MINERAIS BOM MATERIAL

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MINERAlS
1.INTRODU<;AO
Os mineraissaDasunidadesconstituintesdasrochase saDdefinidoscomosolidos
homogeneos,naturais,queapresentamaITanioatomicoardenadoe composicaoquimica
defmida.
Assimcada especiemineralse caracterizapor apresentarquantidadesdefinidase
proporcionaisdecertoselementosquimicos.Esteselementos,par suavez,searranjamno
espayodeumamaneiraorganizadaeregular,queseconstituinochamadoaITaniocristalino.
A classificayaoquimicasubdivide0 conjuntodasespeciesmineraisdeacordocorna
suacomposiyaoquimica.Saodescritasaseguiralgumasdessasclasses.
Elementosnativos:mineraisondeoselementosocorremsobformanaocombinada.
Ex.:ouro(Au),diamante(C),grafita(C),enxofre(S).
Sulfetos:resultamdacombinayaodeelementosmetalicoscorn0 enxofre.
Ex.: galena(PbS),pirita(FeS2).
Oxidos:mineraisquecontemurnoumaiselementosmetalicoserncombinayaocorn0 oxigenio.
Hidroxidos:saDaquelesoxidosquecontemaguaouhidroxila(Off).
Ex.: hematita(Fe203),pirolusita(MnO2),magnetita(Fe304),cassiterita(Sn02),goethita
[FeO(OH)],gibbsita[Al(OH)3].
Carbonatos:mineraiscujasformulasincluem0 radicalcarbonato,CO/-.
Ex.: Calcita(CaCO3),dolomita[Ca,Mg(C03)2].
Fosfatos:mineraiscujasformulascontem0 radicalPO/-.
Ex.: apatita[Ca(PO4)4(OH,F, CI]
Silicatos:estaclassecontemcercade95%dosmineraispetrograficos.Saomineraiscuja
composiyaoquimicaincluiobrigatoriamenteSi e 0, erncombinayaocornoutros
elementos.
A estruturadetodosossilicatosconsistedeumaunidadefundamentalconstituidade4
atomosdeoxigeniocoardenadosporurndesilicioresultandonumaconfigurayaotetraedrica.
NestaconfigurayaocadaMomodeoxigeniopodeligar-sea outrosilicio,tomandoparteem
outrotetraedrosimultaneamente,caracterizando0 compartilhamentode oxigeniosentre
tetraedrosadjacentes.Podemsercompartilhados1,2, 3 ou4 oxigeniosdomesmotetraedro,
originandoumaampla.diversidadede configurayoesestruturais,levandoa subdivisaodos
silicatosem6grupos.
QUADRO 1 - Classificayaodossilicatosde acordocom0 graudecompartilhamentode
oxigeniosentreostetraedros
Classe
Nesossilicatos
Sarossilicatos
Ciclossilicatos
Inossilicatos
ArranjodostetraedrosSiO4
- Independentes,isolados(ilha)
- Duplos,Isolados
- Aneis
1
- Cadeiassimples
- Cadeiasduplas
- Folhas,laminas
- Estruturastridimensionais
Filossilicatos
Tectossilicatos
Relayao
1:4
2:7
1:3
1:3
4:11
2:5
1:2
ExemplodoMineral
Olivina(Mg,Fe)2SiO4
HemimorfitaZn4(ShO7)(OHh.H2O
Turmalina
Piroxenios
Anfib6lios
MicasKAh(AlShOlO)(OH)2
FeldspatosKAlShOg
QuartzoSiO2
Seraorelacionadosnestasanotayoesalgunsmineraisougruposdelesqueapresentam
importancia,tantodopontodevistaindustrialquantadopontodevistaagronomico.A enfase
maiar,logicamente,e dadaa importanciaagronomicadestesminerais,emfunyaodesua
atuayaonaformayaodossolosatravesdesuadecomposiyaopelosagentesdeintemperismoou
parsuautilizayaonaobtenyaodefertilizantes.
