Resumo Estudos de caracterização de argilas são comumente realizadas para identificar possíveis mercados para esses materiais. Com esse objetivo duas amostras de argilas naturais provenientes do Sudeste brasileiro foram estudadas. Técnicas de caracterização convencionais foram utilizadas. Análise granulométrica e determinação da capacidade de troca catiônica foram também efetuadas. Medições de adsorção/dessorção de nitrogênio foram utilizadas, tanto para obter os valores de área superficial específica das amostras, de acordo com o método de Brunauer, Emmet e Teller, tanto como para a análise do tamanho de poros, usando os métodos de Barret-Joyner-Halenda e t-plot. Os resultados obtidos indicaram que as argilas apresentaram propriedades similares. As duas amostras apresentaram alto conteúdo de fração argila (acima de 80% em massa) composta basicamente dos minerais ilita, caulinita e quartzo. Estruturas estratificadas ilita-esmectita também foram observadas. Uma das amostras apresentou traços de calcita, enquanto a outra apresentou traços de montmorilonita. Os valores baixos de capacidade de troca catiônica obtidos corroboraram estes resultados. As argilas apresentaram boas propriedades adsortivas, evidenciadas pelos valores das suas áreas superficiais específicas, e estruturas predominantemente mesoporosas, constituídas principalmente por poros do tipo fenda. De acordo com estas características, aliadas ao baixo custo e à maior disponibilidade, as argilas estudadas apresentam potencial de utilização como adsorventes, podendo substituir matérias comumente usadas nesse mercado e de maior custo.

Abstract Characterization studies of clays are often performed to identify possible markets for these materials. Bearing this in mind, two samples of natural clays from the Southeast region of Brazil were studied. Conventional techniques of characterization were used. Granulometric analysis and determination of cationic exchange capacity of these clays were also performed. Nitrogen adsorption-desorption measurements were used to determine the Brunauer-Emmett-Teller specific surface area, and Barrett-Joyner-Halenda and t-plot pore size analysis were carried out. The results obtained were similar for the two clays. Both present high clay fraction (above 80 wt%) composed of illite, kaolinite and quartz minerals. Stratified illite-smectite structures were also observed. Traces of calcite were detected in one of the clay samples, while traces of montmorillonite were observed in the other sample. These results were corroborated by the low cationic exchange capacity values obtained for both clays. These clays showed good adsorptive properties, evidenced by their specific surface areas, with predominantly mesoporous structures and slit-like pores. According to their features, these clays have potential use as adsorbents to replace more expensive materials due to their easy availability and low cost.

Resumo Argilas de diferentes composições têm sido usadas no desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos. Argilas bentoníticas do estado da Paraíba, Brasil, vêm sendo muito utilizadas devido, principalmente, a sua disponibilidade. No entanto, os depósitos dessas argilas têm mostrado uma exaustão após diversos anos de intensa exploração. Logo, o principal objetivo do presente trabalho foi caracterizar argilas bentoníticas recentemente descobertas no município de Cubati, Paraíba. As amostras passaram por uma etapa de classificação de tamanho de partícula e foram caracterizadas por análise granulométrica por difração a laser, fluorescência de raios X, difração de raios X, espectroscopia de absorção no infravermelho, análise termogravimétrica e capacidade de troca catiônica. Os resultados da distribuição de tamanho de partícula mostraram que as amostras das argilas têm características físicas similares às argilas bentoníticas de Boa Vista, Paraíba. Resultados de difração de raios X indicaram que a composição mineralógica das amostras é constituída por montmorilonita, caulinita e quartzo. A caracterização das amostras por espectroscopia de absorção no infravermelho confirmou esses resultados. Resultados da análise química mostraram que as amostras são argilas bentoníticas policatiônicas e que apresentam, predominantemente, diferentes cátions trocáveis similares aos encontrados em bentonitas sul-americanas.

Abstract Clays of different composition have been used in the development of polymer nanocomposites. The utilization of bentonite clays of the State of Paraíba, Brazil, has been emphasized mainly due to their availability. However, these bentonite deposits are becoming exhausted after several years of exploitation. Thus, the aim of this work was to characterize bentonite clays recently discovered in the municipality of Cubati, Paraíba. The samples underwent a particle size classification step and were characterized by granulometric analysis by laser diffraction, X-ray fluorescence, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis and cation exchange capacity. The results of particle size distribution showed that the clay samples have similar physical characteristics to bentonite clays of Boa Vista, Paraíba. Results of X-ray diffraction indicated that the mineralogical composition of the samples consisted of montmorillonite, kaolinite and quartz. The characterization of the samples by FTIR confirmed these results. Results of chemical analysis showed that the samples are polycationic bentonite clays and have predominantly different exchangeable cations similar to those seen in South American bentonites.