 2 0 em m e t a n o l 0 a c e t a t o de s i l í c i o d e c o m p õ e - s e em s o l u ç ã o p r o d u z i n d o s í l i c a h i d r a t a d a m u i t o f i n a m e n t e d i v i d i d a , s e c a em p l a c a de a q u e c i m e n t o . Um p r e c u r s o r de m u l i t a f o r m a d o a 5 0 0 0 C , f o i t r i t u r a d o , p e l e t i z a d o sob p r e s s ã o de 16 t o n / c ma, e c a l c i n a d o a v á r i a s t e m p e r a t u r a s em a r p a r a p r o d u z i r m u l i t a c r i s t a l i n a . P a r a a m o s t r a s d o p a d a s com 7 r 0 2 , V 2 0 o e F e 2 0 3 u s o u - s e c o m p o s t o d o p a n t e s o l ú v e l ( n i t r a t o ) d i s s o l v i d o em s o l u ç ã o de s a l de a l u m í n i o p a r a a a d i ç ã o do a c e t a t o de s i l í c i o . A c a r a c t e r i z a ç ã o f o i f e i t a p o r a n á l i s e s de DRX, ATD e ME. 0 m é t o d o p r o d u z i u d i v e r s o s r e s u l t a d o s , mas a f a s e m u l i t a e s t e v e p r e s e n t e em m a i o r q u a n t i d a d e , v a r i a n d o com o s i s t e m a u s a d o . <*) 0 p ó f o i i d e n t i f i c a d o p e l a c o m p o s i ç ã o ( t e o r de A 1 2 0 3 na m i s t u r a ) , c o n d i ç õ e s de m i s t u r a e de moagem ( I o u P ) .

22

MAH & MAZDIYASNI ( 1 9 8 3 ) e s t u d a r a m as p r o p r i e d a d e s

m e c â n i c a s da m u l i t a o b t i d a com a l t a p u r e z a , t r a n s p a r e n t e s e

t e o r i c a m e n t e d e n s a , a t r a v é s do d e r i v a d o a l c o x i de M a z d i y a s n i

e B r o w n . F o i i n v e s t i g a d a uma f a i x a de t e m p e r a t u r a da

a m b i e n t e a t é 1 5 0 0 ° C . Os c o r p o s de p r o v a t r a n s p a r e n t e s f o r a m

o b t i d o s sob p r e s s ã o a q u e n t e de 1 5 0 0 ° a 1 6 0 0 ° C , 35 a 50

MN/m

2

, de 15 a 60 m i n .

D E B é L Y e t a l i i ( 1 9 8 5 ) o b t i v e r a m a m u l i t a a p a r t i r da

m i s t u r a de g r ã o s f i n o s do c o m p o s t o S i O a - A l a O s p r e p a r a d o s

p e l a t é c n i c a de h e t e r o c o a g u l a ç ã o . A d e n s i d a d e m á x i m a f o i

a l c a n ç a d a a 15 5 0 ° C com a f o r m a ç ã o da f a s e m u l i t a . D e n s i d a d e

r e l a t i v a de 83 e 9 3 % ( t a m a n h o de g r ã o s de 0,3 m í c r o n s ) f o r a m

m e d i d a s p a r a a m o s t r a s s i n t e r i z a d a s a 1200°C p o r 13 h e a

1 4 0 0 ° C p o r 1 h , r e s p e c t i v a m e n t e .

MARPLE & GREEN ( 1 9 8 8 ) e s t u d a r a m a o b t e n ç ã o da m u l i t a

como uma s e g u n d a f a s e n o s c o r p o s de a l u m i n a p e l a t é c n i c a da

i n f i l t r a ç ã o . 0 p r o c e s s o f o i d e s e n v o l v i d o p a r a i n c o r p o r a r

m u l i t a em c o r p o s de a l u m i n a p a r c i a l m e n t e s i n t e r i z a d a

( p o r o s a ) com uma s o l u ç ã o de e t i l s i l i c a t o p r é - h i d r o l i z a d o .

Os e s p é c i m e s i n f i l t r a d o s , s i n t e r i z a d o s a 1600°C p o r 12 h

p r o d u z i r a m c o r p o s com d e n s i d a d e r e l a t i v a m a i o r que 9 8 % . F o i

um t r a b a l h o p r e l i m i n a r no u s o d e s s a t é c n i c a p a r a f o r m a ç ã o de

c o m p ó s i t o s mu 1 i t a / A 1 a O 3 . A v a n t a g e m p a r a f o r m a ç ã o da m u l i t a

é que o

A I 2 O 3

j á e s t á p r e s e n t e n o s p o r o s d o s c o m p a c t o s ,

s e n d o n e c e s s á r i o a p e n a s i n t r o d u z i r S i O a no s i s t e m a . Os

c o m p a c t o s c i l í n d r i c o s com p ó de a l u m i n a , p a r c i a l m e n t e

s i n t e r i z a d o s , f o r a m i n f i l t r a d o s p e l a i m e r s ã o em uma s o l u ç ã o

de e t i l s i l i c a t o , e f o r a m a q u e c i d o s na f a i x a de 1 6 0 0 ° a 1 7 0 0 ° C em a r a t m o s f é r i c o p a r a d e c o m p o r o i n f i l t r a n t e , g e r a n d o a r e a ç ã o de f o r m a ç ã o da m u l i t a e d e n s i f i c a ç ã o d o s c o r p o s . F o i o b s e r v a d o t a m b é m que o t e o r de m u l i t a no f i n a l v a r i o u com a s o l u ç ã o u s a d a , de 9,3 a 14,77. ( v o l u m e ) . Os r e s u l t a d o s da DRX i n d i c a r a m m u l i t a e a l u m i n a como as ú n i c a s f a s e s p r e s e n t e s . A i n c o r p o r a ç ã o da m u l i t a a f e t o u s i g n i f i c a n t e m e n t e o c r e s c i m e n t o de g r ã o na a l u m i n a ( m i c r o g r a f i a s ) a l t e r a n d o a d e n s i d a d e do c o r p o de p r o v a que p a r a a l u m i n a p u r a é de 9 9,6'A da t e ó r i c a e p a r a a l u m i n a com 13,2'A ( v o l u m e ) de m u l i t a a p r e s e n t o u 9 8 , 4 % da d e n s i d a d e t e ó r i c a .

