Os resultados das análises químicas das amostras naturais por fluorescência de raios X encontram-se apresentados na Tabela 4.4, sendo que para as amostras tratadas com DCB não foi realizado a análise de perda por calcinação (PPC), devido a restrita quantidade de amostras disponibilizadas para análise.
Tabela 4.4 – Análise química por fluorescências de raios X das amostras naturais e após tratamento de deferrificação por DCB. AMT = Amostra AM Tratada, FSIT = Amostra FSI Tratada, DBT = Amostra DB Tratada, ACMT = Amostra ACM Tratada, DVT = Amostra DV Tratada.
Amostra SiO2 (%) Al2O3 (%) Fe2O3 (%) TiO2 (%) MnO (%) MgO (%) CaO (%) Na2O (%) K2O (%) P2O5 (%) PPC (%) Total (%) Amostras in natura AM 38,86 29,31 17,08 2,18 0,117 0,25 0,03 0,047 0,86 0,088 11,32 100,14 FSI 48,36 30,06 6,88 1,63 0,008 0,13 0,02 0,046 0,79 0,047 12,08 100,05 DB 46,38 35,20 1,58 1,72 0,003 0,33 0,03 0,014 1,34 0,065 12,53 99,18 ACM 45,71 34,63 2,04 1,97 0,006 0,52 0,05 <0,001 1,87 0,133 12,56 99,49 DV 32,16 22,97 32,25 1,11 0,007 0,04 0,02 0,072 0,98 0,238 10,11 99,96 Amostras tratadas AMT 47,35 32,88 3,11 2,87 0,009 0,45 0,04 0,104 1,38 0,049 - 88,24 FSIT 60,48 24,98 1,09 2,67 0,011 0,18 0,05 0,219 0,90 0,050 - 90,63 DBT 52,99 31,61 1,41 1,93 0,008 0,32 0,04 0,106 1,37 0,042 - 89,83 ACMT 50,74 30,22 1,44 2,50 0,017 0,30 0,08 1,23 1,25 0,328 - 88,11 DVT 52,48 32,69 0,87 1,39 0,003 0,11 0,03 0,302 1,69 0,026 - 89,59
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Para confirmação dos resultados foram efetuadas novas análises químicas por ICP. Os resultados das análises químicas por ICP encontram-se nas Tabelas 4.5 e 4.6.
Tabela 4.5 – Composição química de óxidos encontrados via ICP das amostras de caulinita naturais e das amostras de caulinita deferrificadas por DCB.
AMOSTRA Al(%) 2O3 Fe(%) 2O3 TiO(%) 2 MgO (%) CaO (%) Na(%) 2O K(%) 2O P(%) 2O5
AM 29,83 17,35 1,82 0,41 0,01 0,00 0,74 0,04 FSI 30,57 3,91 1,40 0,22 0,01 < LQ 0,61 0,01 DB 34,08 1,39 1,56 0,33 0,01 < LQ 0,72 0,03 ACM 34,55 1,47 1,67 0,39 0,03 < LQ 0,84 0,21 DV 22,37 35,37 0,88 0,10 0,01 0,01 0,81 0,11 AM-T 34,14 3,16 2,52 0,71 0,01 0,11 1,24 0,02 FSI-T 24,56 1,07 2,20 0,34 0,02 0,21 0,77 0,02 DB-T 31,00 1,45 1,65 0,52 0,01 0,11 1,17 0,01 ACM-T 28,95 1,36 2,01 0,47 0,03 1,01 1,04 0,14 DV-T 33,00 0,91 1,19 0,20 0,01 0,31 1,44 0,01 LQ* 0,0100 0,0100 0,0002 0,0001 0,0010 0,0010 0,0010 0,0010
Tabela 4.6 – Composição química de elementos encontrados via ICP das amostras de caulinita naturais e das amostras de caulinita deferrificadas por DCB.
AMOSTRA (%) Ba (%) Cr (%) Ni (%) S (%) Sr (%) V (%) Zr AM 0,010 0,020 0,004 0,010 0,003 0,040 0,030 FSI 0,010 0,010 0,004 0,010 0,004 0,020 0,030 DB 0,020 0,050 0,003 < LQ 0,003 0,020 0,030 ACM 0,110 0,020 0,010 0,020 0,050 0,020 0,030 DV 0,010 0,020 0,001 < LQ 0,001 0,030 0,020 AM-T 0,020 0,010 0,010 < LQ 0,004 0,020 0,040 FSI-T 0,020 0,010 0,004 0,020 0,010 0,020 0,040 DB-T 0,020 0,040 0,003 < LQ 0,002 0,020 0,030 ACM-T 0,090 0,020 0,010 0,300 0,030 0,020 0,040 DV-T 0,010 0,010 0,002 0,030 0,002 0,010 0,020 LQ* 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,001 0,000
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Os elementos Be, Bi, Cd e Mo estão abaixo do limite de quantificação e por isto não constam na tabela de resultados do ICP. Os elementos As, Co, Cu, Li, Pb, Sc, Th, Y e Zn não constam na tabela devido a muito baixa concentração ou ausência destes nas amostras.