NllNERAISSILICATADOS
Quartzo:Eurndosmineraismaiscomunsnasrochaseparsuaresistenciaaointemperismovai
aparecernormalmentenafrayaoareiadosolo.Imprimenossolosarenososfaltade
capacidadedeadsaryaodebases,maretenyaode agua,pobrezaemelementos
nutnentes.Naindustriaeutilizadoemjoalheria,radiotecnia,construyao,manufatura
devidros,porcelana,tintas,lixas,etc.
Feldspatos:Principalfontedemineraisargilososdosolo.Deumamaneirageral,osfeldspatos
enquadram-senarelayaodosmineraisdefacildegradayaoe decomposiyao,par
estemotivoe parseremabundantesnasrochasdacrostaterrestre,tomam-se
fontesdepotassioecalciopara0 solo.Ernalgunscasos,feldspatosricosernK,
podemser usadoscomofertilizantes.Na industriae utilizadoern louyas,
porcelana,vidros,esmaltes,etc.
Pirofilitae talco:Usadoscomoveiculoinerteerninseticidas.Eutilizadonaindustria:textil,
papel,cedimica,construyao,fabricayaodegiz,etc.
Micas: A biotitaapresentafacildecomposiyaodevidoa presenyadoFe queoxidae libera
cornissoK para0 solo,tomandoos solosoriundosderochasricasernbiotita,
raramentedeficientesernK. A muscovitasoe alteradafisicamente,quebrandoern
pedayosmenarespromovendocornisso a melhoriade solospesados.Eutilizadana
industriade isolantede eletricidade,usa ern aparelhoseh~tricos,cedimicas,
lubrificantes,etc.
PiroxenioseAnfib61ios:Enquadramnoroldosfomecedoresdenutrientesessenciaisdevidoa
elevadaproparyaodeCa e Mg nasuacomposiyao.Saominerais
dosgruposmitficosouferromagnesianose par istoconstituintes
essenciaisdas rochasbasicase ultrabasicas,rochasestasque
norrnalmentedaoorigemasolosmaisricosernnutrientes.
Hemimorfita:Extrayaodezinco.
Granadas:Joalheria(pedrassemi-preciosas),abrasivos(lixas,esmeris),aparelhoscientificos.
TOl!3Zio:Joalheria.
Olivina:Urn doscomponentesdosmineraismitficose de facildecomposiyao,sendode
importancianafarmayaodesolos.
Berilo: Joalheria(esmeraldas,aguasmarinhas,etc.)Extrayaodoberilioparafabricayaode
ligascornoutrosmetais.
Turmalina:Joalheria(esmeraldabrasileira,rubelita,etc.).
MINERAlS NAO SILICATADOS
Ouro, prata,cobre,platina,diamante:Comexceyaodo cobresaDtodosusadoscomo
objetosdeadornodealtovalor.Industrialmente
ternasmaisvariadasaplicayoes.
Galena:Extrayaodechumbo.
Pirita:ExtrayaodeacidosulfUrico.
Cal:Manufaturadepapel,ayucar,couros,sabao,velas,construyoes,obrassaneamento,etc.
Corindon:Joalheria(pedraspreciosasorientais),abrasivos,instrumentoscientificos,etc.
Oxidosde ferro: No soloimprimecertascaracteristicas,sendoa principala in:t1uenciada
colorayaodosmesmos.0 mineriodeferro,queetambemnestasformas,
eimportantenaindustriasidernrgicaeosseusvariossegmentos.
Wad:Fontedemanganes.
BrucitaeGibbsita:Valiosomaterialdeestudo,pois,aquasetotalidadedasargilascristalinas
econstituidadesucessaodelaminasdeestruturasemelhanteaestesdois
mmerals.
Bauxita:Materiaprimaparafabricayaodealuminio.
Halita: Condimento,conservayaodealimentos,obtenyaode acidocloridrico,cloro,soda
caustica,etc.
Silvita:Fertilizantepotassico.Obtenyaodesaispotassicosusadosemperfumaria,medicina,
fotografia,etc.
Calcita,Ma2nesita,Dolomita:Saooschamadoscalcariosusadoscomocorretivosdaacidez
do solo.Industria:cal,cimento,tijolosreftatarios,pedrade
construyao,etc.
SalitreesalitredoChile:Fertilizantesnitrogenados.
,0
Borax:Fertilizanteitbasedeboro.
