Óxidos de ferro de solos formados sobre gnaisse do Complexo Bação, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais

O objetivo deste trabalho foi efetuar a caracterização mineralógica dos óxidos de ferro de horizontes B de três perfis de solos desenvolvidos sobre gnaisse do geodomínio do Complexo Bação, no Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais. As amostras foram coletadas ao longo dos segmentos de alta, média e baixa vertente. As frações de terra fina (diâmetro médio, fi = 2 mm) foram separadas, em todas as amostras. A composição química dos elementos maiores foi determinada por meio da técnica de fluorescência de raios X; a análise mineralógica foi realizada com difratometria de raios X e espectroscopia Mössbauer. Todas as amostras têm composição mineralógica similar, cuja ocorrência geral corresponde à seqüência quartzo >> gibbsita > caulinita > goethita. Os resultados Mössbauer a 4,2 K confirmam a coexistência de goethita (majoritária) e hematita. Os conteúdos de alumínio isomórfico foram deduzidos dos valores de campos hiperfinos e correspondem às seguintes fórmulas químicas das goethitas: alfaFe0,79Al0,21OOH (alta vertente), alfaFe0,75Al0,25OOH (meia vertente) e alfaFe0,78Al0,22OOH (baixa vertente). A dinâmica de transformação dos óxidos de ferro nos horizontes B ao longo da vertente é um indicador das oscilações paleoclimáticas na área: goethita mais aluminosa é um indicador do paleoambiente úmido, e goethita menos aluminosa revela condições pedogênicas mais secas.

Avaliação da estimativa de substituição de Fe por Al em hematitas de solos

Hematitas de nove solos e uma de itabirito foram tratadas com NaOH 5 mol L-1 e analisadas por difratometria de raios X (DRX), usando varredura escalonada (0,02°2θ/20 s). Determinaram-se o espaçamento d e as dimensões a0 e c0 da cela unitária. As amostras foram dissolvidas com ditionito-citrato-bicarbonato de sódio (DCB), para determinar os teores de Fe (Fe d) e Al (Al d). A substituição em Al foi estimada por DRX a partir de a0, usando-se regressões correntemente em uso, baseadas em hematitas sintetizadas a 25°C (Al25) e a 70°C (Al70). Ao parâmetro a0, variando de 0,50380 a 0,50200 nm, correspondeu uma amplitude de zero a 0,125 mol mol-1 Al d. Os valores estimados pela regressão entre a0 e Al d desviaram-se da regressão Al70 por -0,003 a +0,009 mol mol-1 Al, enquanto a regressão baseada em Al25 superestimou a substituição, em média, por 0,03 mol mol-1 Al. Os resultados indicaram que, para a estimativa da substituição de Fe por Al em hematitas de solos por DRX, a regressão estabelecida com hematitas sintetizadas a 70°C (Al mol mol-1 = 31,09 - 61,714a0) é a mais adequada.

Características dos óxidos de ferro e de alumínio de diferentes classes de solos

Para avaliar as características dos óxidos de ferro e de alumínio, foram coletadas amostras de solos desenvolvidos de diferentes materiais de origem e estádios de desenvolvimento nos estados de MG, ES, RS e RR. A fração argila das amostras foi estudada por difratometria de raios-X (DRX), análise termodiferencial (ATD), análise termogravimétrica diferencial (ATGD) e microscopia eletrônica. Nos extratos resultantes da extração com oxalato de amônio (OA) e ditionito-citrato-bicarbonato (DCB), determinaram-se os teores de Al, Si e microelementos, inclusive Fe. Em geral, a goethita (Gt) foi o principal óxido de ferro da fração argila. Apenas para os solos desenvolvidos de basalto e de arenito, verificou-se o predomínio de hematita (Hm). Os solos do Grupo Barreiras (ES) apresentaram os menores teores de óxidos de ferro em decorrência do intenso processo de desferrificação sofrido pelos sedimentos. Por ser a Gt um óxido hidratado, quanto maior a relação Gt/(Gt + Hm), maior o teor de água extraída pelo DCB (r = 0,70***). Os solos menos desenvolvidos, principalmente no horizonte C, apresentaram os maiores teores de material menos cristalino extraído pelo OA (chegando a 28% para a amostra 17) e os maiores valores para a relação FeOA/FeDCB. Este material menos cristalino é constituído principalmente por Al, com menor participação de Fe. Parte das amostras apresentou valores próximos para o diâmetro médio do cristal (DMC) da Gt nas direções (110) e (111), indicando formato isodimensional do mineral. Os maiores valores de DMC para a Hm resultaram na menor superfície específica em relação à Gt. A substituição isomórfica de Fe por Al (SI) na Gt foi consideravelmente superior à da Hm (média de 218 e 85 mmol mol-1, respectivamente). Com a entrada de Al na estrutura da Gt, verificou-se redução no tamanho, principalmente na direção do eixo Z (r entre SI e DMC(111) = -0,80***), e no grau de cristalinidade do mineral. As correlações entre teor de ferro e outros elementos extraídos pelo DCB foram altas e significativas. Os microelementos, como verificado para o Al, substituem isomorficamente o Fe na estrutura dos óxidos. O DMC da gibbsita (Gb) foi consistentemente superior ao dos óxidos de ferro. Por meio de observações em microscópio eletrônico, a Gb, na fração argila, apresentou o formato de pequenas placas retangulares e, na fração silte, verificou-se tendência de formato esférico.

