argilas especiais

7/26/2019 argilas especiais

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31/08/2015 Qumica Nova - Special clays: what they are, characterization and properties

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Qumica NovaOn-line versionISSN 1678-7064

Qum. Nova vol.30 no.1 So Paulo Jan./Feb. 2007

http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422007000100026

REVISO

Argilas especiais: o que so, caracterizao e

propriedades

Special clays: what they are, characterization andproperties

Antonio C. Vieira CoelhoI, * Prsio de Souza SantosI Helena de SouzaSantosII

IDepartamento de Engenharia Metalrgica e de Materiais, EscolaPolitcnica, Universidade de So Paulo, Av. Prof. Luciano Gualberto, Trav.3, 380, 05508-970 So Paulo - SP, BrasilIIDepartamento de Fsica Geral, Instituto de Fsica, Universidade de SoPaulo, CP 66318, 05315-970 So Paulo - SP, Brasil

ABSTRACT

Special clays are a group of clays different from the large volume of clay mineral products named "IndustrialClays": kaolins, ball clays, refractory clays, bentonites, fuller's earths, common clays. Two groups of specialclays exist: rare, as in the case of hectorite and sepiolite and restricted areas, as in the case of white bentonite,halloysite and palygorskite (attapulgite). A review is given of the most important producers of the special claysand their properties in the Western World, as well as a discussion of the occurrence of these types of clays inBrazil.

Keywords: special clays source clays rare clays.

INTRODUOA expresso "Argilas Especiais" foi introduzida e est correntemente sendo utilizada pela revista inglesa"Industrial Minerals"1, desde 1985, para designar um grupo de argilas que se distingue das "Argilas Industriais"por serem comercialmente raras, ocorrerem em quantidades grandes em localidades restritas, por seremprodutos industriais modificados quimicamente e, por isso, possurem elevado valor agregado. A maior partedas Argilas Especiais foi desenvolvida comercialmente para produtos novos ou incomuns, ou para aplicaes
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especficas. Esses desenvolvimentos foram baseados nas caractersticas especiais da composio qumica e daestrutura cristalina de alguns argilominerais.

ALGUMAS DEFINIES: ARGILAS E ARGILOMINERAIS

conveniente apresentar preliminarmente algumas definies fundamentais para que se torne mais precisa adescrio das caractersticas estruturais em que se baseou o desenvolvimento das Argilas Especiais atualmenteexistentes.

Mineral um elemento ou composto qumico inorgnico que normalmente cristalino e que se formou comoresultado de um processo geolgico portanto, um mineral tem composio qumica e propriedadescristalogrficas bem definidas2. Rocha um agregado de cristais de um ou mais minerais. O nome de ummineral deve terminar em "ita" e o de uma rocha em "ito", segundo a IMA "International MineralogicalAssociation". Nomes tradicionais de minerais e de rochas anteriores nomenclatura da IMA foram mantidos,como por ex.: quartzo (mineral) caulim e bentonita (so nomes de rochas e tambm de argilas). Por outrolado, usual, especialmente por leigos e profissionais da indstria, chamar a rocha pelo nome do mineral. Umexemplo o nome talco (mineral), que tambm usado para designar a rocha rica no mineral talco nessecaso, infelizmente, o nome talcito (que seria o correto) nunca foi usado. Ainda para esse caso, a melhor soluoseria usar a expresso "rocha talctica", que tambm no utilizada. Obviamente, errado trocar os nomesquando o nome da rocha deveria ser usado e empregado o nome do mineral. Infelizmente, isso tambmocorre com as argilas: o termo caulinita usado em lugar de caulim esmectita e montmorilonita em lugar debentonita. Esses erros sero evitados no presente artigo.

Argila uma rocha constituda essencialmente por um grupo de minerais que recebem o nome deargilominerais tanto as diferentes argilas como tambm cada um das quatro dezenas de argilominerais tmnomes especficos.

Argilominerais so silicatos de Al, Fe e Mg hidratados, com estruturas cristalinas em camadas (sofilossilicatos), constitudos por folhas contnuas de tetraedros SiO4, ordenados de forma hexagonal, condensadoscom folhas octadricas de hidrxidos de metais tri e divalentes a maioria dos argilominerais, naturalmente, constituda essencialmente por partculas (cristais) com algumas dimenses geralmente abaixo de 2m. Osargilominerais so muitas vezes chamados "silicatos em camadas" ("layer silicates") e "filossilicatos". Algunsargilominerais podem conter uma frao com dimenses na faixa de 1 a 100 nm essa faixa recebe o nome denanomtrica. Portanto, os termos argila e argilomineral referem-se a materiais encontrados na natureza.Existem cerca de 40 argilominerais somente poucos so constituintes das Argilas Industriais e das Argilas

Especiais, devido a possurem algumas propriedades muito peculiares e/ou especficas que levam ao seu maiorvalor tecnolgico. Devido s dimenses micro ou nanomtricas, os microcristais da maioria dos argilomineraiss podem ser visualizados por microscopia eletrnica de transmisso (MET) alguns podem tambm serobservados por microscopia eletrnica de varredura (MEV).