Os óxidos SiO2 e Al2O3 são componentes predominante em todas as fácies, seguido pelo
Fe2O3 cujo teores são maiores nas amostras que apresentam sua coloração mais avermelhada, como
DV (Depósito Padre Domingos) e AM (Depósito Caxambu), sendo que a presença de Fe2O3 pode ser
considerada fator responsável por tal coloração. Este teor mais elevado é corroborado pelas análises mineralógocas por difração de raios X e termodiferenciais onde ocorrem maiores concentrações de goethita e hematita.
Após tratamento com DCB para retirada de Fe livre das amostras naturais, as análises químicas demonstram relevante redução nos teores deste em cada uma das amostras, principalmente nas amostras DV e AM que são as amostras mais ferruginosas (Figura 4.6). Tal redução caracteriza a retirada do elemento Fe presente em forma de óxidos e de hidróxidos. Entretanto, a presença remanescente deste elemento nas amostras tratadas com DCB pode estar relacionado ao Fe3+ presente
em sítios octaédricos das caulinitas como substituintes do Al3+ (Grim, 1962).
Figura 4.6 - Variação das quantidades de Fe (ppm) nas cinco amostras in natura e nas amostras após tratamento
com DCB obtidos em análise química por ICP.
A amostra na qual foi possível se retirar maior quantidade de Fe foi a amostra DV, chegando a ser eliminado cerca de 97% do Fe inicial. Já a amostra na qual se observou menor eliminação de Fe foi a amostra DB (amostra pouco ferruginizada), onde a quantidade de Fe após a análise apresentou um
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insignificante aumento (Figura 4.6), o que pode ser justificado por algum erro experimental durante o processo de lavagem da amostra tratada, ou até mesmo erro de calibração ou medição durante a quantificação química por ICP, considerando a reduzida massa de amostras disponibilizada para análise.
A relação entre os óxidos dos Fe2O3-Al2O3 nas amostras naturais evidencia o elevado grau de
deferruginização, principalmente nas amostras DB e ACM, onde a ausência do ferro em forma de óxidos e hidróxidos após tratamento pode ser suprida por concentrações relativas de alumina (maiores teores de Al2O3).
A Figura 4.7 mostra os teores percentuais dos óxidos de Si, Al e Fe obtidos a partir da Fluorescencia de Raios X antes ao tratamento DCB e a Figura 4.8 mostra tais teores após o tratamento DCB.
Figura 4.7 - Variação percentual de SiO2, Al2O3 e Fe2O3 obtidos via Fluorescencia de raios X entre as amostras
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Figura 4.8 - Variação percentual de SiO2, Al2O3 e Fe2O3 obtidos via Fluorescencia de raios X entre as amostras
após tratamento por DCB
Considerando os teores padrões de sílica e de alumina para a caulinita pura em torno de 39,8% de alumina, 46,3% de sílica e, cerca de, 13,9% de água, a razão de sílica para alumina é de 1,16 (Murray et al. 1993; Klein & Hurlbut, 1993). As análises químicas dos materiais de estudo (Figura 4.9) mostram valores desta razão variando entre 1,33 e 1,61, portanto, maiores quando comparado a razão padrão. Tal fato pode ser relacionado à presença de quartzo, conforme observado nos difratogramas de raios X, o que tende a tornar o material arenoso e de reduzido poder de sinterização, condicionando o seu comportamento cerâmico satisfatório dependente da quantidade de álcalis presente no material (Thomazella, 2003).
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Figura 4.9 - Resultados das análises químicas por Fluorescência de Raios X (%) para os teores de SiO2 e Al2O3
das amostras naturais e razões SiO2/Al2O3.
Elevada discrepância nas quantidades do elemento Na foi encontrada nas amostras antes e após o tratamento de deferrificação com DCB. Isso pode ser justificado devido à presença de resíduos deste elemento que não foram eliminados por completo durante as lavagens do material após a realização do procedimento de deferrificação, no qual é utilizado solução concentrada de NaOH.
Teores do elemento Timais altos são geralmente encontrados em amostras cauliníticas que ofereçam percentuais mais acentuados de Al que são condicionadas a um relativo enriquecimento em zonas deferruginizadas (Varajão, 1988), o que pode ser corroborado pelos resultados encontrados nas análises químicas do material de estudo (Tabelas 4.4 e 4.5) e observado na Figura 4,10, que caracteriza um enriquecimento positivo com relação a tais elementos, exceto na amostra AM, onde não se observa tal regularidade.
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Figura 4.10 – Variação de massa dos elementos Ti, Al e Fe obtidos via análise química por ICP.
Maiores valores de óxidos fundentes como o K2O são encontrados na amostra DV, o que
potencializa seu poder de redução de porosidade durante o processo de sinterização, podendo causar consequente diminuição do volume total da peça cerâmica.
Já para os elementos As, Mn e V, pode-se notar uma correlação positiva com os teores de Fe. A Figura 4.11 representa a variação destes elementos com o Fe, onde amostras que apresentam menores quantidades de Fe apresentam concomitantemente decréscimo em As, Mn e V.
Figura 4.11 - Variação de massa dos elementos As, Mn e V em relação a quantidade de Fe em cada amostra,
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