Estudio in-situ de la transformación térmica de limonita utilizada como pigmento procedente de Perú

Abstract

Se ha realizado un estudio cinético de la transformación térmica de limonita [FeO(OH).nH2O] mediante análisis térmico gravimétrico (TGA), termodifracción de rayos X (DRX) y espectroscopía μ-Raman. La muestra estudiada fue extraída de un yacimiento en el distrito de Taraco, provincia de Huancané, Región de Puno (Perú). La técnica DRX en polvo identificó la fase goetita como el principal componente mineralógico, además de cuarzo. La muestra se sometió a un tratamiento térmico in-situ en un intervalo de temperaturas de 100 a 500 °C en atmósfera de aire e inerte (nitrógeno) y se estudió por DRX. Los resultados han mostrado que la fase goetita permanece estable desde la temperatura ambiente hasta 200 °C. A partir de los 250 °C se produce una transformación de fase α-FeO(OH) → α-Fe2O3 con un cambio cromático, es decir, el paso de la fase hidroxilada goetita (amarillo) a la fase oxidada hematites (rojo) con una pérdida de peso de un 8 %, teniendo como evidencia la evolución de los perfiles de difracción y los resultados de ATG. Los espectros μ-Raman del tratamiento térmico in-situ corroboran que se produce también una transición de fase a la temperatura de 290 °C a través de la transformación de las bandas Raman características de la fase goetita hacia la fase hematites en el rango de frecuencias de 200 a 1800cm-1.

It has been performed a kinetic study of the thermal transformation of Limonite [FeO(OH).nH2O] by thermal gravimetric analysis (TGA), thermal X-ray Diffraction (XRD) and μ-Raman spectroscopy. The mineral was extracted from the Taraco District, Huancané Province, Puno region (Peru). Powdered XRD identify goethite phase as the main mineralogical component besides quartz. It was subjected to in-situ thermal treatment in the range of temperatures 100 to 500 °C in air and an inert atmosphere (nitrogen). The goethite phase remains stable from room temperature until 200 °C. From 250 °C there is a phase transformation α-FeO(OH) → α-Fe2O3 with 8 wt % weight loss and a chromatic change, i.e., the change of the hydroxylated goethite phase (yellow) to oxided hematite phase (red), as evidenced by the TGA and evolution of the XRD profiles. Moreover, the μ-Raman spectra of the in-situ thermal treatment corroborate that there is a transition at 290 °C by the transformation of the characteristic Raman bands of the goethite to hematite phase, in the frequency range from 200 to 1800cm-1.