Podzolization as a deferralitization process: dynamics and chemistry of ground and surface waters in an Acrisol-Podzol sequence of the upper Amazon Basin

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Mineralogical characterization of clays used in the structural ceramic industry in west of S. Paulo State, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Podzolization as a deferralitization process: a study of an Acrisol-Podzol sequence derived from Palaeozoic sandstones in the northern upper Amazon Basin

Morphological, geochemical and mineralogical studies were carried out in a representative soil catena of the low-elevation plateaux of the upper Amazon Basin to interpret the steps and mechanisms involved in the podzolization of low-activity clay soils. The soils are derived from Palaeozoic sandstones. They consist of Hydromorphic Podzols under tree savannah in the depressions of the plateaux and predominantly of Acrisols covered by evergreen forest elsewhere.Incipient podzolization in the uppermost Acrisols is related to the formation of organic-rich A and Bhs horizons slightly depleted in fine-size particles by both mechanical particle transfer and weathering. Weathering of secondary minerals by organic acids and formation of organo-metallic complexes act simultaneously over short distances. Their vertical transfer is limited. Selective dissolution of aluminous goethite, then gibbsite and finally kaolinite favour the preferential cheluviation of first Fe and secondly Al. The relatively small amount of organo-metallic complexes produced is related to the quartzitic parent materials, and the predominance of Al over Fe in the spodic horizons is due to the importance of gibbsite in these low-activity clay soils.Morphologically well-expressed podzols occur in strongly iron-depleted topsoils of the depression. Mechanical transfer and weathering of gibbsite and kaolinite by organic acids is enhanced and leads to residual accumulation of sands. Organo-metallic complexes are translocated in strongly permeable sandy horizons and impregnate at depth the macro-voids of embedded soil and saprolite materials to form the spodic Bs and 2BCs horizons. Mechanical transfer of black particulate organic compounds devoid of metals has occurred later within the sandy horizons of the podzols. Their vertical transfer has formed well-differentiated A and Bh horizons. Their lateral removal by groundwater favours the development of an albic E horizon. In an open and waterlogged environment, the general trend is therefore towards the removal of all the metals that have initially accumulated as a response to the ferralitization process and have temporarily been sequestrated in organic complexes in previous stages of soil podzolization.

Viabilidade de aplicação das coberturas argilosas da região de Alfenas na indústra cerâmica

The region of Alfenas, in the state of Minas Gerais, Brazil, is predominantly constituted of Pre-Cambrian rocks with well developed alteration profiles in association with colluvial and alluvial sediments. No study to date has examined in detail its potential use in the ceramic industry. The scarce knowledge of its mineralogical and technological properties limits its value and consequently its industrial use. Until now, these clay materials have been used in a rudimental manner, in small scale in the fabrication of red tiles. The present study aimed at analyzing these clays mineralogically (X-ray diffraction), chemically (major and minor elements by X-ray fluorescence and organic carbon analysis) and technologically (pressing granulometric distribution; mechanical resistence; water absorption, apparent porosity; linear firing shrinkage; color of firing and others) in order to better understand the raw material and develop adequate technological applications. The best results of ceramic properties were the samples with higher organic content (more plastic clays) and higher values of Al2O3 (kaolinite and gibbsite) and Fe2O3 as well lower SiO2 content and finer grain size which contribute to a better sinterization.

Spatial correlation between the composition of the clay fraction and contents of available phosphorus of an Oxisol at hillslope scale

Relief is regarded as the abiotic factor most strongly influencing pedogenic processes at a local scale. The spatial correlations between the composition of the clay fraction (iron - Fe and aluminum - Al oxides, kaolinite and organic matter - OM) and contents of available phosphorus (P) of an Oxisol were evaluated at hillslope scale under sugarcane cultivation. A total of 119 samples were collected at intersection points on a 100. ×. 100. m georeferenced grid of regularly spaced points 10. m apart in the 0.2-0.4. m depth in an area consisting of two landform components namely: component I (an area with a linear hillslope curvature), and component II (one with a concave-convex hillslope curvature). Soil OM and available P contents were subjected to descriptive statistics and geostatistical analyses in order to assess their variability and spatial dependence. All attributes studied were spatially dependent. Available phosphorus had positive spatial correlation with high crystalline goethite, hematite and gibbsite. Identifying small hillslope curvatures is useful with a view to better understanding their relationships with soil organic matter and available phosphorus, as well as kaolinite and Fe and Al oxide attributes. A simple correlation analysis by itself is inadequate to relate attributes, which requires a supplemental, geostatistical technique. © 2012 Elsevier B.V..

