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Modificações estruturais da uranófana do Reboleiro observadas no decurso do aquecimento
Autor(es): Neves, J. M. Correia; Nunes, J. E. Lopes
Publicado por: Museu e Laboratório Mineralógico e Geológico da Universidade deCoimbra; Centro de Estudos Geológicos
URL
persistente: http://hdl.handle.net/10316.2/42130 Accessed : 28-Feb-2021 22:19:34
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PUBLICAÇÕES DO MUSEU E LABORATÓRIO MINERALÓGICO E GEOLÓGICO DA UNIVERSIDADE DE COIMBRA E DO CENTRO DE ESTUDOS GEOLÓGICOS
N.° 51
Memórias
e Notícias
Modificações estruturais da uranófana
do Reboleiro observadas no decurso
do aquecimento
por
J. M. Correia Neves& J. E. Lopes Nunes
Bolseiros da Comissão de Estudos da Energia Nuclear
Os autores estão actualmente interessados no estudo duma série de minerais secundários de urânio portugueses existentes nas colecções do Museu e Laboratório Mineralógico e Geológico da Universidade de Coimbra. Publicaram já (1959) o resultado das suas observações ópticas, roentgenográficas e térmico-diferen ciais dos seguintes minerais: uraninite, fosfuranilite, sabugalite, uranófana, metatorbernite, torbernite e autunite.
O presente estudo teve por finalidade a interpretação objec- tiva das modificações estruturais da uranófana no decurso do seu aquecimento.
A amostra estudada foi colhida na mina do Reboleiro (Tran coso). F. Mendes e M. de Silveira (1957) apresentaram um estudo roentgenográfico duma uranófana do Reboleiro, e nós estudámos (1959) também uma uranófana proveniente do mesmo jazigo.
A amostra estudada é de cor amarela-palha e tem aspecto terroso. Aparece associada com outros minerais secundários de urânio que estamos a estudar. Destes identificámos já, roentge- nogràficamente, a fosfuranilite, de cor amarela-canário.
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Estudo pelos raios-X
Da uranófana do Reboleiro obtivemos o diagrama de raios-X da Est. I — fig. 1.
Utilizámos uma câmara assimétrica de poeiras com 114.83 mm de 0 e a radiação Kα do Cu, produzida sob 45 kV e 15 mA que
actuou sobre o pó do mineral durante 10 h.
A interpretação do diagrama obtido reproduz se no quadro 1, ao lado dos valores por nós obtidos (1959) para outra uranófana do Reboleiro.
No diagrama da uranófana estudada aparece a risca 3.09 A° (>1), que não encontrámos (1959) na outra amostra de uranófana do Reboleiro. Frondel (1958) indica-a para a uranófana de Graf- ton Center. É provável, porém, que esta linha pertença à fosfu- ranilite. Também a encontrámos (1959) no diagrama da uranó fana da Urgeiriça, a que se associava fosfuranilite.
Estudo térmico-diferencial
Os autores (1959) apresentaram já curvas de DTA da ura nófana da Urgeiriça e de uma mistura de uranófana e metator- bernite do Reboleiro.
Utilizando um aparelho com pares Al-Cr, obtivemos, da amostra de uranófana do Reboleiro correspondente ao presente tra balho, a curva de DTA da fig. 1. A curva, embora idêntica à obtida em 1959, mostra porém picos mais nítidos a 120°C e 200° C (endotérmicos) e a 7183C (exotérmico). Além disso observam-se
duas áreas endotérmicas, respectivamente a 385° C e 540° C, que são também mais nítidas do que as observadas no diagrama de 1959.
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A maior nitidez dos picos da curva agora obtida, em relação à de 1959, poderá filiar-se no facto de se ter utilizado em 1959 menor quantidade de amostra. A curva presente foi obtida com 600 mg de uranófana.
Curvas térmicas diferenciais de uranófanas são referidas por Hamilton e Kerr (1954) e Ambartsumian (1957). Segundo
Hamil-46
ton e Kerr a curva térmica diferencial da uranófana mostra picos endotérmicos a 150° C, 230° C (o mais nítido de todos), 330° C e 570° C e um pico exotérmico a 730° C. Segundo Ambartsu mian a curva de DTA da uranófana apresenta picos endotérmi cos a 110o C e 160° C e uma área endotérmica a 550° C. Além
disso, o pico exotérmico observa-se a 725° C. Ainda segundo Ambartsumian, a diferença entre as curvas de DTA das α — uranó
fana e β — uranófana reside no facto desta apresentar o primeiro
pico endotérmico (150° C) mais intenso que o segundo (190°-200º C), que é geralmente insignificante; no restante as curvas são seme lhantes.
Interpretação da curva de DTA
Para interpretarmos as modificações estruturais da uranófana no decurso do seu aquecimento de 0o a 1.000° C, obtivemos dia
gramas de raios-X após aquecimento, respectivamente, a 150° C, 350° C, 600° C, 900º C e 1020° G. Os diagramas, que se reprodu zem na Est. I — figs. 2 e 3 e na Est. II — figs. 1, 2 e 3, pela mesma ordem com que foram aquecidas as amostras, obtiveram-se numa câmara assimétrica de poeiras com 114 83 mm de diâmetro, uti lizando radiação Kα do Cu produzida sob 45 kV e 15 m A. Os tem
pos de exposição referem-se na legenda de cada diagrama.
