2 Ecuaceramica Baldosas Modulo i Materias Primas

EPN - ECUACERAM ECUACERAMICA. ICA. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA. MODULO I

21/01/2016

Organizadopor: EPN-Laboratorio EPN-Laboratorio de Cerámica / FUNDATEC-CAIC / ECUACERAMICA C.A. Coordinación: Dr. Rafael Uribe, Investigador EPN / Ing. Andrés Chico, Jefe Laboratorio de Cerámica ([email protected] / [email protected] [email protected]/[email protected] /[email protected] )

O D I N E T N O C

PREÁMBULO – FALTA DE CALIDAD / SUMINISTRO DE M.P. CONTROL DE ACEPTACIÓN DE M.P.

CONTROL TECNOLÓGICO DE M.P.

EXPLOTACIÓN DE LA MINA – MINERALES ARCILLOSOS MATERIAS PRIMAS PLÁSTICAS

MATERIAS MATERIAS PRIMAS NO PLÁSTICAS - REFERENCIAS

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O L U B M Á E R P

2/

El peso del factor Materia Prima en las pérdidas de calidad evidencia el carácter obligatorio de políticas gerenciales gerenciales y el uso de técnicas apropiadas, tales como el control de la variabilidad de la mina, la homogenización de la materia prima y/o el ajuste oportuno de los parámetros de trabajo en el proceso productivo.

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Coordinación: Coordinación: Lab. Lab. de Cerámica Cerámica - EPN. Dr Rafael Uribe (ruribe32@gmail com)

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La información incluye datos y los datos no necesariamente incluyen información. Nada se conoce hasta que se consigue

MEDIR Siendo los Datos: Hechos o realidades Información: Respuesta a preguntas


O L U B M Á E R P

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SUMINISTRO DE MATERIAS PRIMAS DE CALIDAD

Productividad

Calidad

Coste

Planes de Calidad


. P . M N E D A D I L A C E D A T L A F

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COSTOS Efectos directos Tonos Calibres Defectos superficiales

Efectos indirectos Reposiciones Reposiciones de material Retrasos en el suministro Insatisfacción del cliente Mala imagen del producto Mala imagen de la empresa

Mayor coste final del producto

Trascendentes a los consumidores



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COSTOS

Para asegurar la calidad del producto C.C. Carácter Preventivo

ETAPAS Nivel inmediato de actuación Regular las variables .

Nivel histórico de actuación Tratamiento estadístico de datos



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ALTA VARIABILIDAD Para mantener mantener los parámetros parámetros de producción en sus valores óptimos se necesita: •

Establecer un adecuado sistema de homogeneización que consiga uniformizar las distintas calidades de arcilla suministrada y mantener los parámetros de producción dentro de los límites de tolerancia. tolerancia .

•

Realizar controles que permitan observar la evolución de sus características, discernir si son aptas o no para su introducción en el proceso de fabricación.



8/

ALTA VARIABILIDAD • Los proveedores, salvo en excepciones, no realizan

ningún tipo de determinación sobre las materias primas que suministran. • Los fabricantes que realizan algún tipo de control,

definen sus propios parámetros de calidad. • Para conseguir un producto satisfactorio es necesario

que exista un estado de mutua confianza en las relaciones cliente-proveedor • No existen métodos de control universales, universales, acordados

entre proveedores y fabrican fabricantes, tes, que permitan verificar la idoneidad de una materia prima. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


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•

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ALTA VARIABILIDAD Los sistemas, procedimientos procedimientos y equipos con los que se realizan realiza n los ensayos, son muy variados variados,, no se calibran, ni se conoce el grado de incertidumbre. El muestreo realizado resulta inapropiado, inapropiado , ya que no se procede de acuerdo con ningún método sistemático ni existen procedimientos documentados que indiquen claramente los pasos y metodología a seguir. La arcilla es un material de difícil muestreo debido a su heterogeneidad, a la variabilidad en los tamaños de grano y a que la recepción es discontinua.


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. P ALTA VARIABILIDAD . M N En consecuencia: E D A • Los resultados obtenidos son en ocasiones D I L incorrectos,, a pesar de que los errores introducidos incorrectos introducidos A C por los procedimientos de análisis puedan ser E D pequeños. A T L A F • Sin un buen Plan los métodos de preparación de

muestra y control, en general, no satisfacen los criterios de rapidez, sencillez y fiabilidad requeridos para un adecuado Control Preventivo.


D A D I L A C E D . P . M E D O R T S I N I M U S

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Antes de establecer un Plan de control de la calidad, se ha considerado conveniente recapitular brevemente sobre las operaciones que se dan en los distintos procesos productiv productivos os de fabricación de materiales cerámicos, ya que afectan directamente al control de la calidad e inspección de las arcillas.



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Las industria utiliza los minerales industriales de tres maneras posibles: • Como componente mayoritario de los productos. • Como componente minoritario o secundario (cargas,

aditivos, etc.), aportando características específicas como dureza, color, porosidad… • Como sustancia que interviene en el proceso industrial

pero que no entra a formar parte del producto.


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D CAMPOS DE APLICACIÓN DE LOS MINERALES Y SUSTANCIAS A D I L A C E D . P . M E D O R T S I N I M U S


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D CAMPOS DE APLICACIÓN DE LOS MINERALES Y SUSTANCIAS A D I L A C E D . P . M E D O R T S I N I M U S


Coordinación: Lab. de Cerámica - EPN. Dr Rafael Uribe (ruribe32@gmail com)

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CRITERIOS DE ELECCIÓN

ACTIVIDAD 1 Realiza el listado de los mayoritarios, minoritarios y/o intervienen en tu proceso productivo

Proceso de fabricación

Características técnicas de la pasta


. P . M E D N Ó I C A T P E C A E D L O R T N O C

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Cuando puedes medir aquello de lo que estás hablando y expresarlo en números, puede decirse que sabes algo acerca de ello; pero, cuando no puedes medirlo, cuando no puedes expresarlo en números, tu conocimiento es muy deficiente y poco satisfactorio. Nada se conoce hasta que se consigue

MEDIR



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EXPLOTACIÓN DE MINERALES



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VARIABILIDAD EN MINERALES



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. P . M E LITOLOGÍA DE LAS ARCILLAS D N Ó I C A T P E C A E D L O R T N O C

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EPN - ECUACERAMICA. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA. MODULO I . P . M E LITOLOGÍA DE LAS ARCILLAS D N Ó I C A T P E C A E D L O R T N O C