Anidrita e Gesso:Podemserutilizadoscomofertilizantesit basedeenxoffee promovem
abaixamentodopH dossolos,podendoserutilizadosparacorrigirsolos
alealinos.
Fosfatos:PrincipalmenteasapatitassaofontedeP para0 soloepodemtambemserutilizadas
comofertilizantes.Comofertilizantespodemseradicionadasdiretamenteaossolos,
finamentemoidas,ou seremmateriaprimaparaa fabricayaodeadubosquimicos
fosfatados,como:superfosfatosimples,superfosfatotriplo,etc.
PROPRIEDADESFISICASE IDENTIFICA<;Ao
0 arranjoatowicoordenadoeacomposiyaoquimicadefinida,conferemaurnminerala
suahomogeneidade,ou seja,fisicae quiwicamenteelese constituiemumaunicafase,
possuindournconjuntodiagn6sticodepropriedades.Assim,aforma,aclivagemeaabsoryao
seletivadaluz,entreoutras,saDpropriedadesfisicasdoswineraise refletema suaestrutura
intemaregular,enquantoadissoluyaoemacidosrefleteacomposiyaoquimicadosminerais.
A dureza(D) doswineraise umapropriedadefisicamuitoutilnasuaidentificayao.
ExprimearesisH~nciaquea superficielisadowineralofereceaoriscofeitocomumaponta
aguda.0 suleopoderaserprofundoe bempitidose0 wineraltiverbaixadureza.Casoa
durezasejapoucoinferiora dapontaaguda,0 suleoserafino e poucoprofundo.Sefor
superior,naohavenlsuleo.
A EscaladeMohs e umaescalanumerica arbitniriaparaa comparayaodadureza
relativaentreosminerais,combaseemdezqueservemdereferencia.
ESCALA DE MORS
MINERAL
Talco
Gipsita
Calcita
Fluorita
Apatita
Ortochisio(feldspatoK)
Quartzo
Topazio
Corindon
Diamante
DUREZA
1
2
,.,-'
4
5
6
7
8
9
10
A laminadeac;odeurncanivetee0 vidroriscammineraiscomdurezaate5,inclusive.
MineraisdeD =6 e 7 riscame osdeD = 8 a 10cortam0 vidro.A unhariscamineraisde
durezaate2.
A densidade(d)dosmineraise a relac;aoentre0 seupesoe 0 pesodeurnmesmo
volumedeaguadestiladaa4°C.Efunc;aodesuacomposic;aoquimica.
A formadosmineraise a suaconfigurac;aoextema,sendofunc;aode suaestrutura
cristalina.
A cliva2eme a propriedadequealgunsmineraisapresentamde separtirsegundo
superficiesplanase paralelas,relacionadasa suaestruturacristalina.Podeocorrersegundo
umaouvariasdirec;5eseterqualidadevariavel.Denomina-sefraturaamaneirairregularde
urnmineralsequebrar.Algunsmineraisternftaturasmuitocaracteristicas,comoe 0 casoda
fraturaconchoidaldoquartzo.
0 tracoea cordomineralreduzidoap6.Emuitocaracteristicoemalgum~especies
minerais,especialmenteentreos6xidos.
Existemcercade 2.000especiesmineraisconhecidas,sendoqueapenasalgumas
dezenascontribuemefetivamentena formac;aodasrochas.EssesmineraissaDconhecidos
comomineraispetrograficos(formadoresderochas).
No Quadro2, estaodescritasas propriedadesmaisutilizadasna identificayao
macrosc6picade algunsdessesminerais.0 objetivoe possibilitara suaidentificayaonas
rochas.
QUADRO2 - Propriedadesmaisutilizadasnaidentificayaodealgunsmineraispetrognlficos
Observayoes:
- Todarochaapresentaumaassociayaodemineraisdiagn6stica.A presenyadequartzoem
umarochaindicaqueosmineraisescurosque0 acompanhamsachornblendae/oubiotita,em
gem!.
- A distinyaoentrehornblenda(anfib6Iio)ebiotitaefeitapelaforma(abiotitaseapresentaem
escamasquepodemserdestacadascomapontadeurncanivete)epeladureza.
