Estudio y caracterización de una laterita estándar de referencia (VL2), natural y tratada, mediante las técnicas de XPS, DTA y TGA

Abstract

Estudios de la superficie y del volumen, con fotoemisión de rayos-X, DTA y TGA, fueron realizados a una muestra lateríticas natural (VL2, geológicamente certificada), tratada térmicamente e impregnada con potasio (K). Los resultados de XPS de la superficie de la muestra indican la presencia de especies de aluminosilicatos, tendiendo a estructuras del tipo de caolinita, muy distinta a la composición de óxidos reportados para el volumen. Se proponen formulas del tipo Fe0,5Al2Si2O5(OH)7 para la muestra natural, Fe0,6Al2Si2O5(OH)2 para la calcinada a 900 ºC y Fe0,7Al2Si2O5(OH)2 la impregnada con K. Los resultados de DTA de la muestra natural realizados en atmósfera de aire, en el rango de ambiente hasta 900 ºC, indican tres reacciones endotérmicas a 50 ºC, 300 ºC y 500 ºC, correspondientes a perdida de agua, deshidroxilación de la gibbsita y la transición de la boehmita a alúmina Al2O3. Los resultados de TGA de la muestra natural igualmente reflejan tres perdidas de masa. A 50 ºC relativas a la perdida de agua, otra a 300 ºC asociadas a dos reacciones; la primera relativa a la deshidroxilación de la gibbsita Al(OH)3 y la formación de boehmita AlOOH, y la segunda a la deshidratación de FeOOH y la formación de hematita Fe2O3. Finalmente, otra perdida a 500 ºC, de agua estructural y la formación de alúmina Al2O3.

XPS, DTA and TGA were used to study the surface, as well as the bulk, of a geologically certified natural laterite sample (VL2), when subjected to a thermal treatment and potassium(K) impregnation. XPS results, concerning the surface of the sample, indicated the presence of aluminosilicates and their tendency to form Kaolinite based structures, in total disagreement with the oxides composition of the bulk reported previously. Fe0,5Al2Si2O5(OH)7 type structures are proposed for natural sample Fe0,6Al2Si2O5(OH)2 when calcinated at 900 ºC and Fe0,7Al2Si2O5(OH)2 after K impregnation. DTA results corresponding to the natural sample, carried out at normal air condition, in the 900 ºC range, indicated three endothermic reactions at 50 ºC, 300 ºC and 500 ºC, adjudicated to water loss, the gibbsite dehydroxylation and boehmite to alumina (Al2O3) transition. In accordance with DTA observation, TGA shows three mass losses, the first at 50 ºC related to the water loss, followed by a second loss at 300 ºC, adjudicated to two reactions; the first one related to the gibbsite Al(OH)3 dehydroxylation and the boehmite (AlOOH) formation and the second adjudicated to the dehydratation of FeOOH and hematite formation. Finally, a mass loss, at 500 ºC, related to structural water and alumina Al2O3 formation.