Supondo os microcristais de uma argila com a forma de cubos, todos iguais com 2,0 m de lado ( umahiptese simplificadora) e a densidade de 2,60 g/cm3, a rea especfica AE (m2/g), calculada pela Equao

, (onde l o lado do cubo, e sua densidade), de 1,15 m2/g. Assim, segundo Gregg3, as argilas

so slidos naturalmente ativos porque tm reas especficas superiores a 1,0 m2/g.

Argilas Industriais so um grupo de argilas, assim designadas pelo "U.S. Bureau of Mines", que so utilizadasem grande escala pelas indstrias de processamento qumico so elas: caulim "ball clay" (argila plstica para

Cermica Branca) argila refratria bentonita terra fuller argila para fins de construo civil (CermicaVermelha Cimento) vermiculita talco pirofilita amianto ou asbesto4.

ARGILOMINERAIS: CLASSIFICAO

Os diferentes argilominerais so classificados em grupos com base nas semelhanas em composio qumica ena estrutura cristalina. As estruturas cristalinas so classificadas em 2 tipos: estruturas 1:1 e estruturas 2:1.Nas estruturas 1:1, esto os grupos: da caulinita das serpentinas dos argilominerais ferrferos. Nas estruturas2:1 esto os grupos: do talco-pirofilita das micas das esmectitas das vermiculitas das cloritas dapaligorsquita (atapulgita) sepiolita. As quatro dezenas de argilominerais distribuem-se nesses grupos apenasum pequeno nmero de argilominerais so componentes das Argilas Industriais: caulinita (caulim, "ball clay"

argila refratria argila para construo civil) montmorilonita (bentonita, terra fuller) talco (talco) vermiculita(vermiculita) e amianto crisotila (amianto).

Segundo a conceituao da revista "Industrial Minerals"1so os seguintes argilominerais que possuem osrequisitos para serem constituintes das Argilas Especiais: raros comercialmente hectorita (grupo dasesmectitas) e sepiolita (grupo paligorsquita-sepiolita) de ocorrncia restrita bentonita branca (montmorilonita


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e hectorita) haloisita (grupo da caulinita) e paligorsquita (atapulgita) (grupo paligorsquita-sepiolita)montmorilonitas ativada por cidos e as "organoclays" ou "organoclad clays" ou "organophilic clays" as argilasorganoflicas, em especial as montmorilonitas organoflicas, estas ltimas so tambm atualmente chamadas"nanoargilas" (nanoclays). importante assinalar que a maioria dos casos de aplicao no item montmorilonitasest baseada no argilomineral "montmorilonita propriamente dita" do grupo das esmectitas. Como esse nmero aprecivel, esse fato justifica um artigo especial sobre "argilas modificadas por tratamento qumico".

Nesta reviso sobre argilas especiais procurar-se- ampliar o conceito original, de forma a incluir outrosexemplos de produtos comerciais especiais derivados do processamento de maior nmero de tipos de argilasque aqueles citados acima, buscando apresentar tambm exemplos brasileiros.

ARGILAS ESPECIAIS COMERCIALMENTE RARAS

So argilas das quais existem apenas um ou dois depsitos de dimenses que tornam rentvel acomercializao das mesmas, em decorrncia de suas propriedades tecnolgicas valiosas.

Hectorita, Saponita, Diquita

O primeiro caso est relacionado com o argilomineral esmecttico "hectorita", cuja frmula da cela unitriacristalina :

Uma argila constituda essencialmente por esse argilomineral esmecttico deveria ser chamada "argilaesmecttica" ou ento "bentonita", se tivesse propriedades tecnolgicas semelhantes s da bentonita do Estadode Wyoming, USA. Entretanto, a prtica comercial tambm chama a argila de "hectorita" portanto, o primeirocaso de argila especial rara a "hectorita". Os depsitos esto em Hector, Califrnia, USA, e no AmargosaValley, Nevada, USA. A hectorita sdica tem propriedades reolgicas no sistema [argila + gua] superiores sda bentonita sdica de Wyoming, alm da cor branca das disperses e gis. usada em aerossis, colas eadesivos, ltex de borracha, clarificao de cervejas e vinhos, esmaltes cermicos, cosmticos e produtos paratoalete, produtos de limpeza domstica, tintas de emulso e para eletro-deposio, para revestimento deagregados e para fabricao de argilas organoflicas. Cerca de 2000 t de hectoritas organoflicas so produzidasnos EUA por ano1.