Minerais PropriedadesFisicas
Cor Forma Clivagem Dureza
Feldspatos bracaerosea prismatica,tabular 2 dire90esortogonais;lustro 6a6,5
nospIanosdeclivagern
Quartzo incolor,cinza irregular,maiscomumentenao tern, quebra-se2a2,5
(translucido) prismatica irregularmente,de rnaneira
c6ncava;fraturaconchoidal
Muscovita incolor(micabranca) laminas,folhas 1dire9aoperfeita 2,5a3
Biotita preta(micapreta) laminas,folhas 1dire9aoperfeita 2,5a3
Piroxenios preta prismatica 2dire90esortogonais 6a6,5
Anfibolios preta prismatica 2dire90esobliquas 6a6,5
(homblenda)
MINERAlS SECUNDARIOS
1.INTRODUC;AO
Os mineraissintetizadosno ambientede intemperismoSaDchamadosde
mineraissecundariose compoem0 grupodosmineraisdeargila,assimdenominados
porseremosprincipaisconstituintesdafra9aomineraldossolos,detamanhoinferiora
0,002mmdossolos.Osmineraisdeargilasedividememargilomineraise oxidosde
ferroe oxidosdealuminio.A unidadeestruturalbasicadosargilomineraisconsistena
combina9aodedoistiposdelfuninas:atetraedricaeaoctaedrica,sendo0tetraedrode
silicae0 octaedrodealuminio,respectivamente,suasunidadesfundamentais(Fig. 1).
~SL
Tetraedroisolado(40 +1Si) Junc;aodetetraedrosformandoumalaminatetraedrica
rJ
~t.
./~~~\ .rL-J .
Octaedroisolado(6OR +1AL)
FIGURA 1-Unidadeestruturalbasicadosargilominerais.
Laminaoctaedrica
Em funyaoda relayaoentre laminastetraedricase octaedricasestes
argilomineraisSaDdivididosem1:1e2:1.Osargilominerais1:1SaDaquelesformados
emambientesondehouvemaiorperdadesilica,resultandona propOryaOdeuma
laminadetetraedrosdesilicaparaumaHiminadeoctaedrosdealuminio.A caulinita
(Fig.2A) e 0 principalrepresentantedestegrupo.Nos argilominerais2:1 e maiora
propOryaOdesilica,traduzidapelapresenyade2 Himinastetraedricas.Fazemparte
destegrupoasesmectitas,sendoamontmorilonitaamaiscomumnossolos(Fig.2B).
Sao2:1tambemavermiculitae a ilita.Osprincipais6xidosdeferroe aluminiosao,
respectivamente,ahematita,agoethitaeagibbsita.
0 0..."';',
e kldlo.n.,."'-'oW'
. 0 SOllc18,
(A) Caulinita
8\l'iOe 6i'Hons iri~et~a;n~]].veis.A'\oII\lnio..1".,,0,",\,,~nh"
(B)Montmorilonita
FIGURA 2 - Caulinita(A) e montmorilonita(B), respectivamente,os principais
representantesdosgrupos1:1e2:1.
0 O.ig'nio,'eH.dioi,'lIi'
0 . .. sa;~;o;otohonGlmrMi01\'1>\1111
J::J::
Os mineraisde argilapresentesemurndeterminadoambientepossibilitam
inferiras condi<;oesde intemperismoali existentes.Em geral,a caulinitareflete
condi<;oesde intensalixivia<;ao,pH acidoe meiomuitopobreemcations,sendo
caracteristicadeclimastropicaisinnidos.Poroutrolado,amontmorilonitae formada
depreferenciaemambientemaldrenado,depH neutroa alcalinoe ricoemcations,
condi<;oesclimaticastemperadasa mase semi-aridas.A presen<;adegibbsitailustra
urnintemperismoextremo,ja quea silicafoi removidado sistema,resultandono
residuoaluminoso.
