Fases sodalita formadas a partir de caulinitas amazônicas sob condições de digestão Bayer Translated title: Sodalite phases formed from kaolinite under bayer-type conditions

Abstract

RESUMO As bauxitas metalúrgicas da região de Paragominas-PA (norte do Brasil) comumente apresentam uma alta quantidade de caulinita. Durante a lixiviação da bauxita nas condições de processo Bayer, este mineral reage com NaOH formando indesejavelmente sodalita, o qual é insolúvel e, portanto, descartada com o resíduo sólido, causando significativa perda do agente lixiviante. Neste trabalho foi dada a atenção a dois tipos principais de sodalita formadas em função de diferenças na concentração caustica e tempo de reação. Assim, o processo hidrotérmico foi conduzido em temperatura de 150 °C, concentração caustica variando de 2,5 à 5,0 M e tempo variando de 60 à 420 min. Os resultados mostraram que estas variáveis afetam tanto a velocidade da transformação da caulinita em sodalita como a cristaloquímica desta fase, resultando na formação de dois tipos de sodalita: 1) sodalita básica tetrahidratada, fase mais estável formada inicialmente e remanescente em todas as condições do processo; e 2) hidrosodalita, a qual é a fase secundária, menos estável e observada apenas nas condições intermediárias. Esta última fase é mais desejável no contexto Bayer devido a menor quantidade de NaOH consumida. Observou-se que o favorecimento da formação desta fase depende de maiores tempos, concentração caustica e quantidade de caulinita.

Translated abstract

ABSTRACT Metallurgical bauxites from Paragominas-PA region (northern Brazil) commonly exhibit high amounts of kaolinite. During caustic leaching of bauxite in the Bayer process conditions, this mineral reacts with NaOH and undesirable sodalite is formed, which is insoluble and therefore discarded with the solid residue, causing significant losses of the leaching agent. In the present work, an attention was given to two main types of sodalite formed as function of differences in caustic concentration and residence time. Thus, the hydrothermal process was carried out at temperature of 150 °C, caustic concentration ranging from 2.5 to 5.0 M and time varying from 60 to 420 min. Results showed that these variables affect both the speed of kaolinite to sodalite transformation as the crystal chemistry of the two main types of sodalite phases formed: 1) tetrahydrate basic sodalite, which is the more stable phase initially formed and that remains during all process conditions; and 2) hydrosodalite, which is the secondary phase, less stable and observed only in intermediate conditions. This last phase is more desirable in the Bayer context due the less amount of NaOH consumed. The favoring of this phase formation depends on the long time, caustic concentration and the amount of kaolinite.