Transformações de óxidos de ferro em rocha basáltica em situações de intemperismo induzido

Abstract

Resumo: Pós de rochas basálticas foram coletados em pedreiras de três municípios do Paraná, submetidos à separação magnética e, a seguir, tamisados. A fração dos pós-menor que 0,020 mm foi, então, tratada quimicamente e termicamente, objetivando reproduzir em laboratório as condições do intemperismo natural. O tratamento químico aplicado consistiu em manter os pós constantemente umedecidos numa solução de HCL, com pH 5, durante 6 meses. Já o tratamento térmico foi realizado nas temperaturas de 500 °C e 800 °C, durante 4h, em atmosfera livre. As amostras, em todos os estágios de preparação, foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Mössbauer e difração de raios-X. Os resultados mostraram que as amostras como-coletadas são quimicamente constituídas por silício, cálcio, alumínio, magnésio, ferro, titânio e potássio, majoritariamente, presentes na forma de silicatos e óxidos. A parte separada magneticamente revelou um aumento significativo na concentração de ferro e, conseqüentemente, na presença de óxidos e silicatos deste elemento. As amostras tratadas por via úmida ou as tratadas termicamente a 500 °C não revelaram alteração química ou estrutural considerável nos compostos de ferro, indicando que o período de tratamento e temperatura ou ambiente químico utilizado não induziram efeitos observáveis de intemperismo. Diferentemente, o tratamento térmico conduzido a 800 °C transformou significativamente os óxidos de ferro, aumentando a concentração de hematita e formando pseudobrookita, além de outros compostos que não contêm ferro, resultantes de separação de fases

Abstract: Powdered basaltic rocks were collected from three sites in Paraná State (Brazil), submitted to magnetic separation and then sieved. Further, the powder fraction smaller than 0,020 nm was chemically treated or thermally annealed aiming to reproduce the conditions of natural weathering in laboratory scale. The applied chemical treatment consisted of maintaining the powders permanently wet by a solution of HCL (pH 5) for 6 months. The thermal treatment was applied at the temperatures of 500 °C and 800 °C, for 4h, in free atmosphere. In each treatment, the powder samples were characterized by Xray diffraction, Mössbauer spectroscopy and electron microscopy (EDX). The results showed that the as-collected samples have mostly silicon, calcium, aluminum, magnesium, iron, titanium and potassium in their chemical composition associated to silicates and oxides. The magnetically separated fraction revealed a significant increase in the iron concentration and, consequently, in the silicates that contain iron and ironoxides. The samples chemically and 500°C thermally treated did not present any considerable alteration, chemical or structural, indicating that the treatment temperature and the chemical environment did not produce measurable weathering effects with the techniques employed. Conversely, the thermal annealing conducted at 800 °C deeply transformed the iron oxides, increasing the hematite fraction and forming pseudobrookita, in addition to other compounds without iron, as a result of the phase separation