Mineralogical DRX characterization of the raw material used in the red ceramics industry in Santarém-Pará State

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1 CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA POR DRX DA MATÉRIA PRIMA UTILIZADA NA INDÚSTRIA DE CERÂMICA VERMELHA EM SANTARÉM- ESTADO DO PARÁ João P. da S. Lemos 1 (IC), Marllon D. Dorabiato 1 (IC), Anderson C. Mendes Universidade Federal do Oeste do Pará UFOPA, Santarém - PA, jao.lemoss@gmail.com 2 Universidade Federal do Pará UFPA, Belém - PA Resumo: As argilas constituem um importante grupo de matérias primas devido a sua aplicabilidade em diversas áreas da indústria. A Amazônia apresenta grande disponibilidade dessa fonte de recurso, que associado à indústria da cerâmica vermelha tem ganhado destaque no comércio regional. O município de Santarém-Pará tem representatividade nesse comércio com aproximadamente 15 olarias que desenvolvem papel fundamental na economia da região, em especial com a fabricação de telhas, tijolos maciços, tubos e ladrilhos. O trabalho consistiu na caracterização composicional das argilas, verificando através de análises de Difratometria de raios-x quais impurezas estavam contidas, para posterior, fazer um comparativo das cerâmicas que utilizavam esse tipo de produto. As fases cristalinas identificadas foram: caulinita, ilita, nacrita, montmorillonita, dickita, quartzo e muscovita, sendo a caulinita o mineral de argila predominante na maioria das amostras. Palavras-chave: Cerâmica, Santarém, Argila, Matéria-Prima. Mineralogical DRX characterization of the raw material used in the red ceramics industry in Santarém-Pará State Abstract: The raw material of nine pottery from Santarém-Pará was studied by XRD totaling fifteen samples. Kaolinite, ilite, nacrite, montmorillonite, dickite, quartz and muscovite were identified, with kaolinite being the predominant mineral. Keywords: Ceramics, Santarem, Clay, Raw Materials. Introdução A abundância de matérias primas naturais na Amazônia é inegavelmente reconhecida, fator que a caracteriza como um potencial de exploração devido à disponibilidade de seus recursos. Atrelado a essa fonte de extração primária, o segmento cerâmico junto à construção civil vem se desenvolvendo consideravelmente nessa região, principalmente por empresas de pequeno a médio porte, que se beneficiam da facilidade de exploração da argila e da mão de obra a baixo custo, muitas vezes sem qualificação, para ampliar a produção do setor que geralmente é consumido no mercado interno. Em Santarém - Pará, o setor de cerâmica vermelha possui aproximadamente 15 olarias, que na sua grande maioria, são composta por micro e pequenas empresas, sendo algumas de cunho familiar, fundamentais para o abastecimento do mercado local. Dispõem-se do potencial geológico de reservas de argila provenientes de áreas de várzea e latossolos aluvionares, porém, o baixo valor agregado de seus produtos dificulta investimentos em equipamentos, tecnologia e qualificação da mão de obra, que são elementos fundamentais para a obtenção de um produto de maior qualidade. Apesar da grande importância econômica e social da cerâmica vermelha na região norte, são poucos os estudos que buscam viabilizar o conhecimento sobre a matéria prima ceramista nesta região e racionalizar a sua aplicação ao setor, uma vez que dada a identificação completa do tipo de argila e de suas propriedades, pode-se estabelecer quais as formulações e condições de

2 processamento são mais adequadas para se obter produtos com as propriedades finais desejadas (Menezes et al, 2001). A estrutura dos argilominerais permite modificá-los para diversas aplicações industriais. Propriedades como adsorção de íons, plasticidade, capacidade de absorção de água e resistência à ruptura proporciona uma gama de variedades na sua utilização. Na indústria de cerâmica vermelha ou estrutural as argilas são empregadas como matéria prima na fabricação de blocos de vedação, telhas, tijolos maciços, tubos e ladrilhos (Junior et al., 2005). Assim, esse trabalho consiste em uma caracterização miralógica por DRX das amostras de matéria prima em olarias de Santarém, com o intuito de reconhecer o tipo de argila empregada, como também as possíveis impurezas contidas nesse produto para fins comparativo qualitativo desse material entre as cerâmicas do comércio local. Área de estudo A área de objeto de estudo situa-se no município de Santarém, região oeste do Pará, aproximadamente a Km da capital (Fig.1). Figura 1 - Mapa de localização da área de estudo. Materiais e métodos Os trabalhos consistiram em separação de 13 amostras coletadas em 9 olarias da cidade de Santarém (Fig.1; Tabela 1). Estas amostras foram destorroadas, quarteadas e secas em estufa a 60 C durante 24 h e apartir da determinação da composição mineralógica, por DRX, das amostras, também foi realizado comparação entre as mesmas. As análises de DRX foram realizadas no laboratório de DRX da UFPA. O difratômetro é do modelo X Pert Pro 3 MDP(PW3040/60) PANalytical, com goniômetro PW3050/60 (θ-θ) e com tubos de raios-x cerâmicos de anodo de Cu(Kα1= 1, Å) modelo PW3373/00, foco fino longo, filtro Kβ de Ni, detector PIXCEL 1D (Real Time Multiple Scanning). No modo scanning foram usadas duas configurações instrumentais: Varredura 2 a 70 2θ, 40kV, 40mA, passo 0,03 em 2θ e tempo/passo de 200s, fenda fixa 1/8 e anti-espalhamneto ¼, máscara em 10mm, para análises de pó total e Varredura 2 a 40 2θ para análise de argilominerais.