COMPOSI(:AOQUIMICA DOSMINERAlS DEARGILA
- Montmorilonita
(coresemgeralbranca)
Al4(Si4O10)(OH)s
N ao,67Sis(Al3,33Mgo,67)O20(OH)4.nH2O
K<lAl2[(Si,Al)401O](OHhnH2O
(Mg, Fe2+,Fe3+)3[(Si,Al)401O](OHh4H2O
a)Areilominerais
- Caulinita
- Ilita
- Vermiculita
ESTRUTURADOSARGILOMINERAlS
A variedadedetiposdessesmineraisresultadosdiferentesarranjosdaslaminas
tetraedricae octaedrica(Fig. 3) e de diferen<;asna suacomposi<;aoquimica.As
laminasoctaedricasetetraedricasseunempe1ocompartilhamentodeion0 (oxigenio)
dalaminatetraedrica.Dessamaneiranalaminaoctaedricaosseisionsquecircundam
0 cationcentralincluemtanto0 0 como a OH. Na estruturados argilominerais
ressaltam-seospIanosi6nicos,laminasecamadas(Fig.3).
"ih
b)OxidosdeFeeAl
-Hematita Fe203 (corvermelha)
-Goethita FeO(OH)(coramarela)
-Gibbsita Al(OH)3 (corbranca)
Uhninas
tetraedricas
e
octaedricas
PIanosi6nicos
Laminas
tetraedricas
e
octaedricas PIanosi6nicos
FIGURA 3 - Esquemamostrando:os pIanosi6nicos,as laminase as camadasdos
argilominerais.
Na estruturadacaulinita,noespa<;oentreascamadas1:1queseempilham,os
oxigeniosdopIanoqueuneasbasesdostetraedrosencontram-sefrenteashidroxilas
dosoctaedros,enquantoquena estruturademontmorilonita,nosespa<;osentreas
camadas,oxigeniosfaceiamoxigenios.Resultaquenacaulinitaexistemliga<;oesdo
tipo pontede hidrogenio,inexistentesna montmorilonita.Por estemotivoos
argilomineraisdo tipo 1:1 sacditos"nCio-expansivos",enquantoos 2:1 sacditos
"expansivos":podemalojarmoleculasdeH2Oe umadiversidadedecationsentreas
camadas.Nailita,tambem"nCio-expansiva"aliga<;aoentreascamadase feitapeloK.
Quandoestepotassiosai,0 mineralsetransformaemvermiculita.
Os argilomineraisexpansivos(montmorilonitae vermiculita,por exemplo)
apresentamsuperficiede exposi<;aoexternae interna,enquantoos nao-expansivos
(caulinita,porexemplo),somenteexterna(Fig. 4). Umaconsequenciado fatoe a
existenciade1ha(10.000m2)deareaexpostaemcercade54g decaulinitaouem
apenas14gdeesmectita.
Superficies
extemas
Superficiesextemas
Superficies
intemasentreas
unidadesestruturais
§
2:1
esmectita
FIGURA 4 - Esquemamostrandoassuperficiesdeexposi~aointemase extemasdos
argilomineraissecundanos.
DESENVOLVIMENTO DE CARGASNEGATIVAS (CTC)NOSARGILOMINERAIS
As particulasdeargilasaDgeralmentee1etronegativaspelasseguintesrazoes:
a)SubstituicaoISOMORFICA
Nostetraedrose octraedrosdaslaminas,podehaversubstitui~aodaslfuninas,
podehaversubstitui~aodosseuscationsporoutros(nostetraedros:Si4+==>Ae+;nos
dr Al3+ M 2+ F 3+)
.
d d' fi
.
d
. .
doctae os: ==> g, e , cnan 0 urn e lClt e cargasposlt1vas,toman0 as
particulase1etricamentenegativas,originandoa capacidadedetrocacationicaou CTC
dosargilominerais.
b) Lieacoesquebradasedissociacaodehidroxilas
Nasbordasdasparticulaspodemexistircargasnaocompensadas,filltOde
liga~oesinterrompidase tambemas hidroxilasdosoctaedrospodemdissociar-se,
originandocargasnegativas.
0 Quadro01 listadadossobrealgunscomponentesdasfra90esargila,siltee
areiadossolos.