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HOMOGENEIZACIÓN DE MINERALES El sistema de homogeneización que se utiliza casi exclusivamente en la actualidad es el denominado de apilamiento por capas lineales. Este método consiste en la formación de estratos paralelos de arcilla, más o menos profundos y uniformes



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HOMOGENEIZACIÓN DE MINERALES

Pendiente: 2-3%

5-8 m

5-25 m

Esquema de lecho de homogeneización y envejecimiento PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


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. P HOMOGENEIZACIÓN DE MINERALES . M E Efectividad D N Ó I • En primer lugar, deberán determinarse las características de la C arcilla previamente o durante el apilamiento, con el objeto de A T proceder, si fuese necesario, a su rechazo o a la modificación P E de la fórmula de la composición. C A • En segundo lugar, debe tenerse en cuenta que tan importante E D es la formación del apilamiento como su consumo, siendo L ambas operaciones independientes, por lo que nunca deberán O R simultanearse en la misma zona del acopio. T N • El tamaño del apilamiento dependerá del consumo de arcilla O C (2-4 meses) y del espacio disponible (10.000 - 150.000 t).


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. P CONTROLES . M E Control Básico D N Ó I Control por atributos (Observación visual) C A Color, presencia de impurezas, materia orgánica, rechazo T P E sobre tamiz, consistencia, sensación al tacto. Reacción a C A los carbonatos. E D L O Control por variables (Observación primaria) R Humedad, Retenido sobre tamiz, Pérdida por calcinación T N Viscosidad de una suspensión. Determinación de O C componentes minoritarios carbonatos, sulfatos.


26/

. P CONTROLES . M E Control Complementario D N Ó Variables más sensibles a los cambios físico-químicos. I C A • Índice de plasticidad. T P • Retenido sobre serie de tamices. E C • Contenido de carbonatos / sulfatos A • Curva de defloculación. E D • Densidad aparente en seco. L • Contracción lineal, absorción de agua, densidad aparente. O R • Pérdida por calcinación. T N • Análisis dilatométrico de probeta cocida. O C • Corazón negro. • Color en cocido. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


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CONTROLES El número de parámetros de calidad a determinar podrá reducirse o ampliarse en función de las características físico-químicas de las materias primas y del proceso de fabricación o de aquellos parámetros que se consideren más “oportunos” Otros ensayos : Análisis químico / Análisis mineralógico. RMF – ATD – ATG – DLT – MEB – RMC


. P . M E D O C I G Ó L O N C E T L O R T N O C

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PLAN DE C.C. DE M.P. Extracción Cantera . P . M e d r o d e e v o r P

Control Básico

Conformidad ad

NO

ControlComplementario

Rechazo NO

SI NO

Conformidad ad

Mezcla adLotes

SI

SI

Acopio

Control Básico

. P . M e d e t n e i l C

Conformidad ad

NO

ControlComplementario Rechazo

SI NO

Conformidad ad

Ajuste Pasta SI

Acopio Producción



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NIVELES DE INSPECCIÓN

Independientemente de quien lleve a cabo el control de aceptación la relación que existe entre la cantidad de material a inspeccionar o lote y el tamaño del apilamiento vendrá determinada por el nivel de inspección.

Niveles de inspección Reducida – Normal – Rigurosa (5-10)

(10-20)

(20-100)



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10


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. P NIVELES DE INSPECCIÓN . MCriterios de elección E D El nivel de inspección se establecerá en función de la O C relación existente entre el valor medio de un parámetro de I G calidad, M, su desviación estándar, S, y los límites de Ó L tolerancia, LT. O N 2 C M  xi xi E T M  ; S mx  L N N N  1 O R T Siendo: N X i son los valores puntuales del parámetro de calidad O C N el número de estos valores.







• •

 

Mínimo de 25 muestreos consecutivos. Normalmente, estos resultados se habrán obtenido como media de dos o más ensayos realizados sobre la misma muestra.


. P . M E Criterios de elección D O C  x  xi 2 I G  S mx Ó N  N  1 L O N C E T L O R T N O C



NIVELES DE INSPECCIÓN En caso de tomar una misma medida diez o más veces, el valor de la magnitud será el valor promedio de las medidas realizadas y el error será el error estándar entre las medidas



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32/

NIVELES DE INSPECCIÓN Los límites de tolerancia son los límites permisibles de una determinada propiedad. El límite de tolerancia de un parámetro de calidad es aquel valor por encima o debajo del cual (según sea un límite superior, LTs, o inferior, LTi,) el empleo de un material no permita el buen funcionamiento del proceso de fabricación o la calidad requerida en el producto final. Una vez calculadas M y S, y conocidos los límites de tolerancia (LT) se procederá de la siguiente manera: • Si para todas las propiedades [ 3S  (LT-M) / 2 ] se aplicará la

Inspección Reducida. • Si para alguna de las propiedades [ 3S  (LT-M) ] se aplicará la

Inspección Rigurosa. • En OTROS CASOS se aplicará la Inspección Normal PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


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EPN - ECUACERAMICA. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA. MODULO I . P . MCriterios de elección E D O C I ACTIVIDAD 2 G Realiza los Ó L cálculos para O N definir el nivel C E inspección de las T L arcillas. O R T N O C

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NIVELES DE INSPECCIÓN A


B

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. P NIVELES DE INSPECCIÓN . Criterios de modificación M E D • Paso de Inspección Rigurosa a Normal. La Inspección Rigurosa se pasará O a la Normal cuando durante 15 lotes consecutivos en ningún lote el valor C I de uno o varios de los parámetros de calidad se haya situado fuera del G intervalo de los límites de tolerancia. Ó L O • Paso de inspección Normal a Reducida. La Inspección Normal, se pasará N a la Reducida cuando durante 15 lotes consecutivos en ningún lote la C E variación de algún parámetro de calidad, respecto a la media, es superior T L a (LT-M)/2. O • Paso de Inspección Reducida a Normal. La Inspección Reducida se R T pasará a Normal cuando en 3 de 5 lotes consecutivos la variación de N O algún parámetro de calidad, con respecto al valor medio, sea superior a C (LT-M)/2. • Paso de Inspección Normal a Rigurosa. La Inspección Normal se pasará a

la Rigurosa cuando el valor de uno o varios de los parámetros de calidad se haya situado fuera del intervalo de los límites de tolerancia. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])