Outro argilomineral do grupo das esmectitas a saponita, a qual tem propriedades semelhantes s da hectorita,porm com diferenas grandes na composio qumica estrutural. A frmula da cela unitria da saponita :

A forma sdica tem cor branca e boas propriedades coloidais como gelificante muito usada para produtosfarmacuticos e de toalete. Nos EUA, a empresa R. T. Vanderbilt comercializa saponita-Na de Beatty, Nevada,com o nome de Veegum.

Um argilomineral raro, do grupo da caulinita, a diquita se existissem depsitos com valor comercial, seriaexcelente matria-prima para fabricao de materiais refratrios slico-aluminosos e aluminosos, devido smaiores dimenses de seus cristais comparados com aqueles da caulinita.

A Figura 1mostra uma MET de cristais lamelares alongados de hectorita de Hector, Califrnia a Figura 2mostra uma MET de cristais lamelares alongados e placas com perfil irregular de saponita de Svardsjo, Suciaa Figura 3mostra uma MEV de cristais lamelares com perfil hexagonal de diquita de Ouray, Colorado, EUA. Osmicroscpios utilizados para obteno das micrografias foram o microscpio de transmisso Philips CM200,operando a 200 kV e o microscpio de varredura JEOL modelo JSM840A, operando a 25 kV, ambos doLaboratrio de Microscopia Eletrnica do Departamento de Fsica Geral (LME-DFG) do IF - USP.
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At o presente no h registro de ocorrncia de hectorita, saponita e diquita no Brasil.

Hectorita sinttica ou Laponita

Entre 1965 e 1970, as Indstrias Laporte desenvolveram e introduziram no mercado internacional uma hectoritasinttica a partir de talco o produto "Laponite B" considerado idntico estruturalmente e tambm em


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propriedades tecnolgicas hectorita-Na natural, alm de ser livre de impurezas. As Laponitas so vendidaspela metade do preo da hectorita lavada e seca por nebulizao.

Sepiolita

O caso seguinte o argilomineral/argila "sepiolita". A maioria da produo vem da Espanha (cerca de 400.000t/ano) existe uma pequena produo na Turquia (provncia de Anatlia) e nos EUA (Amargosa Valley,Nevada)1. A frmula da cela unitria cristalina

Curiosamente, sepiolita um argilomineral de ocorrncia rara e concentrada em muito poucas localidades,porm j vem sendo usado h alguns sculos, tanto em porcelana (figurinhas de "biscuit"), como na fabricaode cachimbos de "espuma-do-mar". Atualmente, as aplicaes industriais so mais diversas e maiores, e sebaseiam nas propriedades ab-adsortivas do argilomineral: agente clarificante e descorante de lquidos auxiliarde filtrao ab-adsorvente industrial suporte de catalisadores e de biocidas, alm das suas excelentespropriedades reolgicas em disperses aquosas e em solventes orgnicos. Os microcristais de sepiolita podemter reas especficas "externas" de at 300 m2/g e reas especficas "internas", devido a canais e poros, de at400 m2/g a rea especfica total das maiores dos materiais em p. A argila sepiol ita pode absorver 2,5 vezesseu peso em gua, propriedade essa responsvel pela grande plasticidade do sistema argila + gua.

Na natureza, os microcristais de sepiolita ocorrem em feixes de agulhas alongadas e flexveis que dispersamfacilmente em gua ou em outro solvente polar, produzindo um reticulado tridimensional que ocupa todo olquido em concentraes elevadas, h a formao de gis tixotrpicos. A variao de concentrao provocauma elevao de viscosidade da disperso e, com isso, um aumento da capacidade de manter em suspensopartculas slidas essa propriedade faz a sepiolita ser muito utilizada em tintas e em fluidos de perfurao depoos de petrleo para grandes profundidades (devido estabilidade trmica das disperses) e em guasalgada. Por outro lado, as fibras de sepiolita so muito flexveis em gua e no quebram com a agitao, fatoesse que ocorre tambm com os microcristais alongados de paligorsquita (atapulgita). Alm das aplicaesmencionadas, sepiolita utilizada em desodorantes do meio ambiente como ab-adsorvente de dejetos deanimais (em "cat litter", "banheiros de gatos", principalmente na Europa) em tintas de asfalto em agentesanti-empedrantes em filtros de cigarros em platisis e borrachas em nutrio animal em detergentes emcosmticos em produtos agrcolas, como por ex. na formulao de fertilizantes com espessador de graxasem papis para cpia sem carbono. A produo espanhola de 400.000 t/ano, de sepiolita proveniente daregio de Madrid-Toledo1.