A leitura dos diagramas vai indicada no quadro 2, ao lado dos valores de d e I para a uranófana não aquecida do Reboleiro e dos valores de d e I do U308 publicados em 1944 na primeira série de fichas suplementares da ASTM.
Com o aquecimento a 150°C, a estrutura da uranófana não sofre qualquer alteração como se comprovou pelos raios-X (ver quadro 2).
Depois dum aquecimento a 350° C, a estrutura continua a ser a mesma, embora algumas linhas de intensidade fraca não apareçam no diagrama de raios-X (ver quadro 2). Isto faz supor que a primeira fase de desidratação da uranófana se liga com a saída da estrutura de moléculas de HaO zeolítica.
A 600° C a rede da uranófana destrói-se (1), e é nesta altura
(1) Embora no quadro se refiram ainda algumas linhas difusas obti
das dum diagrama da «uranófana» aquecida a 600° C, os autores obtiveram outro diagrama do material aquecido a 600° C que não mostra qualquer linha.
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que deve dar-se a desidratação completa com a saída dos gru pos OH- (1) da estrutura.
O pico dos 718° C da nossa curva de DTA está relacionado com a recristalização de novas fases minerais, como revelaram os diagramas obtidos de uranófana aquecida a 900° C e 1020° C. Estes diagramas são idênticos, mas a 1020º C a recristalização foi mais completa e, por isso, o diagrama é mais nítido.
Segundo Hamilton e Kerr (1954), a 800° C dá-se uma recris- talização do material para uma substância não idéntificada. Recen temente Ambartsumian (1957) afirmou que uma das estruturas formadas entre 800° C e 1000° C é a do U3O8.
A nossa interpretação do diagrama obtido de material aque cido a 1020° O permitiu-nos detectar uma estrutura cúbica com ao = 5.88A0, ao lado de riscas duma ou mais estruturas não
cúbicas. À estrutura cúbica corresponde um parâmetro elemen tar exageradamente alto para a identificarmos com a estrutura do U308. Serão átomos de cálcio responsáveis pelo alargamento da malha?
RESUMO E CONCLUSÕES
Dama uranófana do Reboleiro (Trancoso) obtiveram-se dia gramas de raios-X e de DTA.
A interpretação da curva de DTA da uranófana mostrou que até aquecimento do material a 350º C não houve modi ficações sensíveis na estrutura. Por volta dos 600° C a estrutura destruíu-se. A partir dos 718° C dá-se uma recristalização com aparecimento duma estrutura cúbica com a0 = 5.88 A° e doutra ou doutras substâncias não cúbicas.
A estrutura cúbica tem um a0 exageradamente alto para corresponder ao U308, pelo menos no estado puro.
(1) Com o auxilio de diagramas de absorção de infra vermelhos será
possível controlar a temperatura da saída das moléculas de H2O e dos gru pos OH- da rede da uranófana.
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B I B L I O G R A F I A
Ambartsumian, Ts. L. (1957) — «Thermal investigations of some uranium bearing minerals». Suplement n.° 6 of the Soviet Journal of Atomic
Energy. Traduçâo inglesa de 1958.
Correia Neves, J. M. e J. E. Lopes Nunes (1959) — «Contribuição para o conhecimento dos minerais uraniferos portugueses». Memôrias e Noti-
cias do Museu e Laboratório Mineralogic e Geolôgico da Universidade de Coimbra, n.° 48, 23-58.
Frondel, C. (1958) — «Systematic Mineralogy of Uranium and Thorium».
Geol. Surv. Bull. 1064.
Hamilton, P. K. & P. F. Kerr (1594) — «Uranophane and betauranotile, Marysvale, Utah», in Annual Report for June 30, 1953 to April 1, 1954, Part 1: U. S. Atomic Energy Com. RME-3096; citado em Frondel (1958).
Mendes, F. e M. da Silveira (1957) — «Sobre a identificaçâo do uranôfano no «minério negro» da métropole portuguesa». Rev. da Fac. de Ciên-
cias, Lisboa, vol. v, fasc. 2.°, 269-276. R É S U M É
MODIFICATIONS DE STRUCTURE DE L’URANOPHANE DU REBO- LEIRO OBSERVÉES PENDANT LE CHAUFFAGE
Des diagrames de rayons X et DTA ont été obtenus à partir d’une uranophane de Reboleiro (Trancoso).
L’interprétation de la courbe de DTA de cette uranophane a révélé qu’un chauffage du minéral a 350° C. n’a pas apporté de modification sensi ble dans sa structure. Vers 600.° C. la structure a été détruite. A partir de 718° C. il se produit une recristallisation faisant apparaître une structure cubique de a0 = 5.88 A0 et d’une ou d’autres substances non cubiques. La
structure cubique possède un ao trop élevé pour pouvoir correspondre à U3O8 du moins à l’état pur.
S U M M A R Y
STRUCTURAL MODIFICATIONS OBSERVED IN THE COURSE OF HEATING OF THE URANOPHANE OF REBOLEIRO
We have obtained X-Ray and DTA diagrams from an uranophane at Reboleiro (Trancoso).
Interpretation of the DTA curve of the uranophane showed that in heating the mineral up to 350° C. there were no noticiable structural modi fications. Around 600° C the structure was destroyed. From 718° C. there was recrystallization, a cubic structure a0 == 5.88 A0 and other non-cubic
substances. The cubic structure shows an extremely high a0 if it is to cor respond to U308, in the pure state at least.