Relações entre a substituição isomórfica de Fe por Al e as características químicas e mineralógicas de hematitas sintéticas

Foram sintetizadas hematitas com diferentes graus de substituição isomórfica (SI) de Fe por Al até um máximo de 16Almol%. Os minerais foram caracterizados por difratometria de raios-X, análise química total, extração de ferro e alumínio solúveis em oxalato ácido de amônio (Fe o+Al o), determinação da capacidade de troca aniônica (CTA) e área superficial específica (ASE). Os resultados das análises mostraram que os métodos de síntese resultaram em uma quantidade mínima de impurezas e que, de maneira geral, os valores de substituição isomórfica previstos foram alcançados. Os valores de ASE foram relativamente baixos para as hematitas com até 10% de Al e elevados para as hematitas com 13 e 16% de Al de substituição isomórfica. Foi observada estreita correlação entre a ASE e a CTA com os teores de Fe e Al solúveis em oxalato ácido de amônio (Fe o+Al o).

Atributos químicos de solos influenciados pela substituição do carbonato por silicato de cálcio

A aplicação de silicatos pode promover incrementos na capacidade de troca de cátions, favorecer a disponibilização de ânions, especialmente o H2PO4- (fosfato diácido), elevar o pH, amenizar a toxidez de Al e, de maneira geral, incrementar a disponibilidade de nutrientes para as plantas, apresentando, porém, uma eficiência agronômica inferior em comparação aos carbonatos. Com o objetivo de avaliar o efeito da substituição do carbonato de Ca por silicato de Ca sobre as propriedades químicas dos solos, especialmente em relação à disponibilidade de P, foram realizados quatro experimentos em casa de vegetação, num delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram de cinco níveis de substituição (0, 25, 50, 75 e 100 %) do carbonato de Ca por silicato de Ca, mantendo uma relação estequiométrica Ca:Mg de 4:1 e o mesmo conteúdo de CaO, suficientes para elevar V = 60 %. Os tratamentos foram aplicados em amostras de 4 dm³ de Neossolo Quartzarênico órtico, Latossolo Vermelho-Amarelo textura média, Latossolo Vermelho-Amarelo textura argilosa e Latossolo Vermelho textura muito argilosa, sendo cada solo um experimento. Foram determinados os valores dos atributos químicos dos solos: pH em H2O, P, P remanescente (P-rem), K, Ca, Mg, Si, Al, H + Al, matéria orgânica (MO), Cu, Mn, Zn e B, soma de bases (S), a CTC efetiva (t), a CTC em pH 7,0 (T), a saturação por bases (V) e a saturação por Al (m), os quais foram submetidos à analise de variância e ao ajuste de modelos de regressão simples, considerando os níveis de substituição de CaCO3 por CaSiO3. Verificou-se que a substituição de carbonato por silicato promoveu aumentos significativos nos valores de Si, Al, H + Al e m e redução nos valores de P-rem, pH, S, t e V; já os valores de P Mehlich-1, K, Mg, MO, T, Mn, Cu e B não foram influenciados significativamente. Houve declínio na disponibilidade de Zn somente no solo RQo. A eficácia do silicato de Ca foi inferior à de carbonato de Ca na melhoria das condições químicas do solo.