QUADRO 1- Componentesdasfra90esargila,silteeareiadosolo,comasrespectivas
estrutura,areaespecificaeCTC
Dessaforma,afra9aoargiladosolo,aocontrariodaareiaequimicamenteativa,
suaatividadedevendo-seaopequenotamanhodesuasparticulas,0 quefazcomque
apresentempropriedadescoloidais.Entreestasdestaca-seaaftnidadedasparticulasde
argilapelaaguaeporelementosquimicosexistentesnasolu9aodosolo,aftnidadeque
sedevea suagrandesuperficieespecificae a existenciadecargaseletricasna sua
superficie.Dadoqueionsemoleculasdeaguaseachamadsorvidasasparticulasdeargilaporfor9aseletrostaticas,rea90esdetrocapodemacontecercomintensidadeque
dependedotipodeargilomineralpresenteedacomposi9aodomeio.Na figuraabaixo
aparticuladeargilacomcationsadsorvidostroca-oscomosH+ daraiz.Nossolos
velhos,acidos,asparticulasdeargilageralmenteencontram-sesaturadasdeH e AI,
daianecessidadedecorretivosparafomecerbases(Ca,Mg)queocupem0lugardoH
e AI, deslocando-os,elevando0 pH domeioe fomecendonutrientes(Cae MG, por
exemplo),paraasplantas.
"Q
Estrutura AreaEspecifica CTC
(m2jg) (cmolJkg)
Caulinita 1:1 5-20(1) 3-15(1)
Haloisita 1:1 - 5-10(1)
40-50
Micas(Ilita) 2:1 100-200 10-40
Vermiculita 2:1 300-500 100-150
Esmectita(Montmorilonita) 2:1 700-800 80-150
Silte Variavel <1 Muitopequena
AreiaFina Variavel <0,1 Muitopequena
AreiaGrossa Variavel <0,01 Muitopequena
(1)Estudosrecentesindicamquea areaespecificadacaulinita,e talvezdahaloisitabrasileirapodesermuito
mawr.
W
H+
W
H+
W
W
W
K+
+ Mg2+
ICa2+
argila ==>
1£
~ argila I H'
H+ .W H+K+ K+
FIGURA 5- Esquemamostrandoatrocadecationsentrearaizeaparticuladeargila.
OXIDOS DE FERRO E DE ALUMINIO
Os6xidosdeferrofiguramentreosprincipaisagentesresponsaveispelacordos
solos:
Hematita(Fe203)=vermelha
Goethita(FeOOH)=amarela
Os6xidosdeFeprovemdaoxidayaodoferropresentenaestruturadossilicatos
(olivinas,piroxenios,hornblenda,biotita)dasrochasoupodemserherdadosderochas
sedimentaresou mesmodealgumasmetam6rficas,comoe 0 casodahematitado
itabirito.
Entreos6xidosdealuminio,destaca-seagibbsita- AI(OHk
Enquantoasargilassilicatadaspossuemformalaminar,os6xidosdeFee deAl
apresentamformarelativamentegranularou equidimensional.Resultaque estes
ultimos,principalmenteagibbsita,talvezporseapresentarcommaiortamanho,atuam
comoagentesdesorganizadoresdoarranjoparaleloe demaximocontatomutuodas
particulaslaminaresdossolos.
A presenyadoshidr6xidosdeFe e deAI comoagentesdesorganizadoresno
solo:
Diminuias foryasde coesaoe adesao,diminuindoassim0 encrostamento,a
plasticidade,apegajosidadeeadurezadosolo.
- Aumentaacapacidadededrenagem.
AMBIENTES-TENDENCIASGERAIS
No Quadro2 estaoastendenciasgeraisesperadasnafonna9aodemineraisde
argilaecaracteristicasdosolodeacordocom0clima.
QUADRO2- 0 climaeainfluencianaformayaodemineraisdeargilaecaracteristicasdosolo
Climamaissecoemaisfrio Climamaisfunidoemaisquente
- Argilas1:1e6xidosdeFe edeAI; areias
com rninerais muito resistentesit
transfonna9ao(pobresemnutrientes).
- Argila2:1
- Soloseletronegativos(altaCTC) - Rem09aoacentuadadasilicae completa
doscationsderea9aobasica.
- Aumentodocaratereletropositivodosolo
coma idade(baixaCTC, presen9ade
CTA).
- Solosmaisrasoscommineraisprimarios- Solos];!rofundos
facilmente intemperizaveis (ricos em
nutrientes).
CTC =CapacidadedeTrocaCationica,CTA =CapacidadedeTrocaAnionica.
I
I ~
I