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. P NIVELES DE INSPECCIÓN . M E Criterios de modificación D O • Paso de Inspección Reducida a Rigurosa. Una vez establecida la C Inspección Reducida se pasará directamente a una Rigurosa cuando el I G valor de uno o varios de lo s parámetros de calidad se haya situado Ó L fuera de los límites de tolerancia. O N C • Cese de inspección. En el caso de que en 5 lotes consecutivos el valor E de uno o varios parámetros de ca lidad se hayan situado fuera del T L intervalo de los límites de tolerancia cesará el proceso de inspección O R establecido, quedando pendiente de las medidas necesarias para T mejorar la calidad del producto suministrado. N O C En todos los casos se tendrá en cuenta el parámetro de calidad más desfavorable . Cuando se modifique la composición industrial se deberán revisar los límites de tolerancia y comprobar que el tipo de inspección aplicado es el correcto. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


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. P NIVELES DE INSPECCIÓN . M E En general la periodicidad con la que se llevará a cabo el control D complementario será la siguiente: O C I • Si los sucesivos lotes de arcilla van aceptándose (son conformes), el control G complementario se realizará con la periodicidad que el técnico estime Ó L oportuna al objeto de caracterizar la arcilla. O• La muestra a analizar se obtendrá aplicando el procedimiento sobre el N volumen de material a caracterizar o aprovechando los sobrantes de los C E diferentes muestreos realizados para el control básico. T L • Si uno o varios de los parámetros de calidad determinados en el control básico O R no son conformes. En este caso el control complementario se realizará con la T periodicidad con la que se lleve a cabo el control básico. N O• Si la arcilla se encuentra fuera de control. En este caso se realizará el control C complementario sobre una muestra formada por varios lotes.

• Siempre que se trate de una capa distinta de la arcilla actual o una materia

prima nueva. En este caso la muestra a analizar se obtendrá a partir de un volumen de arcilla no inferior a 25 toneladas. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


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GRÁFICOS DE CONTROL Se utilizan para saber cuando las variaciones que se registran en los parámetros de calidad de una arcilla no rebasan el límite aceptable del azar Se trata de registros gráficos en los que se representa la evolución de las propiedades del material, con el tiempo y permiten, por tanto, conocer si las características de éste se mantienen “estables”


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. P GRÁFICOS DE CONTROL . M ELímites de tolerancia D El límite de tolerancia de un parámetro de calidad es aquel O C I valor por encima o debajo del cual (según sea un límite G superior, LTs, o inferior, LTi,) el empleo de un material no Ó L permita el buen funcionamiento del proceso de fabricación O N o la calidad requerida en el producto final. C E T L Los límites de tolerancia para cada parámetro de la calidad, O representados por dos líneas de trazo fino situadas a ambos R T lados del valor medio de la propiedad considerada, se N O fijarán de acuerdo con la razón y la experiencia, por lo que C

resultará de mucha utilidad consultar la memoria técnica de la empresa.



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. P GRÁFICOS DE CONTROL . M E Límites de control D Los límites de control estadístico (LC), que se representan O C I mediante dos líneas discontinuas, ayudan a juzgar el grado de G variación que se produce en un parámetro de calidad de una Ó L arcilla, siendo función de los valores puntuales de dicho O N parámetro. C E T L Los límites de control estadístico superior (LCs) e inferior (LCi) O se calculan: R T N O LCs = M + 3S C

LCi = M -3S

M y S son la media y desviación de los valores puntales


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. P GRÁFICOS DE CONTROL . M E Pasos D O • Para realizar la representación inicial se toman los resultados C correspondientes a un mínimo de 25 muestreos consecutivos. I G Normalmente, estos resultados se habrán obtenido como media de Ó L dos ensayos realizados sobre la misma muestra. A partir de estos O valores se calcula el valor medio, M, y la desviación estándar, S, de N C todos estos valores. E T Se calculan los lím ites de control estadístico superior e inferior (LC s • L O y LCi respectivamente) mediante las ecuaciones indicadas. R T • Se representan las gráficas, dibujando con líneas de diferente trazo N o color la media, los límites de control y los límites de tolerancia. O C • Se van añadiendo en e l gráfico de control los resultados de los sucesivos controles. Los datos se unen por medio de líneas rectas para obtener una ayuda visual. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])

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. P GRÁFICOS DE CONTROL . M E Utilización D O • Observación de puntos aislados C I G Ó Se determina la conformidad o no del lote L (La totalidad de los parámetros de calidad se encuentren O N dentro de los límites de control) C E T L • Presencia de pautas o tendencias O R Se detecta si la arcilla se encuentra o no bajo control T N (Aunque todos los puntos estén dentro de los O C límites marcados, es un indicio de que la arcilla

está cambiando)



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. P GRÁFICOS DE CONTROL . MUtilización E D Observación de puntos aislados O Se determina la conformidad o no del lote C I G Ó L O N C E T L O R T N O C


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. P GRÁFICOS DE CONTROL . M E Utilización D Presencia de pautas o tendencias O C Se detecta si la arcilla se encuentra o no bajo control I G Ó L O N C E T L O R T N O C



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GRÁFICOS DE CONTROL



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. P GRÁFICOS DE CONTROL . M E Utilización D Criterios a emplear para considerar que una arcilla O C I se halla fuera de control: G Ó L • Cuando 3 de 5 lotes consecutivos presenten uno o O N varios parámetros de calidad fuera del intervalo C E de los límites de control. T L O • Cuando 2 de 5 lotes consecutivos presenten una o R T varias de las características de la calidad fuera del N O intervalo de los límites de tolerancia. C

• Cuando en 6 lotes consecutivos los valores se

sitúen a un lado de la media, M. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


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MUESTRA LOTE Es la cantidad de materia prima sometida a inspección. Un lote podrá estar formado por una o más partidas o subpartidas, El tamaño dependerá de la variabilidad del material MUESTRA Es la porción del lote que se toma para su análisis, con el fin de estimar la calidad del mismo. Cantidad de material constituida por un número de unidades de muestreo comprendido entre 15-30.



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MUESTRA MUESTRA Deberá poseer, por lo general, un tamaño bastante superior a la cantidad de material necesaria para la ejecución de los ensayos en el laboratorio, pero al mismo tiempo, de tamaño no excesivo UNIDAD DE MUESTRA Porción de material con las siguientes características Cantidad: ≈ 250 g tomados en un punto del lote elegido al azar. Tamaño de los terrones: inferior a 5 cm.