Avaliação de cloretos não tamponados como extratores de alumínio associado à matéria orgânica em solos da planície costeira do estado de São Paulo

Pirofosfato de sódio é o extrator mais utilizado para a determinação do Al complexado à matéria orgânica do solo (MOS). Devido à sua falta de seletividade para algumas amostras de solos, extratores não tamponados de Cl têm sido recomendados em substituição ao pirofosfato. Com o objetivo de avaliar a eficácia dos cloretos não tamponados de Cu (CuCl2), lantânio (LaCl3) e potássio (KCl) como extratores de Al unido à MOS, analisaram-se amostras de 31 perfis de solos representativos das áreas sob vegetação de restinga do litoral paulista. Os resultados foram comparados àqueles obtidos com pirofosfato de sódio. O CuCl2, mais forte que o LaCl3 e KCl e menos eficaz que o pirofosfato, extraiu parte do Al de compostos inorgânicos amorfos e de complexos Al-húmus bastante estáveis; estes últimos possivelmente não são reativos em termos de acidez do solo e troca iônica. Ao contrário, KCl e LaCl3 removeram somente as formas reativas do elemento associadas ao C orgânico do solo (Corg). No entanto, o Al extraído por LaCl3 (AlLa) foi que melhor se correlacionou com o Corg e com a CTC, indicando que AlLa está relacionado ao principal componente responsável pelo desenvolvimento de cargas nos solos estudados. Os extratores permitiram analisar o grau de interação da MOS com o Al e a influência do pH do solo na interação. Os complexos Al-húmus mais estáveis foram observados nos horizontes bem drenados Bs, Bhs e C, em que o LaCl3 e, sobretudo, o KCl mostraram as mais baixas eficácias entre todas as amostras analisadas. O Al mais lábil unido à MOS foi encontrado nos horizontes superficiais do tipo A. De maneira geral, os horizontes estudados apresentaram a seguinte sequência de estabilidade da interação Al-húmus: A < Bh < C < Bhm < Bs/Bhs/Bsm. Esses últimos, juntamente com alguns poucos horizontes C, são os únicos horizontes de subsuperfície bem drenados, indicando que o hidromorfismo nos horizontes Bh e a ciclagem da serapilheira nos horizontes A favorecem a manutenção de espécies de alumínio mais lábeis nos solos estudados.

FORMAS DE FERRO, SILÍCIO E, OU, ALUMÍNIO NA GÊNESE DE FRAGIPÃS E HORIZONTES COESOS DOS TABULEIROS COSTEIROS

Na unidade geomorfológica dos Tabuleiros Costeiros dominam os solos com horizontes coesos, e alguns deles têm a presença de horizontes cimentados comumente do tipo fragipã. Esses horizontes interferem na dinâmica da água, no crescimento de raízes e, consequentemente, na nutrição mineral de plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio da dissolução seletiva, a participação de formas de Fe, Si e, ou, Al na coesão e, ou, cimentação de fragipãs e horizontes coesos em Argissolos e Espodossolos da região dos Tabuleiros Costeiros do sul da Bahia e norte do Espírito Santo. Para isso, foram realizadas extrações seletivas de Fe, Si e Al por ditionito-citrato-bicarbonato de sódio (DCB) e oxalato ácido de amônio. Os maiores teores de Fe, Si e, principalmente, Al extraídos por oxalato de amônio nos fragipãs sugerem que, na gênese desses horizontes, formas de baixa cristalinidade desses elementos agem como cimentantes químicos. As dissoluções seletivas não evidenciaram a participação de formas de alta ou baixa cristalinidade de Fe, Si e, ou, Al na gênese dos horiozontes coesos em solos dos Tabuleiros Costeiros. Os Argissolos Amarelos apresentaram goethitas com alta substituição isomórfica de Fe por Al, condizente com o ambiente de forte intemperização, não redutivo e pH ácido onde esses solos se encontram nos Tabuleiros Costeiros. A substituição isomórfica de Fe por Al nos óxidos de Fe cristalinos apresentaram relação com o grau de cristalinidade e teor de Fe obtido na primeira extração com o DCB.

