ARCILLAS INDUSTRIALES Hoy en día las arcillas comerciales, aquellas que sirven como materia prima industrial fguran entre los recursos minerales más importantes, tanto por el volumen explotado como por el valor de la producción. Un 90 % de la producción se dedica, preerentemente a la a!ricación de materiales de construcción y agregados. agregados. "ólo un #0 % se dedica a otras industrias $a!ricación de papel, cauco, pinturas, a!sor!entes, decolorantes, arenas de moldeo, productos químicos y armac&uticos, agricultura, etc.' (n general al primer tipo $las que se utili)an en construcción' se las denomina arcillas cerámicas, arcillas para la construcción o arcillas comunes, comunes, son arcillas compuestas por dos o más minerales de la arcilla, generalmente ilita y esmectita, con importantes cantidades de otros minerales que no son flosilicatos $car!onatos, cuar)o...'. cuar)o...'. "e utili)an para la a!ricación de materiales de construcción y agregados. *l segundo tipo se las denomina arcillas especiales, especiales , son arcillas constituidas undamentalmente por un sólo tipo de mineral de la arcilla, y sus propiedades dependen esencialmente de las características de ese mineral. (stas, a pesar de ser muco menos importantes en volumen, suponen más del +0 % del valor de las arcillas comerciales, y son o!eto de comercio internacional. -as arcillas especiales se pueden dividir en caolines y arcillas caoliníeras, !entonitas, sepiolita y paligorsita/ •
Caolines y arcillas caoliníferas Un caolín es una roca que contiene una cierta proporción de minerales del grupo de caolín, que puede ser económicamente extraída extraída y concentrada. concentrada. "e trata, generalmente, de una arcosa o arena caolíniera, granito o gneis caoliniti)ado, que es necesario procesar para enriquecer en minerales del grupo del caolín. -a arcilla caoliníera es tam!i&n un caolín en sentido amplio. gualmente, se trata de una arcilla compuesta, undamentalmente, de minerales del grupo del caolín. (sta no se procesa, se usa tal cual, e inicialmente los porcentaes porcentaes en minerales del grupo del caolín son más altos que en el caolín $120%'. 3uando el caolín se usa para cerámica !lanca reci!e la denominación de 3ina 3lay. (l caolín, tal como se o!tiene en una explotación explotación mineral $caolín !ruto4todo uno' posee un contenido varia!le de caolinita y4o alloysita que, a veces no llega al 50 %, además suele tener cuar)o, eldespatos, micas, y, dependiendo de la roca madre otro tipo de minerales accesorios. 6ara concentrar el mineral es preciso someterlo a dierentes procesos que eleven el contenido en flosilicatos por encima del 70 %. (l producto fnal, generalmente, reci!e el nom!re de caolín lavado. 3omo la caolinita tiene un tama8o de partícula muy peque8o, el lavado de las racciones groseras conduce a un material con alto contenido en caolinita. (s evidente que cuanto mayor sea el contenido en racciones fnas del caolín !ruto, mayor será tam!i&n el porcentae en caolinita. Un
caolín comercial de alta calidad apenas de!erá tener partículas superiores a los 50 µm, lo que garanti)aría una rique)a en caolinita superior al 70%. tro t&rmino utili)ado para arcillas especiales, con un induda!le signifcado industrial, es el de arcillas reractarias/ *rcillas caoliníeras utili)adas para la a!ricación de materiales cerámicos reractarios. :entro de este grupo pueden incluirse las denominadas !all;clays, o arcillas caoliníeras plásticas y dispersa!les en agua, que son grises o negras pero que cuecen !lanco. "on los materiales más interesantes para la a!ricación de cerámica !lanca de gran calidad. -as fre;clays o arcillas reractarias propiamente dicas, suelen tener óxidos de ierro, lo que ace que no cue)an !lanco. -as onsteins $Underclays', son muy similares a las
Bentonitas Una !entonita es una roca compuesta esencialmente por minerales del grupo de las esmectitas, independientemente de cualquier connotación gen&tica. -os criterios de clasifcación utili)ados por la industria se !asan en su comportamiento y propiedades fsico;químicas? así la clasifcación industrial más aceptada esta!lece tipos de !entonitas en unción de su capacidad de incamiento en agua/
@entonitas altamente inca!les o sódicas. @entonitas poco inca!les o cálcicas. @entonitas moderadamente inca!les o intermedias.