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PREPARACIÓN DE MUESTRA • En función del tamaño y geometría del lote a muestrear • Para muestreo en el frente de extracción, tomar las unidades

de muestra de forma que se abarque la totalidad de la potencia o espesor de la capa • Eliminar la capa superficial del lote • Se tomaran distintas unidades de muestra, en distintos lugares

del lote y a distintas profundidades. • Controlar con la vista y/o el tacto que la humedad de la

muestra es adecuada para procesarla. • Para trituración, la humedad inferior a 10% • La muestra se debe secar a temperatura inferior a 110°C.


A O N D I N M E T A L N E O D C N Ó I C A T O L P X E

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Las pastas cerámicas deben ser compuestas de tal manera que convengan al proceso de preparación de sí mismas y convengan para la obtención del producto cocido, incluidas sus características; vitrificación, porosidad, coloración, resistencia mecánica, entre otras... Muchas de las propiedades de las arcillas dependen del tipo y proporción de los varios minerales que la componen, por lo que su identificación es de vital importancia en la determinación de su comportamiento tecnológico.



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El origen de los yacimientos minerales puede ser tan variado como lo son los procesos geológicos, lo que

implica la alta variabilidad en sus propiedades, originándose importantes cambios en la producción si no se realiza la homogeneización adecuada. Así el control del proceso de valoración y preparación de las pastas cerámicas debe tener un carácter preventivo, inmediato e histórico.



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A O PROCESOS GEOLÓGICOS N D I NOrigen M E T A L N E O Internos o Endógenos: (Tectonismo y vulcanismo) D C Tienen como origen el calor interno del planeta, N Ó considerándose de cierta manera constructivos, al ser los I C responsables directos de la formación del relieve. A T O L P Externos o Exógenos: (Sedimentación) X E Tienen lugar en la actuación de los agentes externos

(propios) que podemos palpar (atmósfera, agua, viento), teniendo como origen el calentamiento provocado por la radiación solar y en la fuer za de la gravedad.


A O N D I NOrigen M E T A L N E O D C N Ó I C A T O L P X E

PROCESOS GEOLÓGICOS


A O N D I N M E Origen T A L N E O D C N Ó I C A T O L P X E

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EPN - ECUACERAMICA. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA. MODULO I A O N D I NOrigen M E T A L N E O D C N Ó I C A T O L P X E




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PROCESOS GEOLÓGICOS SECCIÓN DE LA TIERRA

La composición media de todas las rocas ígneas hasta los 16 km de profundidad



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PROCESOS GEOLÓGICOS La composición media de todas las rocas ígneas hasta los 16 km de profundidad

SiO2 (sílice) Al2O3 (alúmina) Fe2O3 (óxido de hierro) CaO (óxido de calcio) Na2O (óxido de sodio) MgO (óxido de magnesio) K2O (óxido de potasio) H2O (agua) TiO2 (óxido de titanio) Varios



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EPN - ECUACERAMICA. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA. MODULO I A O N D I N M E T A L N E O D C N Ó I C A T O L P X E


Principales Minerales que componen la corteza terrestre



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A N I M A L E D N Ó I C A T O L P X E



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YACIMIENTOS

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YACIMIENTOS


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YACIMIENTOS


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YACIMIENTOS

Depósitos fluviales

Depósitoslacustres



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A N I M A L E D N Ó I C A T O L P X E







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YACIMIENTOS

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YACIMIENTOS

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YACIMIENTOS



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YACIMIENTOS



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YACIMIENTOS ARCILLOSOS CLASIFICACIÓN DE SEDIMENTOS

Depósitosfluviales

Depósitoslacustres



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YACIMIENTOS ARCILLOSOS CLASIFICACIÓN DE SEDIMENTOS


S O O D I S N O E L L T I N C R O C A S E L A R E N I M

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Formas esenciales de texturas en los suelos Textura Arenoso (50µm<Ø <2000µm)

Características

El mineral arcillo sos contiene bastante sedimento y p ar tí c ul as f in as p ar a m os t ra rs e p eg aj os o y s e l e puededarla formade unabola fácilde partirendos.

Franco Limoso

Similar a la anterio r, pero al mineral arcillo so se le puededarforma deun cilindropequeñoy corto

Limoso

Contienecasi lamisma cantidadde arena,sedimento y arcill a. Puedemanipularse hastaformar un cilindro de6 pulg adasde largoquese rompealdoblarlo.

(2µm<Ø<50µm)

Presentación

El mineral arcillo so permanece flojo y separado, y solopuedejuntarsedándoleformade pirámid e

FrancoArenoso

Limoso Arcilloso

S im i a l r a l a a nt e ri or , s i n e mb ar go e st e s e p ue de doblarhastadarle unaformade U, sinforzarloy sin quese rompa.

Arcilloso Limoso

S e l e p ue de d ar l a f or ma d e a ni l o p er o m ue st ra algunas grietas.

Arcilloso

S e l e p ue de d ar l a f o r ma d e a n i l o s i n q ue m ue st r e grietas.

(Ø<2µm)


S O O D I S N O E L L T I N C R O C A S E L A R E N I M

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Combinación granulométrica para pastas



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S O LAS ARCILLAS O D I ¿Que entendemos por arcillas? S N O E L L T I  Desde el punto de vista mineralógico, engloba a un grupo de minerales, N C filosilicatos en su mayor parte, c uyas propiedades físico-químicas R O dependen de su estructura y de su tamaño de grano, muy fino, inferior C A S a 2 micrones. E L  Desde el punto de vista petrológico la arcilla es una roca sedimentaria, A con características bien definidas. R E  Para un sedimentólogo, arcilla es un término granulométrico, que N I abarca los sedimentos con tamaño de grano inferior a micrones. M  Desde el punto de vista económico las arcillas son un grupo de minerales de explotación industrial, con diferentes características mineralógicas, propiedades tecnológicas y aplicaciones.  Para un ceramista una arcilla es una materia prima plástica natural que cuando se mezcla con agua en la cantidad adecuada se convierte en una pasta plástica, la cual al someterse a un proceso de conformado, secado y posterior cocción adquiere las propiedades estructurales y tecnológicas de uso. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])