Formas do relevo e variabilidade espacial de atributos químicos e mineralógicos de um argissolo cultivado com cana-de-açúcar

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Mineralogia da argila e atributos físicos de um argissolo em curvaturas de relevo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização, gênese e uso de latossolos sob cerrado no município de Rio Paranaíba - MG

The main objective of this research was to study the morphological, physical, chemical, mineralogical and geomorphic characteristics of two soil types in the Rio Paranaíba área of Minas Gerais. Using descriptions based on current methods, the soil profile study was carried out in two trenches both two meters in depth. The landscape of this region consists of an extensive, flat plain where the Red Yellow Latosol is found. In addition, the Dusky Red Latosol is distributed on slopes between the basin of Parana-São Francisco and the plateau. Chemical analysis show that the Red Yellow Latosol presents an extremely low natural fertility and the high amounts of gibbsite indicates a highly advanced degree of weathering for this soil. Mecanization is difficult in the Dusky Red Latosol due to the steep relief. Thus, Dusky Red Latosol could be put to better use as land for pastures and perennial crops taking the necessary care to prevent erosion. The soils were classified respectively as Typic Acrustox and Acrustox according to the Soil Survey Staff (67) and were categorized as Dystrophic Red Yellow Latosol of a clayish texture, flat relief, with clayish substratum sediments and Dystrophic Dusky Red Latosol, of clayish texture, high relief, undulant substratum, with and volcanic tuffs in agreement with the criteria proposed by Bennema and Camargo (11) for the Brasilian Classification.

Superfícies geomórficas e variabilidade de latossolos em uma vertente sobre arenito-basalto em Jaboticabal (SP)

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV

Análise pedoestratigráfica das formações Rio Claro e Piraçununga, no Centro-Leste do Estado de São Paulo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Difração de raios X em minerais de bauxita e análise através de refinamento pelo método de Rietveld

O alumínio metálico é obtido a partir da bauxita, minério de grande importância industrial, composta por um ou mais tipos de hidróxidos de alumínio, acrescido de uma mistura de compostos contendo sílica, óxido de ferro, titânia e aluminossilicatos. Em virtude da variação na concentração relativa desses componentes, em amostras diferentes de bauxita, a determinação qualitativa e quantitativa da composição mineralógica desse minério, tem importância relevante no que se refere à sua aplicação tecnológica, já que esta está diretamente relacionada com o teor desses componentes. Neste trabalho, aplicou-se em oito amostras de bauxita extraídas de uma mina em Paragominas, o processo de refinamento de espectros de difração de raios X pelo método de Rietveld, onde foram identificadas e quantificadas as fases cristalinas: gibbsita, caulinita, goehtita, anatásio, quartzo e hematita. Realizados os refinamentos das amostras, constatou-se que todas apresentavam alto teor de Gibbsita e baixo teor de Goethita o que confere um excelente tipo de bauxita para ser utilizada em processo de extração de alumina.

Influência da granulometria e de aditivos no comportamento reológico do rejeito de lavagem da bauxita

Na mineração da bauxita no município de Paragominas-PA, são descartados no processo de beneficiamento rejeitos com teor de sólido de 33,5 % e granulometria muito fina com D₅₀ abaixo de 5 μm. Esses fatores contribuem para que esta suspensão formada basicamente por silico aluminatos, com elevada concentração de argila caulinita, apresente alta viscosidade e alta tensão inicial de escoamento. Foi realizada análise granulométrica e determinadas as composições químicas e mineralógicas do material. A análise granulométrica foi feita por peneiramento a úmido e as frações finas foram determinadas pela técnica da difração a laser. A determinação da composição química foi feita por Espectrometria de Fluorescência de Raios-X, obtendo-se considerável teor de alumina aproveitável, 21, 28%. A composição mineralógica foi determinada por Difração de Raios-X (DRX), obtendo-se gibsita, hematita, quartzo e caulinita. Realizou-se a determinação dos fatores de atrito da polpa, utilizando equação para fluidos que seguem o modelo de Herschel-Bulkley e utilizando as correlações de Dodge e Metzner. Utilizou-se o viscosímetro VT550, com sensor tipo cilindros coaxiais SV1, para realizar testes de defloculação e floculação utilizando diferentes aditivos reológicos. Os aditivos utilizados foram: hexametafosfato de sódio, hidroxamato, sulfato de alumínio, poliacrilato de sódio e poliacrilamida 25% aniônica. A programação foi taxa de cisalhamento de 100 s^-1, tempo de 20s e temperatura de 32ºC. Os defloculantes podem ser utilizados para melhorar o processo de bombeamento e os floculantes podem ser utilizados como auxiliadores no processo de sedimentação nos espessadores, auxiliando no processo de separação sólido-líquido. Foram realizadas ainda, análises de viscosidade em polpas com diferentes pH e em amostras passante a 400# Tyler, com o objetivo de avaliar se a granulometria e o pH influenciavam no comportamento dos aditivos. Pelo estudo observou-se que a granulometria e o pH influenciam no comportamento dos aditivos, pois quanto menor a granulometria mais eficiente é a atuação do aditivo e o seu comportamento como floculante ou defloculante está condicionado ao ajuste do pH.