No Brasil j foram assinaladas pequenas ocorrncias de sepiolita (caracterizada por DRX - difrao de raios-X, e

por MET) em Ponte Alta, MG Jacuba, So Jos do Tocantins, GO e em Brumado, BA. A Figura 4 uma MET decristais fibrosos longos e flexveis de sepiolita de Brumado, BA5.

Alofnio

O caso seguinte o argilomineral (chamado mineralide por ser no-cristalino ou "amorfo" DRX) "Alofnio".No tem cela unitria cristalina. A frmula de xidos :

Localidades de onde extrado: Freiberg, Alemanha Devon, Inglaterra. Vem sendo utilizado como aditivo paraplacas de concreto com alta resistncia ao choque e ao impacto a projteis, para uso em carros de combate e
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armamentos. No h registro de ocorrncia no Brasil.

Casos brasileiros

So de nosso conhecimento dois casos brasileiros de argilas comercialmente raras, porm os depsitos j estoesgotados. So eles: antigorita de Castro, PR, e a caulinita especial de Piedade, SP.

Antigorita o argilomineral magnesiano do grupo das serpentinas, cuja frmula da cela unitria :

A forma usual do argilomineral encontrada na natureza como uma rocha macia, de cor verde-clara. Aantigorita de Castro ocorre prxima a depsitos de talco, tem cor muito branca (alvura: 90-92) e ocorre comouma argila, isto , como um p constitudo por microcristais lamelares 6.

Durante uma dezena de anos, at o esgotamento da ocorrncia, a antigorita foi utilizada como talco emcosmticos, em Cermica Branca e como carga para plsticos. A Figura 5 uma MET de cristais lamelaresalongados e placas com perfil irregular de antigorita de Castro, PR6.

A caulinita especial de Piedade tem cristais com morfologia tubular alongada e caractersticas na DRX comuns caulinita e ao argilomineral do mesmo grupo haloisita-4H2O. Foi utilizada em Cermica Branca e como cargapara biocidas at o esgotamento da ocorrncia. A Figura 6 uma MET de cristais tubulares muito longos decaulinita-10 especial de Piedade, SP7.

ARGILAS ESPECIAIS DE REAS RESTRITAS

Este grupo compreende trs tipos de argilas especiais: bentonita branca, "haloisita" "atapulgita(paligorsquita)". Na realidade, os dois ltimos nomes so de argilominerais usados tambm para argilas.
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Bentonita Branca

Os depsitos so raros, devido s condies peculiares de formao geolgica (ausncia de matria orgnica ede rochas contendo ferro e outros metais com ctions coloridos durante a decomposio de cinzas vulcnicasricas em slica). So constitudas essencialmente por montmorilonita-Na sem ferro estrutural e slica coloidalhectorita-Na e saponita-Na podem ser tambm os constituintes de bentonitas brancas comerciais.

Existem depsitos explorados comercialmente apenas na Califrnia e em Nevada (Death Valley e AmargosaValley) e Texas (Gonzles), USA na Turquia (Balikesia) e Grcia (ilha de Kimilos). Os Estados Unidos so osmaiores produtores: 225.000 t/ano. As bentonitas brancas lavadas so vendidas por US$4.000,00/t. Das200.000 t produzidas na Califrnia e Nevada, cerca de 55% so usadas para gelificao em cosmticos,produtos de toalete e produtos para limpeza domstica cerca de 35% so usados como agentes estabilizantesde suspenses desses mesmos produtos e 8% so usados como agente plastificante em Cermica Eltrica. Abentonita branca produzida no Texas utilizada industrialmente: esmaltes e vidrados cermicos agenteplastificante para Cermica Branca, Cermica Eltrica, Cermica Tcnica e Refratrios Plsticos. Na Provnciade San Juan, regio andina da Argentina, existem vrios depsitos de bentonita branca, com teores de ferroexcepcionalmente baixos8. O depsito da rea denominada Hipo passou a ser industrializado a partir de 2001,sendo iniciada a exportao em fins desse mesmo ano.