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S LAS ARCILLAS A C I T Arcillas  Coexisten con los desgrasantes S Á L Desgrasantes : Arena, micas, feldespatos, cenizas, caliza, P S esquistos, ignofósiles, conchas de caracol, chamota (arcilla A pre-sinterizada) M I R P Tamaño mayor: Muy poca plasticidad, facilidad de secado S (permeabilidad mayor), menor contracción de secado, mayor A I consistencia, otra distribución de velocidades en extrusión, R E cambio de cantidad necesaria de agua (a menudo menor) T A M Posibles Efectos benéficos: Secado mejorado, mejor cocción Posibles Efectos adversos: Textura más gruesa, desgaste equipos, defectos de cocción (estallido de Cal, eflorescencias)


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S LAS ARCILLAS A C I Arcillas  Coexisten con diversos minerales T S Á L P Familias de arcilla: caolin < ilita < montmorillonita S A M Diferentes cantidades de agua entre micelas I R P PLASTICIDAD : S A I CAPACIDAD DE DEFORMARSE R E de manera permanente SIN ROMPERSE T A M Agua : lubricante entre micelas mientras más agua,

más lubricación y facil idad de movimie nto y deformación.

Las

arcillas más plásticas requieren de poca agua para ser deformables.

Las

partículas gruesas no son plásticas (“desgrasantes”)



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EPN - ECUACERAMICA. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA. MODULO I S A C I T Arcillas  Tamaño de partículas S Á L P S A M I R P S A I R E T A M

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ARCILLAS = MICELAS (MUY FINAS) PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])

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S LAS ARCILLAS A C I T Arcillas  Tamaño de partículas (Superficie específica) S Á L P S A M I R P S A I R E T A M


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S LAS ARCILLAS A C I Arcillas  Tamaño de partículas (Representación Cumulativa) T S Á L P S A M I R P S A I R E T A M



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EPN - ECUACERAMICA. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA. MODULO I S A C I T Arcillas  Efectos sobre el secado S Á L P S A M I R P S A I R E T A M


S A C I T Arcillas  Efectos sobre la cocción S Á L P S A M I R P S A I R E T A M

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… pero la química de las arcillas y otras materias presentes viene a “complicar” esta regla … PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])

S A C I Arcillas  Química de las arcillas T S Á L P S A M I R P S A I R E T A M



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S LAS ARCILLAS A C I Arcillas  Composición Química influye en la cocción T S Á L Diversos óxidos están incluidos en las capas de las micelas y en las partículas P gruesas, e influyen en el comportamiento a la quema S A (facilitan o dificultan la sinterización) (tetraedros de SiO y octaedros de Al2O3, y algunos otros átomos insertados M 2 I R (Potasio (K), Sodio (Na), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Hierro (Fe), Titanio (Ti)) P S - Otros elementos están presentes, pero se volatilizarán durante la cocción A I  desprendimiento de gases que pueden dañar la pieza, R E y a veces alterar la sinterización T A (vapor de agua (libre o enlazado), carbonatos (de orgánicos o de cal), otros) M

Óxidos de Si y Al : base de la arcilla refractariedad (difícil de sinterizar)

Más SiO2 puede significar otra familia de arcilla, o presencia de desgrasante rico en SiO2


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S LAS ARCILLAS A C I T Arcillas  Composición Química influye en la cocción S Á L P S A M I R P S A I R E T A M


S A C I T Arcillas  Terrazas de homogeneización S Á L P S A M I R P S A I R E T A M



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EPN - ECUACERAMICA. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA. MODULO I S A C I Arcillas  Terrazas de homogeneización T S Á L P S A M I R P S A I R E T A M


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LAS ARCILLAS Elementos (%) Roca Ignea

Europa 1

SiO2

59,14

6 1,88

65, 28

Al2O3

15,34

17,43

15,6

 





 

Europa 2

Se reduce el porcentaje de humedad de moldeo y la contracción de secado. Disminuye la resistencia mecánica en seco, lo cual significa que aumenta la porosidad de la pieza seca, acelerándose el proceso de secado. En cocción se produce un descenso de la contracción de cocción como consecuencia de la expansión del cuarzo y del aumento de la refractariedad de la mezcla. Disminuye el porcentaje de pérdida de peso en cocción, lo cual en una arcilla libre de carbonatos significa menor agua de cristalización y más baja concentración en minerales arcillosos. Aumenta la porosidad de la pieza cocida disminuyendo su densidad y resistencia mecánica. Mejora la resistencia al impacto.


S A Elementos (%) C I T SiO2 S Á Al2O3 L P S A M I R P S A I R E T A M

Roca Ignea

Europa 1

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Europa 2

59,14

6 1, 88

65,28

15,34

17,43

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El incremento en SiO 2 de Eu-2 respecto a Eu-1 sensible aumento de la dilatación entre temperatura ambiente y los 600°C, (más) de la contracción experimentada por el material cocido en el mismo intervalo de temperaturas durante el enfriamiento. Cuanto más alta sea la dilatación de precalentamiento o la contracción de enfriamiento, mayor será el peligro de roturas de precalentamiento y enfriamiento. En cambio, la contracción que tiene lugar a partir de los 800°C como consecuencia del inicio del proceso de vitrificación de la pieza, se presenta menos desarrollada en la muestra M-2, por lo cual el peligro de que aparezcan roturas de cocción es menor en esta arcilla. Las piezas cocidas contendrán un porcentaje más bajo de fase vítrea (refractariedad de la sílice), por lo que serán más resistentes al impacto.



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S LAS ARCILLAS A C I T Las arcillas son filosilicatos con estructura de capas y S Á básicamente están compuestas por silicatos de alúmina L P hidratados. S A La estructura cristalina de las arcillas comunes esta M I basada en la combinación de una capa (Si2O5)n de R tetraedros de SiO 4 unidos en los vértices con una capa P AlO(OH)2 de alúmina octaédrica. S A I R E Tetraedro de SiO4 T A M •

•


S A C I T Estructuras cristalinas minerales S Á L P S A M I R P S A I R E T A M


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S LAS ARCILLAS A C I T S Atendiendo a su formación existen dos tipos de arcillas: Á L • Las arcillas primarias se hallan en los lugares en los que se P encuentran las rocas de las que proceden. Siendo sus S A principales características las de ser: de color blanco o tirando M I al gris, poco plásticas y muypuras. R P S • Las arcillas secundarias son las que se han formado a lo largo A I de los años separándose de las rocas de origen y R E sedimentándose, en ocasiones a unas distancias T A considerables. Sus características principales son: tienen M colores muy diversos, según su composición, desde el rojo al

negro, pasando por el amarillo y el gris. Estas, resultan muy plásticas por lo que resultan fáciles de trabajar. También se les conoce con el nombrede arcillas magras. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


