Efectos del contenido de CaCO3 inicial en las propiedades magnéticas de sedimentos calcinados: resultados preliminares

Abstract

En este trabajo se evalúa la influencia del CaCO3 inicial en las propiedades magnéticas de sedimentos calcinado. La contribución forma parte de un estudio más amplio, acerca de la mineralogía magnética desarrollada a partir de la calcinación de sedimentos de diferentes composiciones y a distintas temperaturas. En sedimentos naturales, el incremento de la temperatura da lugar a transformaciones químico-mineralógicas que dependen, principalmente, de la composición original del material. Algunos ejemplos de esto corresponden a los suelos incendiados, a los procesos pirometamórficos y diagenéticos o a las zonas con impacto de meteoritos. Las transformaciones que ocurren durante dichos procesos se consideran similares e incluso análogas a las ocurridas en procesos industriales, como son la fabricación de ladrillos, cerámicas y cementos. Se determinaron parámetros magnéticos (susceptibilidad magnética y magnetización remanente isotermal) y elementos químicos mayoritarios en sedimentos loessoides con concentraciones contrastantes de CaCO3. El tratamiento térmico se efectuó a 1000 ºC en atmósfera de aire. Los parámetros magnéticos de las muestras antes del tratamiento térmico evidenciaron una composición magnética relativamente homogénea, dominada por la señal de minerales ferrimagnéticos (magnetita-titanomagnetita-maghemita). En contraposición, la variación de los parámetros magnéticos en las muestras calcinadas es significativa y dependiente del contenido de CaO (o bien CaCO3inicial). En las muestras que presentaron menor concentración de CaO (<4 %) la señal magnética luego del tratamiento térmico correspondería a especies antiferromagnéticas, como hematita. En cambio, en las muestras que presentaron elevados contenidos de CaO (8-29 %) se registró, luego de la calcinación, una señal magnética afín a especies ferrimagnéticas. Un hecho a resaltar es que todas las muestras calcinadas evidenciaron una elevada contribución de nanopartículas con propiedades superparamagnéticas.

In this work, the influence of the initial CaCO3, on the magnetic properties of calcined sediments, is evaluated. This contribution is part of a wider study, about magnetic mineralogy developed from sediment calcination of different compositions at diverse temperatures. High temperatures in sediments cause chemical-mineralogical transformations that depend, mainly, upon their original composition. Some examples of this are burned soils, pyrometamorphic and diagenetic processes or meteorite impact zones. Transformations could be similar, even analogous, to some industrial processes, like bricks, ceramics and cements manufacturing. The determination of magnetic parameters (magnetic susceptibility and isothermal remanent magnetization) and major chemical elements was made in sediments with contrasting amounts of CaCO3. The thermal process was performed at 1000 ºC in air atmosphere. Before heating, the behavior of magnetic composition indicates a significant homogeneity as regarding the magnetic parameters. These behaviors are undoubtedly related to the ferrimagnetic series of titanomagnetites and probably to the maghemite signal as well. In contrast, calcined samples presented magnetic records that vary noteworthy in relation to the CaO (or initial CaCO3) content. After heating, the samples with lower CaO (< 4 %) concentrations showed a magnetic signal related to antiferromagnetic minerals, like hematite. The samples with higher CaO contents (8-29 %) showed a magnetic signal related to ferrimagnetic minerals. Besides, all calcined samples showed a high contribution of nanoparticles with superparamagnetic properties.