Um detalhe interessante: se a bentonita branca tiver de satisfazer as especificaes para uso farmacutico ecosmtico, a suspenso aquosa seca por nebulizao para ficar adequada para o controle microbiolgico eproduzir um p de fcil escoamento ("free flowing").

No Brasil, na dcada de 80, houve extrao de bentonita branca dos pegmatitos do Rio Grande do Norte e

Paraba. Atualmente h ocorrncia pequena de bentonita branca nos depsitos de bentonita de Boa Vista,Campina Grande, PB constituda por mistura de montmorilonita e paligorsquita. Est sendo extrada eutilizada em Cermica Branca, como agente suspensor de esmaltes cermicos.

Haloisita

o nome de um dos argilominerais do grupo da caulinita. Existe na forma denominada haloisita-7 , que tem amesma frmula da caulinita e a forma, dita hidratada, de haloisita-10 , com frmula de xidosAl2O3.2SiO2.4H2O a forma 10 passa a 7 com o aquecimento a 50 C. Os depsitos comerciais de haloisita-7 "puros", isto , sem mistura com caulinita, so raros. Atualmente, o maior produtor/exportador a NovaZelndia (Matauni Bay) ocorre tambm no Japo, Coria do Sul, USA, Frana, Marrocos e Filipinas. Com maiorfreqncia, os microcristais de haloisita-7 so tubos ocos9.

Haloisita, ou melhor falando o caulim essencialmente haloistico, ocupa um nicho de produo de porcelana dealta qualidade (Japo e Frana), onde alvura e translucidez elevadas so caractersticas desejadas e valiosas.Nas dcadas de 70 e 80, catalisadores baseados em haloisita foram utilizados para craqueamento de petrleo.

A Indstria de Cermica Branca no Brasil, desde a dcada de 40, vem utilizando caulins residuais do Sudeste edo Sul do Brasil, constitudos por misturas de propores variveis de haloisita-7 e caulinita9. A Indstria dePapel no Brasil tambm sempre usou esses caulins como carga para papel "sulfite". Esses mesmos caulins,calcinados entre 600 e 1000 C, vm sendo usados como cargas para plsticos e borrachas. A haloisita doscaulins brasileiros geralmente contm pequenos teores de ferro, o que lhe confere cor rosada a calcinaocostuma branquear esses caulins rosados. A Figura 7 a MET de um caulim essencialmente haloistico comcristais tubulares de Mar de Espanha, MG9.
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Haloisita esfrica

A haloisita-10 pode ocorrer como microcristais lamelares, tubulares e esfricos a forma esfrica muitofreqente, principalmente na decomposio de rochas vulcnicas muito comum no Japo onde utilizada emCermica Branca e Papel e nos EUA. No Brasil rara, sendo encontrada com caulim haloisticos do sudesteBrasileiro. Foi tambm encontrada uma ocorrncia em Ponte Nova, prxima de Mogi das Cruzes, SP 10. A Figura8 a MET de um cristal esfrico em camadas de haloisita-10 de uma haloisita dessa localidade.

Atapulgita

O nome correto do argilomineral paligorsquita ("palygorskite"), bem como da argila. De todas as argilasespeciais, "atapulgita" a argila de maior produo no mundo ocidental: cerca de 1 milho de t por ano, dasquais 93% provm dos USA (Flrida e Gergia) e o restante proveniente do Senegal, da Espanha, Austrlia efrica do Sul1. Como esse o nome comercialmente utilizado, ele ser empregado neste trabalho. "Atapulgita"pertence ao grupo paligorsquita-sepiolita. A frmula da cela unitria cristalina a seguinte:

onde, tal como na sepiolita, OH2representa gua estrutural e H2O representa gua preenchendo os microcanaisfibrosos do argilomineral. Os cristais fibrosos de atapulgita so mais rgidos e, portanto, menos flexveiscomparados com aqueles de sepiolitas. Nos Estados da Gergia e da Flrida, USA, muitas das ocorrncias deatapulgita so associadas a camadas de montmorilonita propriamente dita. Assim, existem dois tipos deatapulgita para fins comerciais: atapulgita gelificante e atapulgita no-gelificante ("non-gelling"). A primeiracontm apenas atapulgita e forma um gel em gua e em solues salinas, enquanto a segunda uma misturanatural de atapulgita e montmorilonita, que precipita quando colocada em gua. Os dois tipos so igualmenteusados industrialmente como absorvente de leos (na limpeza de assoalhos industriais, em especial), suportesprimrios para biocidas, para banheiro de gatos ("pet" ou "cat litter") para cobrir o cho de vagestransportadores de gado, e para uso como absorvente de leos e gorduras para raes animais. O tipogelificante tem a mais cinco usos especficos: agente tixotrpico em perfurao de poos de petrleo em

regies salinas ou com guas salinas, porque o fluido viscoso no flocula pela ao dos sais dissolvidos nagua manuseio e distribuio de fertilizantes lquidos (ex.: amnia lquida) que preenchem os canaisestruturais dos cristais e para substituir amianto crisotila em materiais de revestimento, vedao epavimentao base de asfalto adsorvente e desodorante das fraes do petrleo, especialmente querosenepara motores a jato, e adsorventes para fins farmacuticos.