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S LAS ARCILLAS A C I T Las arcillas naturales están formadas esencialmente por los S Á siguientes componentes: L P • Minerales de la arcilla propiamente dichos, de composición muy S variable, que incluyen sustituciones reticulares de io nes que son A propios de la red cristalina e incluso de iones extraños a la misma. M I R • Sílice libre, que en la mayoría de las arcillas es cuarzo cristalino de P tamaño de partícula grande, casi siempre superior a las 10 µm S A I • Carbonatos en diversos grados de dispersión, que abarcan desde el R tamaño de partícula ultrafino hasta la presencia de concreciones E T nodulares en las canteras. A M • Feldespatos, principalmente, alcalinos y alcalinotérreos. • Micas no hidratadas, tales como la moscovita y la biotita. • Compuestos de hierro y titanio, en forma de óxidos o hidratos. • Sales solubles, producto de la combinación de Na 2O y K2O. • Materia orgánica y residuos carbonosos. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])

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S LAS ARCILLAS A C I Las arcillas naturales están formadas químicamente por los T S siguientes óxidos: Á L P • % SiO : Su valor es indicativo del porcentaje de sílice libre o cuarzo 2 S A que posee la muestra. Sin embargo, no se deben comparar arcillas de diferente naturaleza, ya que la sílice también se presenta en los M I minerales arcillosos y los feldespatos. R P • % Al 2O3: Normalmente su valor está íntimamente relacionado con S la proporción de mineral arc illoso y feldespato. A I R • %CaO: Se encuentra normalmente en forma de carbonatos E alcalinotérreos (calcita y dolomita). T A • % MgO: Se asocia este oxido con la presencia de dolomita y clorita. M • % K 2O: Indica la presencia de illita, mica o feldespato potásico. • % Na2O: Indica la presencia de feldespato sódico. • Pérdidas al fuego: Normalmente se deben a la descomposición de los minerales arcillosos y los carbonatos, y en menor medida a la combustión de materia orgánica. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])

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S LAS ARCILLAS A C I T Clasificación S Á De acuerdo a las propiedades y uso las arcillas empleadas en la L P S industria cerámica se pueden dividiren tres grandes grupos: A M I • Caolines o China Clays: Son arc illas que c uec en de col or blanc o o R crema, y cuya composición se aproxima a la de la caolinita. Se obtienen P S trasun proceso de beneficio de la roca de caolín (caolínbruto). A I R • Arcillas de cocción blanca: Son arcillas con una baja proporción de E T óxidosde hierro (< 3% en peso) y, generalmente, con un alto contenido A M de caolinita. • Arcillas de cocción roja Son arcillas, generalmente illitico-caoliníticas

con una proporción media o alta de óxidos de hierro, normalmente superior al 3% en peso. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


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EPN - ECUACERAMICA. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA. MODULO I S A C I T S • Á L P S A M I R P S A I R E • T A M

CAOLÍN El caolín es una roca blanca o ligeramente coloreada, en general con más de 15% (en peso) de material arcilloso (mineral caolinítica), derivado de la alteración de minerales petrográficos. Otros minerales presentes en el caolín son la nacrita, dickita, halloysita, etc. Al conjunto de los minerales del caolín se les denomina comúnmente familia de las kanditas. El caolín utilizado por la industria es un material obtenido a partir del beneficio del caolín bruto o roca de caolín recién extraída. Debe presentar un tamaño de grano máximo de 20 m, (ocasionalmente hasta 50 ó 60 µm), y ser blanco después de su cocción a 1400°C.


S A C I T S Á • L P S A M I R P S • A I R E T A M

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CAOLÍN Recién extraídos, los caolines son silíceos, con elevado contenido en impurezas (compuestos de hierro, manganeso, materia orgánica, etc.) Después de ser beneficiado la composición química puede aproximarse a la de la caolinita (% de caolinita > 80%). Los minerales que habitualmente se encuentran en el caolín bruto son: caolinita, cuarzo, feldespatos y micas. Otros componentes son los óxidos de titanio (anatasa, rutilo, etc.), óxidos e hidróxidos de hierro trivalente (hematita, goetita, limonita, etc.), siderita, pirita, marcasita, ilmenita, magnetita, espinela, biotita, fluorita, etc. En algunos caolines se presentan hidróxidos de aluminio (gibbsita, boehmita) que aumentan el contenido en alúmina.


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S CAOLÍN A C I T S Á L P S A M I R P S A I R E T El caolín lavado presenta un elevado contenido en kanditas, A M fundamentalmente caolinita, junto con pequeñas cantidades de cuarzo, feldespatos, micas y óxid os de hierro. Así mismo, es frecuente encontrar en el producto lavado industrialmente una mezcla de minerales arcillosos de los denominados de tres capas tales como illita, inter estratificados de illitamontmorillonita y, en pequeñas proporciones, montmorillonita.



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CAOLÍN

Las impurezas existentes en los caolines modificarán su composición química: • El cuarzo aumentará el SiO2. • Las micas incrementarán el K2O,Na2O,Fe2O3 y elMgO. • Las montmorillonitas incrementarán los óxidos alcalinotérreos y Fe2O3 • Los feldespatos incrementarán fundamentalmente los óxidos alcalinos. • La presenciade piritas y óxid os de hierroaumentarán el Fe2O3 • Las impurezas disminuyen los porcentajes de AI2O3 y pérdida por calcinación.


S A C I T S Á L P • S A M I R P S A I R E T A M•

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CAOLÍN USO EN LA FABRICACIÓN DE BALDOSAS CERÁMICAS

El caolín tiene dos propiedades fundamentales que condicionan su uso en la industria cerámica. 

Su blancura en cocido, porlo quees utilizado en la cerámica de cocción blanca.

•

Su refractariedad, de ahí su empleo para la fabricación de refractarios. E n ca so d e se r n ec es ari o, s e u sa n p ara d is mi nu ir su co efic ien te d e dilatación.

En el subsector de pavimentos y revestimientos cerámicas, el caolín es añadido en proporciones no muy altas (5-20% en peso), principalmente, a las pastas destinadas a la fabricación de revestimiento poroso de cocción blanca y de gres porcelánico.


