Influência do alumínio sobre as transformações magnetita → maghemita → hematita

Abstract

Foram preparadas magnetitas com diferentes graus de substituição isomórfica do ferro por alumínio. As magnetitas foram aquecidas ao ar, a 420- 430oC, dando origem às maghemitas. Estas, aquecidas a 740-750°C, transformaram-se em hematitas. As magnetitas foram caracterizadas por meio de análises químicas por via úmida, medidas de magnetização espontânea, difratometria de raios X, espectroscopia Mössbauer, termogravimetria e por análise térmica diferencial. As maghemitas, bem como as hematitas, foram estudadas pelas mesmas técnicas, com exceção das análises por via úmida e DTA. Os resultados obtidos evidenciaram que na magnetita o íon Al3+ substitui o Fe3+, podendo a substituição se dar tanto no sítio tetraédrico, quanto no octaédrico. Essas substituições favorecem a oxidação do Fe2+, diminuindo, deste modo, a estabilidade da magnetita. Pôde-se observar, também, que a presença do alumínio na estrutura das maghemitas estabiliza o mineral, aumentando a temperatura de transformação em hematita. Foram estabelecidas as relações que correlacionam os teores de alumínio, expressos em termos de mol % de Al2O3, com os parâmetros de rede (a0) das magnetitas e hematitas.

Synthetic magnetites containing different amounts of isomorphic substitution of the iron by aluminium were prepared and thus oxided to maghemites by heating in air at 420–430oC. Samples were to, heated up 740 – 750oC were to convertion to hematite. The magnetites were characterized for conventional chemical analysis, spontaneous magnetization, power X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, thermogravimetry and differential thermal analysis. The maghemites as well as the hematites was studied for the same techniques, being excepted the conventional chemical analysis and DTA. The results show on that in the magnetite the ions Al3+ substitutes the Fe3+, being the substitution preferentially in tetrahedral sites when compared to octahedral sites. Those substitutions favor the oxidation of the Fe2+, decreasing the stability of the magnetite. It can also be observed that the incorporation of aluminium in the structure of the maghemites stabilizes the compound, increasing the transformation temperature to hematite. They have established relationships that correlated the content of aluminium, expressed in mol % Al2O3, with the lattice parameter, a0, of the magnetites and of hematites.