CHAKSAVORTY & GHOSH ( 1 9 8 8 ) e s t u d a r a m p o r ATD E DRX a m u d a n ç a t é r m i c a de a l g u n s g é i s de m u l i t a , s i n t e t i z a d a s p e l o u s o de d i f e r e n t e s p r e c u r s o r e s e p e l a v a r i a ç ã o de pH e t e o r de á g u a d u r a n t e o p r o c e s s o de g e l i f i c a ç ã o . N e s s e t r a b a l h o f o r a m e s t u d a d o s o s m é t o d o s da c o p r e c i p i t a ç ã o e o m é t o d o do n i t r a t o de a l u m í n i o e s i l í c i o o r g â n i c o . F o i m o s t r a d o que a t r a n s f o r m a ç ã o t é r m i c a do g e l a l u m i n o s s i l i c a t o é a n á l o g o ao da c a u l i n i t a . E x i s t e c o n t r o v é r s i a s o b r e o p i c o a 9 8 0 ° C na ATD do g e l A l a O s - S i O a , s u a f a s e de d e s e n v o l v i m e n t o é uma f u n ç ã o da m a t é r i a p r i m a da s í l i c a e a l u m i n a , que t a m b é m r e a g e m d i f e r e n t e m e n t e com a v a r i a ç ã o do P H . M o l é c u l a s m a i o r e s de s í l i c a n ã o h o m o g é n e a s n ã o l e v a r a m à f o r m a ç ã o de m u l i t a o r t o r r ô m b i c a p o r v o l t a de 9 8 0 ° C . po r f i m os r e s u l t a d o s m o s t r a r a m que s ã o f o r m a d o s d o i s t i p o s de a l u m i n o s s i l i c a t o s . P r i m e i r o p r o d u z d i r e t o m u l i t a

o r t o r r ô m b i c a a 9 8 0 ° C , o s e g u n d o f o r m a m u ] i t a c ú b i c a a 9S0°C e o r t o r r ô m b i c a no a q u e c i m e n t o p o s t e r i o r .

S e g u n d o SKDOG & MOORE ( 1 9 8 8 ) , Boch e t a l i i u s a r a m a r e a ç ã o de s i n t e r i z a ç á o p a r a p r o d u z i r m u l i t a i n t e i r a m e n t e d e n s a a 1 6 2 0 ° C , em t r ê s d i s c r e t o s e s t á g i o s : I - I n í c i o da d e n s i f i c a ç á o a menos de 1 2 5 0o a t é 130 0°C da s í l i c a a m o r f a e m i s t u r a de q u a r t z o -a l u m i n a . I I - De 1 3 0 0 ° a 1 4 0 0 ° C , a s í l i c a é c o n v e r t i d a a b e t a C r i s t o b a l i t a e a t a x a de c o n t r a ç ã o d e c r e s c e . I I I - A c i m a de 1400°C m u l i t a s e d e s e n v o l v e , e c o n t i n u a s d e n s i f i c a ç á o .

SANCHE7-S0T0 & RODRIGUEZ ( 1 9 8 9 ) o b t i v e r a m m u l i t a a t r a v é s de t r a t a m e n t o t é r m i c o e m e c â n i c o da p i r o f i l i t a ( A l « S i « 0 a ( 0 H ) « ) . M o s t r a r a m a f o r m a ç ã o da m u l i t a a p a r t i r da p i r o f i l i t a á t e m p e r a t u r a s m a i s b a i x a s que a o b t i d a sem t r a t a m e n t o m e c â n i c o . A a m o s t r a u t i l i z a d a a p r e s e n t o u 9 0 X de p i r o f i l i t a , 5% de c a u l i n i t a e 5Z de m i c a . A moagem a s e c o f o i f e i t a em m o i n h o de b o l a s a uma r o t a ç ã o de 2 5 0 rpm v a r i a n d o de 5 a 3 2 5 m i n . Os r e s u l t a d o s da a n á l i s e de DRX m o s t r a r a m m u d a n ç a s s i g n i f i c a n t e s q u a n d o o t e m p o de moagem a u m e n t o u . No i n t e r v a l o de 30 p a r a 32 m i n de moagem f o i m o s t r a d a uma m a i o r d e s o r d e m na e s t r u t u r a i n d i c a n d o uma g r a d u a l q u e b r a da e s t r u t u r a com o t r a t a m e n t o m e c â n i c o . Os a u t o r e s c o n c l u í r a m que o a u m e n t o do t e m p o de moagem p r o m o v e g r a d u a l a u m e n t o de m u l i t a a t e m p e r a t u r a s m a i s b a i x a s do que a p e n a s com o t r a t a m e n t o t é r m i c o . A f o r m a ç ã o da C r i s t o b a l i t a