S A C I T • S Á L P S A M I R P S A I • R E T A M

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ARCILLAS DE COCCIÓN BLANCA Arcilla sedimentaria de elevada plasticidad cuyo color después de la cocción es blanco. Están constituidas fundamentalmente por caolinita, micas (illita y montmorillonita) y cuarzo. La caolinita de estas arcillas tiene generalmente un retículo cristalino desordenado con tamaños de partícula extremadamente finos. Los colores oscuros de estas arcillas son debidos a la presencia de materia orgánica, la cual puede encontrarse en fragmentos de lignito (hasta 16% en peso), el cual puede oxidarse durante la cocción fácilmente.

Estas arcillas son utilizadas principalmente por la industria de pavimentos y revestimientos cerámicas, bien sea para la fabricación del soporte o del engobe. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


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S ARCILLAS DE COCCIÓN BLANCA A C I T S • De acuerdo con las características químicas, físicas, Á L mineralógicas o genéticas que presentan, se puedendividir en: P S ARCILLAS BALL CLAY - ARCILLAS FIRE CLAY - ARCILLAS FLINT CLAY A M I R P S A I R E T A M


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S ARCILLAS BALL CLAY A C I T S Á • Son arcillas con una baja proporción de óxidos de hierro («3% L P en peso), generalmente con un alto contenido de mineral tipo S A caolinita, illita o montmorillonita. La presencia de cuarzo y M I mica es común y no es conveniente la existencia de pirita, R P yeso y siderita. S A • Se utilizan en la industria cerámica para la fabricación de I R E cerámica decorativa, cerámica técnica y sanitaria, porcelana T A sanitaria, aisladores de porcelana y en la producción de M

baldosas (pavimentos y revestimientos), bien sea para la fabricación del soporte o del engobe.


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S ARCILLAS BALL CLAY A C I T Composición mineralógica de arcillas tipo Ball Clay (% en peso) S Á L P S A M I R P S A I Tamaños de partículas de arcillas tipo Ball Clay (% en peso) R E T A M



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S ARCILLAS FIRE CLAY A C I T S • Arcilla con bajos porcentajes de óxidos e hidróxidos de hierro, Á L magnesio y álcalis, soportar temperaturas superiores a 1500°C. P S Compuestas básicamente por caolinita, contienen otras rocas, A como diásporo, pedernal y pizarras, y arcillas bauxiticas. M I R P • Son arcillas plásticas y, en algunos casos, la presencia de mineral S montmorillonítico aumenta enormemente esta propiedad. Su A I R comportamiento durante la cocción es muy refractario debido al E T carácter caolinítico delmineral y a la ausenciade alcalinos. A M • A excepción de algunas arcillas francesas con elevada plasticidad

que se pueden catalogar como Ball Clays, su utilidad para la fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos es muy reducida. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])

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S ARCILLAS FLINT CLAY A C I T S Á L P • Las arcillas denominadas Flint Clays son materiales duros y S compactos de fractura concoidea. Están compuestas de A M caolinita relativamente ordenada con bajos contenidos en I R hierro y en otros materiales fundentes. Son arcillas muy P S abrasivas y están altamente cualificadas como materias primas A I R para refractarios. E T A • Actualmente, estas arcillas son destinadas a la producción de M chamota. Es pues un material caolinítico exclusivo para la

industriacerámica refractaria con excelente calidad.


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S ARCILLAS DE COCCIÓN ROJA A C I T S Á • Son arcillas, generalmente, illítico-caoliníticas con una L P proporción media o alta de óxidos de hierro, normalmente S A superior al 3% (enpeso). M I • Se utilizan en la industria cerámica, principalmente en la R P fabricación de ladrillos-tejas y en pavimentos-revestimientos. S A I Las arcillas del primer grupo, al consumirse en una industria R E que no requiere demasiadas exigencias de calidad, suelen T A contener impurezas (carbón, yeso, carbonatos, etc.). En el M

segundo grupo existen varios tipos de arcillas de interés, que se pueden dividir, de acuerdo con su comportamiento durante la cocción, en Refractarias y Fundentes.



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ARCILLAS REFRACTARIAS

• Las características de este tipo de arcillas son análogas a

las de arcillas de color blanco Ball Clays. Las diferencias fundamentales se encuentran, lógicamente, e n el contenido en óxidos de hierro y titanio, lo que les confiere una coloración rojo-anaranjada en cocido.


S A C I • T S Á L P S A • M I R P S A I R E T A M•

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ARCILLAS FUNDENTES Estas arcillas se consumen, principalmente, en la fabricación de pavimentos gresificados ya que sonaptasparalos ciclosde cocción rápidos utilizados. Su color en crudo suele ser marrón o marrón-amarillento a causa de los carbonatos y el cuarzo, marrón azulado debido a la presencia de materia orgánica. Debido a su baja expansió n térmica , es un a arcilla qu e habitu almente se emplea en l a fabricación de baldosas de revestimiento poroso, aunque la presencia de materia orgánica puede condicionar en ocasiones su empleo en ciclos rápidos de cocción. Utilizadas en la fabricación de baldosas de revestimiento poroso. Los estratos de arcilla, de origen sedimentario, se alternan con capas de arenas. El principal problema de esta arcilla es la variabilidad en el contenido en cuarzo, que afecta directamente a su plasticidad y coeficiente de dilatación.


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En pastas para fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos actúan como desgrasantes de la composición, reduciendo su plasticidad y facilitando la defloculación.

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En función de la forma y tamaño de las partículas, de mayor tamaño que las de arci lla, e n la pieza cruda: Mejoran el empaquetamiento, aumentan el tamaño de poro y, por tanto la permeabilidad de la pieza, facilitando el secado y la desgasificación durante el precalentamiento.



Se pueden dividir en los siguientes grupos: Feldespatos y Feldespatoides, Sílices, Carbonatos y Talcos.



