UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N^o 154

Palavras Chaves: intemperismo, flogopita, carbonatítico

RESUMO

            O intemperismo da flogopita, separada de uma mistura de duas rochas (flogopitio e carbonatito) do Complexo Carbonatítico de Catalão I-GO, foi estudado com o objetivo de avaliar a potencialidade desde mineral como fonte de K para os solos. A dissolução de vários minerais tem sido estudada individualmente em experimentos sob condições controladas, sendo possível entender melhor os mecanismos de reação durante a alteração. A dissolução da flogopita foi estudada em temperatura ambiente (25ºC) sob condições de sistema aberto, fechado e em contato com o solo. Os produtos de alteração foram caracterizados por DRX e MEV; e as soluções de dissolução foram analisadas para K, Si, Mg, Ca, Na, Fé e Al.
            No experimento em sistema fechado foi utilizado como solução extratora água deionizada saturada em CO₂ e, em sistema aberto, uma resina de troca catiônica na forma H⁺, em ambos experimentos o K apresentou a maior taxa de liberação inicial, confirmando sua liberação preferencial em função de sua posição intercamada na estrutura das micas. O Si tem a liberação mais lenta, portanto, sua taxa de liberação é tomada como a taxa de dissolução da flogopita.
            Em condições de sistema fechado a área de superfície específica aumentou sugerindo a precipitação de óxidos e hidróxidos de Fe e Al. Por sua vez, esses elementos não foram detectados na solução. Em condições de sistema aberto, o pH durante o experimento ficou mais ácido, o que proporcionou a liberação de concentrações mais altas dos íons para a solução e o conseqüente aparecimento de uma fase mineral expansiva em resposta ao processo de alteração mais intenso. A dissolução da flogopita é incongruente nos dois experimentos.
            Feições de dissolução foram observadas nos grãos de flogopita em contato com o solo durante 80 dias. Mas incrustações de carbonatos de Ca e Mg parecem ter dominado os processos de dissolução no início do experimento. A dissolução seletiva nas bordas laterais dos grãos é notada em todas as etapas do experimento, enquanto que a superfície basal parece não sofrer alterações, excetuando os vazios de dissolução gerados pela dissolução de inclusões de carbonatos.

  
UNIVERSITY OF BRASILIA- INSTITUTE OF GEOSCIENCES

MSc THESIS N^o 154

KINETICS OF PHLOGOPITE DISSOLUTION IN THE CATALÃO I CARBONATITIC COMPLEX

Key Words: weathering, phlogopite, carbonatitic

ABSTRACT

We have studied under laboratory conditions weathering of phlogopite separated from a phlogopitite and carbonatite mixture of the Complexo Carbonatítico de Catalão I-GO. The study aims to evaluate the use of this mineral as a source of potassium in soils. Dissolution of minerals has been studied in laboratory conditions, in order to understand the reaction mechanisms during weathering.

In this study we have dissolved phlogopite at 25ºC in open and closed systems, as well as in contact with soil we. XRD and SEM were used to characterize the alteration products. With ICP-AES we to determined k, Si, Mg, Ca, Na, Fe and Al in solution.

At the closed sustem, a CO₂-saturated deionized water was used as extractive soluion, whereas a cationic exchange resin (H+ form) was used at the open system experiment. In both experiments the potassium presented a major rate of initial release, confirming the preferential withdrawal in function of the interlayer place of the potassium in the mica structure. Silicon release is much slower, indicating that its release rate is similar to the phlogopite dissolution rate.

Under closed system conditions the specific surface area increased, probably due to Fe and Al oxides and hydroxides precipitation. These elements were not detected in the solution. In the open system the pH becames more acid during the experiment, providing the release of higher ions towards the solution and the appearance of an expansive mineral phase in reponse to the more intensive alteration process in this experiment. The phlogopite dissolution is incongruent in both experiments.

Dissolution features were observed in the phlogopite grains at contact with the soil during eighty days. Ca and Mg carbonate incrustations seem to have dominated the dissolution processes at the beginning of the experiment. The selective dissolution in the lateral rims of the grains is observed in all phases of the experiment, whereas the basal surface seems do not undergo alteration except for the dissolution of the carbonate inclusions.