Reaproveitamento de lama vermelha na obtenção de compostos do tipo hidrotalcita do sistema (Zn-Ni-Cu/Fe-Al)-SO4

Compostos do tipo hidrotalcita, também conhecidos como hidróxidos duplos lamelares (HDLs), do sistema (Zn-Ni-Cu/Fe-Al)-SO₄ foram obtidos por meio de co-precipitação a pH variável (crescente) utilizando lama vermelha (LV) como material de partida devido a sua elevada porcentagem de Fe³⁺ e Al³⁺. Para tal estudo, a LV, previamente caracterizada por FRX e DRX, foi submetida à abertura ácida com HCl_conc. e H₂SO₄ 2N. Para os HDLs obtidos, foram avaliados a influência do tipo de cátion bivalente, da variação do pH de síntese (pH 5, 7, 8, 9, 10 e 12) e da variação de razão molar teórica r = M^II/M^III (2, 3 e 4) na sua estrutura cristalina mediante as seguintes técnicas de caracterização: DRX, FT-IR, MEV/EDS, TG/ATD. Os resultados FRX revelaram que a LV é composta principalmente por Fe₂O₃ (32,80%), Al₂O₃ (19,83%), SiO₂ (18,14%) e Na₂O (11,55%). DRX corrobora os resultados da análise química, visto que foram identificados os minerais: hematita, goethita, gibbsita, sodalita, calcita, anatásio e quartzo. Zn-HDLs mostraram que a o aumento de pH de síntese colabora para um melhor ordenamento cristalino do material, uma vez que os picos se tornam melhor definidos, culminando com a melhor condição experimental em pH 9 e r = 3, cujo HDL foi identificado como o mineral natroglaucocerinita (d~11 Ǻ). Nesses valores de pH, a incorporação de SO₄^2- no espaçamento interlamelar foi favorecida apesar da competição com o CO₂ presente no ar atmosférico no momento da síntese. FT-IR também indica a presença do sulfato. As análises por MEV revelam a presença de cristais muito finos e pequenos, > 2μm, de forma hexagonal que pela análise via EDS indicaram, em sua composição, os elementos Na, Zn, Fe, Al, S, C e O. TG/ATD evidenciaram quatro etapas de perda de massa: desidratação, desidroxilação, desoxidenação e dessulfatação, para os HDLs com melhor ordenamento cristalino. Para os materiais menos cristalinos, as duas primeiras etapas ocorrem simultaneamente. Ni-HDLs apresentaram três picos com posições próximas às do mineral carrboydita a partir de pH igual a 7. No entanto, a partir de pH 9, surge hematita como uma fase acessória. Também há disputa entre os ânions SO₄^2- e CO₃^2- no espaço interlamelar, visto que os valores de espaçamento basal d diminuem (de aproximadamente 9,5 até 7,8 Ǻ). Tal fato também foi observado pelo FT-IR. As análises por MEV mostraram aglomerados de minerais anédricos menores que 2μm que, via EDS indicaram composição Ni, Fe, Al, S, C e O. As análises de TG/ATD apresentaram o mesmo comportamento do sistema anterior, evidenciaram as etapas de desidratação, desidroxilação, desoxigenação e dessulfatação e, para os materiais menos cristalinos, as duas primeiras etapas também ocorrem simultaneamente. Cu-HDLs, em valores de pH entre 7 e 10, não cristalizaram a fase HDL tal qual verificada para os sistemas contendo zinco ou níquel. O cobre distorce a estrutura do octaedro causando o chamado Efeito Jahn-Teller: distorção tetraédrica no ambiente octaédrico. As análises por FT-IR apresentaram o mesmo comportamento dos sistemas anteriores, apesar de o material se apresentar amorfo via DRX. O MEV também revela aglomerados amorfos que, de acordo com o EDS, indicaram em sua composição os elementos Cu, Fe, Al, S, C e O. As análises de TG/ATD apresentaram o mesmo comportamento que os materiais menos cristalinos dos dois sistemas anteriores, para os quais as etapas de desidratação e desidroxilação ocorreram simultaneamente. Mt-HDLs (mistura de Zn²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺), apresentaram comportamento semelhante aos HDLs de níquel, com quatro picos em posições próximas aos da carrboydita a partir de pH igual a 7. A disputa entre sulfato e carbonato também se repete, visto que os valores de espaçamento basal d diminuem (de aproximadamente 9,5 até 7,9 Ǻ), o que também pode ser notado nos espectros de FT-IR. O MEV dessas amostras também apresentaram aglomerados com tamanhos menores que 2μm e, via EDS, indicaram em sua composição os elementos Zn, Cu, Ni, Fe, Al, S, C e O. Aqui também o comportamento das curvas TG/ATD foi semelhante aos materiais pouco cristalinos obtidos anteriormente.

Erodibilidade de latossolos predita pela suscetibilidade magnética e espectroscopia de reflectância difusa

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV

Clay mineralogy and magnetic susceptibility of Oxisols in geomorphic surfaces

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)