(l t&rmino ullerAeart, tam!i&n conocidas en espa8ol como tierras de !atán, los ingleses lo usan para denominar a arcillas constituidas undamentalmente por montmorillonita con 3a como catión de cam!io, mientras que los americanos se lo dan a arcillas paligorsíticas. * las !entonitas cálcicas que los ingleses denominan ullerAeart los americanos las llaman !entonitas no inca!les. Tratamientos destinados a mejorar la calidad de las bentonitas: (n ocasiones se procede a someter a las !entonitas a procesos ísicos y químicos que tienen por o!eto potenciar algunas de sus propiedades para determinadas aplicaciones industriales. :esde el punto de vista industrial tienen gran importancia los procesos destinados !ien a modifcar las propiedades de superfcie del mineral mediante tratamientos de distinta natuale)a $tratamiento ácido, t&rmico, o de pilari)ación' o !ien a modifcar el quimismo del espacio interlaminar. (l tratamiento ácido produce la destrucción del mineral por disolución de la capa octa&drica, generando silice amora procedente de la capa tetra&drica lo cual conlleva un considera!le incremento de la superfcie específca. *sí mismo, aumentan la capacidad de intercam!io iónico y l a actividad catalítica. -as variaciones en el tipo de arcilla $granulometría y
mineralogía' y en el tipo y grado de acidulación $tipo de ácido, temperatura, tiempo de contacto, proporción de arcilla, etc.' darán lugar a dierentes productos con diversas propiedades. gualmente, se puede eectuar una activación sódica, so!re !entonitas cálcicas, tratándolas con car!onato cálcico, para o!tener !entonitas sódicas. Borteam&rica, (uropa y Capón son los principales productores de !entonitas activadas. "i los cationes de cam!io inorgánicos de una esmectita son sustituidos por cationes orgánicos de cadena larga tipo compuestos tetraamonio o alilamina, a esta arcilla se la denomina arcilla organoílica. -as arcillas naturales son organoó!icas? sin em!argo, cuando son modifcadas orgánicamente presentan afnidad por las mol&culas orgánicas? por ello tienen importantes aplicaciones como adsor!entes de residuos orgánicos. *demás son idroó!icas, adecuadas para su empleo en la a!ricación de pinturas, como gelifcantes de líquidos orgánicos, en lu!ricantes, etc. (l uso de la ectorita como !ase para las arcillas organoílicas está muy extendido, ya que esta esmectita da un producto de alto poder gelifcante en sistemas altamente polari)ados. (n #9+0 comen)ó a uncionar por primera ve) en Houston $>exas' una planta de a!ricación de montmorillonita sint&tica. "e trata, en realidad, de un interestratifcado al a)ar ilita4montmorillonita. (l material se vende para catálisis en cracing, idrogenación4desidrogenación, y como componente en catali)adores idrotratantes. 6osee un área superfcial de ##0;#D0 m 54g, y una capacidad de cam!io entre #20 y #D0 meg4g. >am!i&n se a!rica ectorita sint&tica en el Eeino Unido, que se comerciali)a con el nom!re de -aponita. (s, evidentemente, más pura que el material natural y se destina a los mismos usos que l a !entonita sint&tica. •
Paligorskita-Sepiolita -as sepiolitas y paligorsitas son arcillas con un contenido en dicos minerales superior al 20 %. "on minerales con á!ito f!roso con una enorme área superfcial de!ida tanto al peque8o tama8o de partícula como la porosidad estructural que presenta su estructura. -a superfcie específca teórica se calcula alrededor de los 900 m 54g, aunque la superfcie accesi!le es muy inerior. "u peculiar estructura les confere una serie de propiedades, entre ellas las de ormar suspensiones poco aectadas por la concentración iónica y una enorme capacidad sorcitiva, por lo que son poderosos decolorantes y a!sor!entes. >am!i&n tienen propiedades reológicas, son capaces de ormar geles y suspensiones esta!les de alta viscosidad a !aas concentraciones de sólido. *l igual que las esmectitas, son suscepti!les de ser activadas mediante tratamientos t&rmicos y ácidos.
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Otros tipos de arcillas especiales
>am!i&n pueden considerarse arcillas especiales las alloysitas, compuestas undamentalmente por alloysita, mineral del grupo del caolín y las ectoritas, compuestas por ectorita $una esmectita', -as arcillas alloysiticas tam!i&n pueden considerarse caolines, y las ectoritas un tipo de !entonitas. *m!os tipos son muy escasos en el mundo. Eecientemente el termino arcilla especial a sido restringido a=n más por algunos autores y lo reservan para arcillas raras como la sepiolita o ectorita, poco a!undantes, o como la paligorsita y !entonitas !lancas. >am!i&n lo usan para arcillas modifcadas químicamente como las !entonitas activadas con tratamientos ácidos o organoílicas, quedando uera de la denominación de arcillas especiales los caolines, !entonitas y, por supuesto las arcillas comunes.