Caracterização mineralógica e tecnológica de feldspatos piroexpansíveis de pegmatitos do distrito de Conselheiro Pena, MG.

Abstract

No presente trabalho, amostras de feldspatos provenientes de quatro corpos pegmatíticos do Distrito Pegmatítico de Conselheiro Pena (MG) foram submetidas a ensaios tecnológicos de calcinação, possibilitando avaliar as modificações nas propriedades físicas e químicas desses minerais, bem como a qualidade dos mesmos como matéria-prima para possível ou não aplicação na indústria cerâmica e vidreira. Cada amostra foi dividida em quatro blocos (aproximadamente 4,0 x 2,0 x 2,0 cm), cada bloco foi aquecido em diferentes temperaturas (1.100 °C, 1.150 °C, 1.200 °C e 1.250 °C) e, posteriormente, caracterizado por diversas análises. Para estas análises foi utilizada a seguinte metodologia: 1) Análises Físicas: preparação dos corpos de prova, análises mineralógicas macroscópicas pré e pós calcinação e determinação da densidade relativa; 2) Análises Microtexturais: microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV / EDS); 3) Mineralogia e Cristalografia: difratometria de raios X; 4) Análises Químicas: espectroscopia de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente (ICP-OES), microssonda eletrônica (EMPA-WDS), espectroscopia no Infravermelho e espectroscopia micro-Raman. Os resultados obtidos indicaram que as amostras que apresentaram maior tendência de diminuição da densidade relativa, concomitantemente com maior perda de massa, foram as que mais expandiram após a queima e as que mais apresentaram mudanças na textura (formação de bolhas). Por meio da microscopia óptica pode-se observar que as amostras que apresentaram expansão elevada exibem grande quantidade de albita, fato comprovado pela presença de estrutura pertítica no microclina. A presença de albita também foi observada nas análises químicas por microssonda eletrônica, onde alguns pontos apresentaram elevado teor em Na2O. Nas análises por microscopia óptica foi possível realizar a caracterização mineralógica das amostras e também observar a mudança na textura das mesmas de acordo com o aumento da temperatura dos ensaios de calcinação. A partir das análises realizadas por MEV / EDS pôde-se observar que as amostras que foram calcinadas à 1.200 ºC a clivagem fica mais pronunciada, juntamente com o surgimento de novas bolhas e fraturas. Entretanto, para as amostras que foram submetidas à temperatura de 1.250 ºC, de uma maneira geral houve drásticas mudanças na textura do material, passando a apresentar uma textura esponjosa, sendo fator prejudicial para peças de cerâmica de primeira qualidade, pois, reduzem a resistência do produto provocando uma textura vesicular sem estética, com baixa qualidade e sem valor de mercado, deformando os moldes e formas, gerando prejuízos na linha de produção. A partir das análises por Difratometria de Raios X foi possível identificar as fases minerais presentes. Pôde se constatar que as modificações físicas e mineralógicas que ocorrem durante o processo de calcinação foram mais evidentes a partir dos resultados à temperatura de 1.200 ºC, pois, houve o início de formação de background nesta temperatura e, posteriormente, formação de background elevado em 1.250 ºC, indicando a presença de uma fase amorfa não quantificada, esta fase corresponde à vitrificação da albita. Xx Este aspecto de alteração da textura das amostras coincide com o estado de vitrificação total do material observado nos estudos de espectroscopia no infravermelho e Raman, uma vez que vai ocorrendo o desaparecimento progressivo dos picos principais indicando os rompimentos das ligações dos tetraedros bem como a crescente degeneração da estrutura cristalina dos minerais. Portanto, os feldspatos que apresentaram pequena piroexpansão podem ser aplicados na indústria cerâmica e vidreira, pois atendem as especificações e parâmetros para estes segmentos industriais, porém os feldspatos que apresentaram alta piroexpansão são incompatíveis para aplicação na indústria cerâmica, mentretanto por possuírem estrutura mais leve, além de poder ser aplicados na indústria vidreira podem também ser utilizados em alguns outros segmentos, tais como revestimentos, placas de isolamento térmico, agregados leves, forros de telhados, etc. Outra possível aplicação seria para blendagem com feldspatos de mais alta qualidade, podendo desta forma ser aplicados na indústria cerâmica.