As atapulgitas gelificantes podem ter suas propriedades adsortivas especficas e viscosidades melhoradas peladesidratao a cerca de 500/550 C ( o produto LVM, "low volatile material" seco a 110 C RVM, "regularvolatile material") ou por extruso em marombas usadas na Indstria Cermica. As atapulgitas no-gelificantesso vendidas por cerca de US$ 250 por t, e as gelificantes por cerca de US$ 450 por t1.

No Brasil, at a poucos anos, somente pequenas ocorrncias, sem valor comercial, haviam sido assinaladas5. Abentonita branca de Boa Vista, Campina Grande, PB, contm atapulgita juntamente com o argilomineral

esmecttico11. Recentemente foi descoberto um depsito em Nova Guadalupe, PI, o qual est sendo explorado eo produto comercializado em So Paulo12. A Figura 9 uma MET de cristais alongados e rgidos depaligorsquita (atapulgita) de Guadalupe, PI.
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"Cat litter"

A traduo mais aproximada da expresso norte-americana "cat litter" "granulado sanitrio para gatos"existem outras formas da mesma expresso: "pet litter" "pet absorbent" "pet waste" "animal pad" "animal

absorbent". Em francs "argile pour litires pour animaux familiers". Entretanto, tudo isso se aplica somenteaos gatos, uma vez que cachorros no tm esse comportamento, geralmente necessitando sair rua para fazersuas necessidades. Este um exemplo, no de uma argila especial, mas de um uso especial e curioso de umaargila industrial, a bentonita-Na, que hoje economicamente muito importante, suplantando todos os outrosempregos industriais da bentonita nos EUA e que est sendo crescente na Europa.

Todo aquele que tem ou teve um gato sabe que, se o gato no foi treinado para fazer a toalete fora de casa ouapartamento, necessrio ter uma bandeja especial para suas necessidades. Para um dono de gato morandoem apartamento, a bandeja para toalete de gato simplesmente indispensvel. Obviamente o material derevestimento da bandeja deve ser de limpeza fcil e higinica. Por outro lado, se a populao de gatosdomsticos aumentar, como de fato aumentou, a demanda por mais e melhores materiais absorventes paratoalete de gatos tambm aumentou. O mercado do "cat litter" muito grande e continua aumentandoexemplificando: em 1992 era de 1 milho de t por ano (70% sepiolita 30% montmorilonita) na Europa, onde

havia 4 milhes de gatos na Alemanha e 14 milhes de gatos na Frana na Inglaterra, um tero dos donos degatos comprava 200 kg de "cat litter" por ano nesse ano havia 60 milhes de gatos nos EUA. Em 1999, aEuropa produziu 1,2 milhes de t e os EUA 2,0 milhes de t de "cat litter"13.

Um certo nmero de requisitos necessrio para a argila de preenchimento da bandeja para toalete dos gatos:volume elevado de lquido absorvido densidade aparente e dimenses grandes das partculas ou gros nolevantar poeira controle de cheiros e odores e, principalmente, ser aceita pelo gato. A aceitao necessria,obviamente, para evitar mudanas de comportamento que possam alterar os hbitos de higiene dos gatos.Assim, argila deve possuir elevado poder de absoro, no somente para absorver todo o volume de urinacomo tambm para desidratar as fezes em conseqncia, os odores so reduzidos e o crescimento bacterianoinibido temporariamente. Fatores como mtodos para limpeza ou disposio, embalagens e durao tambmdevem ser levados em conta. Existe uma Norma Tcnica Francesa (NFV 19-002 Fvrier, 1993) para medir opoder absorvente ou capacidade de reteno de gua do "cat litter". Ele deve funcionar como um polmerosuperabsorvente funciona para seres humanos.

A distribuio dos tamanhos das partculas ou gros tambm muito importante e est, usualmente, na faixade 1/6 mm. O requisito que eles no devem ficar presos nas patas ou grudados nos pelos do gato e devem terformato arredondado, para evitar ferimentos nas patas quando o gato anda sobre o "cat litter". As partculas ougros devem ser resistentes abraso, para evitar a formao de poeira.