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S FELDESPATOS Y FELDESPATOIDES A C I T • Grupo mineralógico más abundante en la corteza terrestre, S Á constituyendo más del 50% de muchas rocas, en las que aparecen L P mezclados principalmente con cuarzo y a menudo con micas. Sin O embargo, a pesar de su abundancia, solamente se benefician a N S partir de un número bastante limitado de formaciones rocosas. A M I • Son aluminosi licatos d e Na , Ca , K y Ba, con distintos tipos de R soluciones sólidas y diversos grados de ordenamiento, cuyos P S términos extremos son: Albita (NaAISi3O8), Anortita (CaAI2Si2O8), A I Ortoclasa (KAISi3O8) y Celsiana (BaAI2Si2O8). R E T En la terminología comercial existe cierto grado de confusión al A definir las materias primas feldespáticas, ya que en el término M feldespato se incluyen desde sustancias con pureza mineralógica muy elevada hasta mezclas de feldespatos con notables cantidades de cuarzo y otros minerales. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


FELDESPATOS Y FELDESPATOIDES La serie comprendida entre el feldespato Ortoclasa y el Albita, engloba los feldespatos alcalinos, son los que presentan mayor interés para la fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos.



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FELDESPATOS Y FELDESPATOIDES Efecto que ejerce en la contracción en el intervalo de cocción la adición de feldespato sódico o potásico en la mezcla de arcillas



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FELDESPATOS Y FELDESPATOIDES Composición feldespatos utilizados en (% en peso)


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FELDESPATOS Y FELDESPATOIDES Para la fabricación de pavimentos gresificados de «pasta blanca» se emplean feldespatos sódicos y sódico-potásicos. Es interesante que la proporción de alcalinos de estos sea elevada a objeto de proporcionar a la composición un mayor grado de fundencia. Por el contrario, es indeseable la presencia de compuestos colorantes (hierro y titanio) o de impurezas que descompongan a temperatura elevada (próxima a la de impermeabilización del vidriado). Para fabricar gres porcelánico, se emplean indistintamente feldespatos sódicos, potásicos y sódico-potásicos, pero con un contenido en impurezas inferior al de los anteriores (0.5% en peso valor máximo). Uno de los problemas que pueden causar es el desarrollo de burbujas en los materiales fundidos, debido al aumento que originan en la porosidad interna de la pieza.



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FELDESPATOS Y FELDESPATOIDES



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S SÍLICES A C I T • Los minerales cuya composición química contiene únicamente S Á silicio como catión, SiO2, se denominan genéricamente sílice. L P Se presenta en la naturaleza bajo múltiples formas O mineralógicas entre las que destaca el cuarzo, que es uno de N S los minerales más abundantes de la corteza terrestre. A • La proporción de sílice utilizada por la industria cerámica no M I R sobrepasa el 3% y, de este porcentaje, el 90-95% proviene de P S los lavaderos de caolín. En ocasiones, el producto obtenido A I pre se nta una c ier ta proporció n de felde sp ato po tá si co R E (normalmente inferior al 15%) denominándose entonces arena T A feldespática. M • El cuarzo está presente en la mayor parte de las pa stas empleadas en cerámica, ya sea introducido con las arcillas naturales o comomateria prima separada. PROGRAMA DE CAPACITACIÓN TÉCNICA CERÁMICA EN TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE BALDOSAS MÓDULO I:Inducción a los Procesos de Fabricación de Baldosas Cerámicas EPN-ECUACERÁMICAENERO2016. Dr.RafaelUribe ([email protected])


SÍLICES En general, la introducción de sílice libre en mezclas de materias primas arcillosas origina:  Una reducción de la plasticidad  Una disminución de la contracción de secado y de cocción  Un aumento    

de la permeabilidad y, normalmente, de la compacidad (siempre que no haya una carencia de partículas finas) Una disminución del tiempo de secado Una disminución, normalmente, de la resistencia mecánica en seco y cocido Un aumento de la refractariedad en muchos casos Un aumento, por lo general, del coeficiente de dilatación



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SÍLICES Efecto de la adición de diferentes proporciones de cuarzo a una mezcla de arcillas sin carbonatos



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SÍLICES El tamaño de partícula de la sílice es una característica de este material de enorme importancia. • Cuando el tamaño es muy pequeño, la sílice puede fundir y

reaccionar con el resto de constituyentes debido a la formación de eutécticos. Los vidrios obtenidos de este modo presentan muy bajo coeficiente de dilatación, aumentando la resistencia al choque térmicodel producto cocido. • Cuando la sílice es de tamaño grueso muestra escasa

reactividad, actuando como un material refractario. Como c onsecuenc ia de este hec ho, l a pieza coc ida presenta un elevado coeficiente de dilatación y, por lo tanto, una menor resistencia al choque térmico.



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SÍLICES



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CARBONATOS El carbonato cálcico (calcita) y el carbonato cálcico magnésico (dolomita), son los constituyentes principales de las rocas sedimentarias carbonatadas llamadas respectivamente calizas y dolomías. En presencia del ión hidrógeno, el radical carbonato se vuelve inestable y se descompone, dando dióxido de carbono y agua según la reacción 2H+ + CO32 - → H2O + CO 2 Esta inestabilidad es la causa de la conocida efervescencia con los áci dos, ensayo ta n e mple ado para el aná lisis c ual itati vo y cuantitativo de estos minerales.



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CARBONATOS Efecto que produce la adición de carbonatos a una mezcla de arcillas.



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CARBONATOS La adición de carbonatos alcalinotérreos a una pasta: • Ejerce una acción blanqueante sobre los productos cocidos,

disminuyendo al mismo tiempo su expansión por humedad. • Confieren a las piezas obtenidas a partir de pastas calcáreas una

porosidad y coeficiente de dilatación elevados, y un intervalo de cocción amplio. • A temperaturas superiores 1100°C tiene lugar un fuerte desarrollo

de una fase vítrea de baja viscosidad que provoca la deformación instantánea de la pieza. • Con la disminución del tamaño de partícula se reduce la

temperatura de descomposición de los carbonatos y aumenta su reactividad.



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CARBONATOS Es un m inera l de tac to sua ve , bla ndo (dureza 1 e sc ala de Mohs), hojoso o compacto y cuya coloración puede variar de blanco grisáceo a verde pálido y rosado. El contenido en metales pesados y en impurezas (clorita, materia orgánica y tremolita) son la causa de las diferentes coloraciones. La proporción de estas impurezas restringe con frecuencia las a plic ac iones del talc o y, por tanto, i nfl uye no table me nte en su comercialización. El talco es empleado para aumentar la fundencia de las composiciones empleadas en la fabricación de pavimento gresificado de pasta blanca, en proporciones de hasta un 8%. En las pastas empleadas en la fabricación de revestimiento poroso la adiciónde talco aumenta el coeficiente de dilatación, al mismo tiempo que disminuye la expansión por humedad del producto cocido.



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2 Ecuaceramica Baldosas Modulo i Materias Primas

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