Síntese e caracterização de peneiras moleculares mesoporosas do tipo MCM-41 e AlMCM-41 a partir de fontes alternativas de sílica e de alumínio

The mesoporous molecular sieves of MCM-41 and AlMCM-41 type are considered as promising support for metal in the refining processes of petroleum-based materials as catalysts and adsorbents for environmental protection. In this work the molecular sieves MCM-41 and AlMCM-41 were synthesized by replacing the source of silica conventionally used, for quartz, an alternative and abundant, and the use of waste from the production of diatomaceous earth, an aluminum-silicate, as a source aluminum, due to abundant reserves of diatomaceous earth in the state of Rio Grande do Norte in the city of Ceará-Mirim, with the objective of producing high-value materials that have similar characteristics to traditional commercial catalysts in the market. These materials were synthesized by the method of hydrothermal synthesis at 100 º C for 7 days and subjected to calcination at 500 º C for 2 hours under flow of nitrogen and air. The molecular sieves were characterized by X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetric analysis (TG), adsorption of N2 (BET and BJH methods), spectroscopy in the infra red (FTIR), microscopy scanning electron (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The analysis indicated that the synthesized materials showed characteristic hexagonal structure of mesopores materials with high specific surface area and sort and narrow distribution of size of pores

Caracterização mecânica e microestrutural de juntas de alumínio 6013 T4 soldados a laser

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influência da anodização sulfúrica na resistência à fadiga da liga de alumínio 7175-T74

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Soldagem GMAW-P robotizada de alumínio: influência do tipo de chanfro, tecimento e sentido de laminação na distorção

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Substituição isomórfica de íons gálio em zeólitas de estrutura mfi para modificação da acidez do catalisador e controle da desativação na desidratação do glicerol

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo da viabilidade técnica, econômica e ambiental da substituição de um banco de resistências elétricas de aquecedores por uma caldeira alimentada por biomassa de paletes residuais na indústria de laminação

Given the increasing demand for fossil fuels to power the engines of the global economy, and also the slow process of synthesis of oil, it becomes necessary to develop new sources of renewable energy in addition to improve promising sources that already exist, turning them competitive. Based on this, biomass is shown very promising between the most popular energy sources due to its availability, applicability, and above all, the fact of not emitting green house gases when analyzing the whole carbon cycle. In this sense, this work presents, through an environmental, technical and economic analysis, the impact in an aluminum mill of replacing the use of electricity, in one process, by a boiler fueled with biomass from waste process of packaging the finished product with pallets. Thus, besides the reduction of CO2 emissions, financial gains are targeted, since the main goal of the corporations that require such power is to maximize its profits

Síntese e caracterização de peneiras moleculares mesoporosas do tipo MCM-41 e AlMCM-41 a partir de fontes alternativas de sílica e de alumínio

The mesoporous molecular sieves of MCM-41 and AlMCM-41 type are considered as promising support for metal in the refining processes of petroleum-based materials as catalysts and adsorbents for environmental protection. In this work the molecular sieves MCM-41 and AlMCM-41 were synthesized by replacing the source of silica conventionally used, for quartz, an alternative and abundant, and the use of waste from the production of diatomaceous earth, an aluminum-silicate, as a source aluminum, due to abundant reserves of diatomaceous earth in the state of Rio Grande do Norte in the city of Ceará-Mirim, with the objective of producing high-value materials that have similar characteristics to traditional commercial catalysts in the market. These materials were synthesized by the method of hydrothermal synthesis at 100 º C for 7 days and subjected to calcination at 500 º C for 2 hours under flow of nitrogen and air. The molecular sieves were characterized by X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetric analysis (TG), adsorption of N2 (BET and BJH methods), spectroscopy in the infra red (FTIR), microscopy scanning electron (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The analysis indicated that the synthesized materials showed characteristic hexagonal structure of mesopores materials with high specific surface area and sort and narrow distribution of size of pores

A plasticidade dos amorfos: fazendo pigmentos brancos com fosfato de alumínio

A new white pigment made out of nano-structured non-crystalline aluminum phosphate was recently launched as an industrial product. Pigment opacifying properties are not intrinsic to aluminum phosphate but they arise as the result of a rare hollow particle nano-structure. This is in turn derived from the core-and-shell structure of amorphous aluminum phosphate precipitated under well-defined conditions. The new pigment is a product of the often neglected chemistry of non-crystalline ionic solids that can probably be a rich source of new successful products. The text describes a short account of the R&D activities, from the initial ideas to the present.