3 Tabela 1 - Nomenclatura e localização das amostras utilizadas. Ponto Localização Nomenclatura 1 Cerâmica Perfil, Rodovia PA-457 (Santarém-Alter do Chão) A1 2 Cerâmica Perfil, Rodovia PA-457 (Santarém-Alter do Chão) A2 3 Cerâmica Inhamus, Avenida Curuá-Una (km 6,7) A3 4 Cerâmica Inhamus, Avenida Curuá-Una (km 6,7) A4 5 Cerâmica N. S. Fátima, Avenida Curuá-Una (Km 5,9) A5 6 Cerâmica N. S. Fátima, Avenida Curuá-Una (Km 5,9) A6 7 Cerâmica Barro Forte, Avenida Curuá-Una (Km 5,9) A7 8 Cerâmica Barro Forte, Avenida Curuá-Una (Km 5,9) A8 9 Cerâmica Vale do Tapajós, Avenida Curuá-Una (Km 7,5) A9 10 Cerâmica Asteka, Av. Curuá-Una (km 2,2) A10 11 Cerâmica Serama, Avenida Curuá-Una (km 6,8) A11 12 Cerâmica Argentina A12 Av. Curuá-Una (km 7,2) Beco Belo Horizonte 13 Cerâmica Curuá-Una, Avenida Curuá-Una (km 7,2) A13 Resultados e Discussão As análises macroscópicas das amostras mostraram textura argilo-arenosa com composição de quartzo, muscovita e argilominerais. Essas amostras são, na maioria misturas de minerais aluminossilicatados hidratados que formam a fração argila (<2mm) e encontrados em solos e sedimentos de fundo de igarapés, rios, lagos, mares e oceanos. Quimicamente, os aluminossilicatos hidratados são mais conhecidos como argilominerais, podendo conter também impurezas em sua estrutura cristalina como calcita, dolomita, quartzo, pirita, matéria orgânica, entre outras (Sparks 2003). A fração argila compreende a granulometria fina das rochas sedimentares e conhecer uma argila e seus constituintes é de fundamental importância para o processo de fabricação das cerâminas e influencia diretamente no produto final. Assim, os padrões de difração de raios X das amostras analisadas apresentam basicamente as seguintes fases cristalinas: caulinita, ilita, nacrita, montmorillonita, dickita, quartzo e muscovite (Fig. 2), sendo a caulinita o mineral de argila com maior frequência em A1, A2, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A11 e A12, nacrita em A3 e A13 e, ilita e dickita em A10 (Tabela 2). A fase cristalina do quartzo apareceu em todas as amostras, algumas em pequenas porcentagens, como A3 e outras com alta porcentagem, como A2. Essa impureza quando em grandes quantidades acaba diminuindo a qualidade do produto final. Muitas cerâmicas utilizam argilas ricas em quartzo como mistura com outras argilas para obter um produto de boa qualidade. Tabela 2 Composição mineralógica das fases cristalinas identificadas nas amostras de cerâmicas (%) Amostra Quartzo Caulinita Montmorillonita Muscovita Ilita Dickita Nacrita A1 37,7 62, A2 98,9 1, A3 0, ,2 31, ,7 A4 1,2 26, ,2 14, A A6 4,3 95, A7 1,4 30, , A8 40,5 59, A9 2,8 62, , A10 1,7 38, ,4 38, A11 4,3 95,

4 A12 1,4 30, , A13 0, , ,9 Figura 2 Difratogramas representativos das amostras analisadas demonstrando as fases cristalinas identificadas. Conclusões A análise qualitativa das argilas mostrou que a maioria das indústrias utilizam uma matéria prima adequada para essa finalidade, pois utilizam argilas não expansiva. Porém a amostra A3 apresentou em uma das fases cristalinas consideráveis porcentagens de Montmorillonita, essa argila é expansiva e não se adequa nos padrões. Desse modo, a identificação das fases cristalinas presentes nas amostras de olarias de Santarém é um passo incial para caracterização tecnológica, para assim obter uma melhor mistura de agregados para potencializar o aproveitamento da matéria prima. Agradecimentos Os autores agradecem a Universidade Federal do Oeste do Pará UFOPA, pela disponibilidade logística, a Universidade Federal do Pará UFPA, pela compreensão ao ceder o laboratório para as análises de DRX, e as cerâmicas do município de Santarém Pará, pela atenção e pelo fornecimento das amostras.

5 Referências Bibliográficas Junior, Marsis Cabral, José Francisco Marciano Motta, Amilton dos Santos Almeida e Luiz Carlos Tanno Argilas para Cerâmica Vermelha. Em Rochas & Minerais Industriais, Rio de Janeiro: CETEM/MCT. Macedo, R., Menezes, R., Neves, R e Ferreira, H Study of clays used in red ceramic. Cerêmica 54 (332): Acedido a 08 de Março de doi: Silva, Marcondes Caulinita: estrutura cristalina, tecnicas fisicas de estudo de adsorção. Scientia Amazonia (3): Acedido a 08 de Março de doi: rcao Souza, G., Sanchez, R. e Holanda, J Characteristics and physical-mechanical properties of fired kaolinitic materials. Cerâmica 48 (306): Acedido a 08 de Março de doi: Sparks, Donald Environmental soil chemistry. 2ª. San Diego: Elsevier Science.