Em 1985, duas linhas de produo principais de "cat litter" passaram a existir, cujos nomes so: "Traditionallitters" ou "Non-clumping pet litters" "Clumping cat litter" ou "Scoopable cat litter"14. "Traditional litters" noaglomeram quando molhados por urina. Muito embora esses "litters" absorvam lquidos, a urina no fica nabandeja na forma de grumos ("clumps"). Os "Traditional litters" podem ser produzidos por diversas matrias-primas, como paligorsquitas (atapulgita), bentonitas-Ca, zelitas e diatomito. O produto "Traditional Litter"existia no mercado h 40 anos nos EUA.

"Scoopable Litter" significa literalmente "argila suja que pode ser retirada com uma colher do tipo de colher desorveteiro" "Clumpable Litter" significa "argila suja em grumos".

"Scoopable Litter" definido como uma material granular que aglomera quando molhado, para formarconcentraes isoladas de sujeira ("dross") ou rejeito ("waste") animal sobre a superfcie da argila ("litters").Esses "litters" tm caractersticas tais que servem para isolar os dejetos do gato do "litter" no-molhado pelaurina ou fezes, localizando e isolando a sujeira a ser retirada ("scooped"). Como resultado, so produzidas


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concentraes facilmente visveis, chamadas grumos ("clumps") (no Brasil: "montinhos"). O restante do "catlitter", fica inalterado e continua pronto para ser usado. Bentonitas-Na servem como matria-prima usual para"scoopable litters", mas outras argilas (atapulgita) podem ser adicionadas para facilitar a aglomerao osgrnulos tm 1-2 mm de dimetro.

O que espantoso: segundo o U.S. Bureau of Mines, em 200215, a produo de bentonita nos EUA foi de3,97 Mt no valor de US$ 180 milhes. Usos: "pet litter" (899.000 t) Fluido para Perfurao (762.000 t)Fundio (762.000) Pelotizao (536.000). Quantos seriam hoje os milhes de gatos dos EUA?

Raes animais e de aves ("Animal and poultry feed")

Uma observao inesperada, que tambm levou a um aumento do consumo, foi a de que a bentonita-Na, muitousada como ligante para raes de animais e de aves, tem a propriedade de aumentar a capacidade de extrairmais nutrientes dos alimentos contidos nas raes. No caso das aves, a bentonita auxilia tambm a aumentartanto o tamanho, quanto a dureza da casca dos ovos16.

"Clay Mineral Standards", "Source Clays" e "Special Clays"

Em 1949, o Comit de Pesquisa do American Petroleum Institute contratou o Prof. P. F. Kerr da ColumbiaUniversity, USA, para executar o projeto API n 49 "Clay Mineral Standards" (Padres de Argilominerais). Oobjetivo do projeto era caracterizar mineralogicamente os argilominerais das argilas industrialmenteimportantes dos EUA e de alguns pases europeus e estabelecer uma coleo de amostras-padro deargilominerais para o API e para o museu de Mineralogia da Columbia University. O projeto envolveu caulinscaulinticos e haloisticos norte-americanos, ingleses, franceses e alemes bentonitas sdicas e clcicas norte-

americanas e inglesas ilita, atapulgita e pirofilita norteamericanas e diquita inglesa.

As localidades estudadas receberam o nome de "Reference Clay Minerals Sources" e os argilominerais dasargilas estudadas foram chamados "Reference Clay Minerals" do "API Research Project 49". Os resultados dapesquisa foram publicados em monografias separadas, cada uma contendo o conjunto de argilas caracterizadopor um mtodo experimental. Os ttulos dessas monografias so: Glossrio "Reference Clays Localities USA",contendo geologia e fotografias dos depsitos "Reference Clay Localities-Europe", o mesmo contedo"Differential Thermal Analysis of Reference Clay Minerals Specimens", contendo todas as curvas de ATD"Microscopic Examination of the Reference Clay Minerals Specimens", contendo esquemas das micrografiaspticas das impurezas das argilas "Electron Micrographs of Reference Clay Minerals", contendo METs de todasas argilas "Analytical Data on Reference Clay Minerals", contendo Difrao de raios-X Anlises QumicasDados de pH ATD e propriedades pticas das argilas europias anlise espectrogrfica de elementoscapacidade de troca de ctions susceptibilidade magntica distribuio granulomtrica e ensaios de colorao

"Infrared Spectra of Reference Clay Minerals", contendo todas as curvas dos espectros no infra-vermelho. As 7monografias foram encadernadas e publicadas como um livro com o ttulo "Reference Clay Minerals API Project49", o qual foi distribudo pelo American Petroleum Institute17. Ainda hoje, constitui obra de referncia,especialmente comparativa para finalidades sobre um grupo importante de argilas industriais. As amostrasoriginais coletadas pelo Prof. Kerr infelizmente j acabaram. As curvas de DRX das "Reference Clay Minerals"obtidas em equipamentos modernos foram publicadas por Molloy e Kern18. As micrografias eletrnicas devarredura das mesmas amostras foram publicadas por Borst e Keller19.

"Source Clay Repository" da Clay Minerals Society, USA Em 1970 a necessidade de fontes de amostrashomogneas de argilas havia se tornado clara para os pesquisadores norte-americanos da rea. Os depsitos nanatureza variam tanto que dados obtidos por diferentes pesquisadores, trabalhando com a mesma exposio dodepsito, no podem ser comparados com segurana. Assim, a Clay Minerals Society estabeleceu o "SourceClay Project". Atualmente o "Source Clay Repository" da Sociedade oferece dois "tipos" de argilas que foram

chamados "Source Clays" e "Special Clays".As "Source Clays" provm de lotes grandes e razoavelmente homogeneizados de argilas bem conhecidas,principalmente pelo uso industrial. Cada lote original era de uma tonelada ficavam no Departament ofGeological Sciences da Universidade de Missouri. As primeiras "Source Clays" foram: caulins da Gergia compoucos e muitos defeitos estruturais (cristalinidades baixa e alta) bentonita-Na, Wyoming, bentonita-Ca branca,Texas Laponita Nontronita, Washington e paligorsquita (atapulgita), Gergia. Assim, ao longo dos anos, osdados obtidos com essas amostras de referncias podem ser comparados de forma confivel. As amostramforam secas em temperatura baixa (30 50 C) e passadas em moinho Raymond.

A Clay Minerals Society organizou um nmero especial de sua revista Clays and Clay Minerals 20, cujos artigostrataram de propriedades das "Sources Clays". Foram estudadas trs caulinitas, paligorsquita, duasmontmorilonitas-Ca e montmorilonita-Na. Os artigos so intitulados "Baseline Studies of the Clay MineralsSociety Source Clays", e se dividem em: Introduo Origem Geolgica Anlise Qumica dos Elementos comMaiores Teores Determinao da Carga da Camada 2:1 e Caractersticas dos Minerais contendo Camadas 2:1Anlise por Difrao de Raios-X pelo Mtodo do P Mtodos no Infravermelho Anlise Trmica Medidas daCapacidade de Troca de Ctions pelo mtodo do Eletrodo de Amnia Fenmenos Coloidais e de Superfcie.Como pode ser concludo, o nmero de amostras menor que o do Projeto API n 49, mas os ensaios sobasicamente os mesmos e com vrios ensaios novos segundo recomendao da CMS, a referncia 21 completaos dados sobre as "Sources Clays".


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As "Special Clays" so raras, mas de grande interesse terico. No so homogeneizadas, nem beneficiadas. As"Special Clays" constantes do ltimo catlogo so: ripidolita (clorita) rectorita laponita hectorita sintticamontmorilonita de Otay, Califrnia esmectita ferrfera, Washington montmorilonita de Cheto, Arizonavermiculita, Texas ilita, Montana e Wiscosin nontronita, Austrlia e Alemanha corrensita, Washingtonsaponita, Califrnia sepiolita, Espanha e Nevada beidelita, Califrnia e Idaho.

Como pode ser visto, h muitas coincidncias com as Argilas Especiais descritas no incio desse artigo. A"Source Clay Repository" fornece todas as referncias publicadas a cada amostra de "Source" ou "Special Clay".As referncias cuidam da caracterizao original das amostras atuais do "Repository".

CONCLUSO

O artigo procurou mostrar como o maior e melhor conhecimento das propriedades estruturais de um grupo deargilominerais constituintes, tanto de argilas raras como de argilas que j possuem vrios usos industriais e soconsumidas em grandes quantidades, pode ser aplicado para ampliar e aperfeioar o leque de aplicaes deargilas, a ponto de ser criado o grupo de "Argilas Especiais" ao lado das tradicionais "Argilas Industriais".

AGRADECIMENTOS

S. P. Toledo pela organizao das figuras.

REFERNCIAS

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Recebido em 21/10/05 aceito em 27/1/06 publicado na web em 30/8/06

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