Pirofilita 1. Definición Es un silicato de alúmina hidratado. Pertenece a la familia de los silicatos, en el grupo de los minerales de la arcilla. arcill a. Su nombre proviene de dos palabras griegas que significan ‘fuego’ y ‘abanico’ y adquiere esta denominación por su capacidad de exfoliarse en forma de abanico al calentarse. La pirofilita compacta es también conocida con los nombres de agalmatolita y de pagodita. La pirofilita raras veces se encuentra en depósitos como mineral puro y a menudo está asociada con el cuarzo, sericita, caolinita y diásporo. Esta asociación de minerales ayuda a determinar en gran medida el uso comercial más apropiado para los depósitos de pirofilitas.
2. Composición Mineralógica y Química La pirofilita es químicamente estable pero su forma física puede ser distorsionada fácilmente a través de medios mecánicos. Pocas veces se encuentra en un estado teóricamente puro y los análisis químicos de distintos depósitos pueden variar considerablemente. Mineral Pirofilita
Fómula Al2Si4O10(OH)2
Componentes Porcentaje (%) SiO2 Al2O3 H2O
Pirofilita Blanca Pirofilita Amarilla SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O
76 0.72 18.55 0.06 0.19 0.03
3. PROPIEDADES Propiedades físicas
• Color blanco, verde, gris, pardo. • Brillo perlado a grasiento. • Dureza 1 a 2 en la escala de Mohs.
72.82 0.73 20.86 0.22 0.13 0.04
66.6 28.3 5.1
Lava Porfíritica 76.32 0.57 18.6 0.06 0.23 0.05
• • • • • • •
Densidad 2,8. Alta resistencia a la corrosión, Baja conductividad eléctrica y térmica. Alto punto de fusión. Alta potencia dieléctrica. Óptica, uniáxico negativo, Se presenta en agregados tabulares, radiales, hojosos, a veces parecida al talco, graso al tacto.
Propiedades químicas
• Insoluble en los ácidos, inerte frente a los agentes químicosnormales. • Sin embargo la aluminosilica gelatinosa puede ser descompuesta con ácido sulfúrico. • La temperatura de equilibrio límite entre caolinita y pirofilita a una presión de 1 kbar varía en función de la concentración de SiO2; • cuando esta aumenta la caolinita llega a ser estable a temperaturas más altas.
4. CONDICIONES Y AMBIENTES DE FORMACIÓN Ocurre como una alteración hidrotermal de las rocas volcánicas feldespáticas como las riolitas, dacitas, andesitas y tobas, como mineral de bajas temperaturas asociado al cuarzo, a carbonatos, a la hematita y otros minerales formados como consecuencia de la descomposición hidrotermal de rocas eruptivas habitualmente ácidas. Se encuentra también en ciertos esquistos metamórficos ricos en alúmina, a veces en masas muy considerables, de manera irregular en forma de lentes o como mantos en depósitos estratificados, en áreas que experimentaron intenso metamorfismo. Existen tres formas comunes de menas de pirofilita: láminas foliadas de granos finos que exhiben un clivaje plano; agregados masivos esféricos de cristales pequeños (este tipo es preferido para refractarios); y grandes cristales aciculares radiados (usados generalmente en cargas y de manera limitada en refractarios). Se ha propuesto el esquema siguiente de clasificación, con cuatro tipos de depósitos, cada uno referente a las condiciones geológicas de su formación (Zaykov et al., 1988). Tipo 1: Depósitos hidrotermales en zonas volcánicas de arcos de isla y continentales y paleozoicas submarinas que incluyen menas de sulfuros. Tipo 2: Depósitos hidrotermales en la roca caja de venas de cuarzo hidrotermal. Tipo 3: Depósitos estratiformes en metamorfismo paleozoico y mesozoico en ambientes argilico-clásticos que contienen material piroclástico. Tipo 4: Depósitos en arcillas formadas por intemperismo.
5. UNIDADES GEOLÓGICAS FAVORABLES EN EL PAÍS En el departamento de Junín existen ocurrencias de pirofilita en areniscas calcáreas de la Formación Aramachay y en lutitas pizarrosas del Grupo Excelsior.
6. Descripción de los Principales Yacimientos María de las Nieves
Se ubica en la provincia y departamento de Cerro de Pasco. La pirofilita aflora en el corte de la carretera de Huachón a Oxapampa, a la altura del kilómetro 58 , con dirección N45°W y buzamiento prácticamente vertical, en ambas márgenes del río Huachón por más de 500 m. Surgió como consecuencia de la alteración de los esquistos de clorita, como resultado de metamorfismo de contacto de la intrusión granítica. Acompañando a la pirofilita se encuentra sílice libre y pirita.
7. USOS La pirofilita se utiliza como materia prima refractaria para varias aplicaciones, incluyendo la cerámica, la porcelana y los plásticos. También se utiliza como arcilla material en cemento, fibra de vidrio, productos químicos agrícolas, materiales para construcción de morteros, pinturas, abrasivos, caucho, arcilla medicinal, electrodos, como carga en resina y producción de papel. Según Industrial Mineral and Rocks (2006), la gama de aplicaciones de la pirofilita se incrementará ampliamente en el futuro, debido a los avances y el desarrollo de tecnologías en la industria química. Los diversos usos de la pirofilita dependen del grado de especificaciones y exigencias requeridas por las industrias consumidoras, siendo necesario por tanto identificar y caracterizar estos minerales y sus impurezas. Entre los principales usos de la pirofilita tenemos: Como material refractario
El uso de pirofilita imparte características de expansión permanente a los refractarios a través de la separación de las capas de silicato de aluminio y la pérdida de agua molecular a altas temperaturas. Esto contrarresta el encogimiento de otras materias primas y da una buena estabilidad de volumen a los refractarios en altas temperaturas.
La pirofilita también tiene una baja deformación en caliente, baja conductividad y una excelente resistencia al crepitado. Puede ser usada en ciclos de recalentamiento por encima de los 1.425 ºC o mayores. Una gran ventaja de utilizar pirofilita es su alto nivel de resistencia al ataque de escorias de fundición y metales, por la formación de una barrera protectora de un material de alta viscosidad formado por interacción en la interfase de la escoria y la pirofilita. La barrera reduce efectivamente la velocidad de destrucción e incrementa la vida de un ladrillo refractario. La alta resistencia a los cambios bruscos de temperatura mostrada por la pirofilita es importante en la manufactura de hornos túneles, donde repetidos ciclos de calentamiento y enfriamiento crean cambios bruscos de temperatura. Como la pirofilita no tiene propiedades fundentes y no se contrae o expande cuando está caliente, no requiere precalcinación. Para este uso la pirofilita debe contener menos de 1% de hierro. El alto punto de fusión permite utilizarlas para fabricar los refractarios y también como material refractario en la manufactura de forros para hornos rotativos de cemento, ladrillos, refractarios, morteros de refracción, como aislante térmico y eléctrico. Industria cerámica
Su principal uso es en azulejos donde la pirofilita de alta calidad puede reemplazar parcialmente la mezcla de carga-fundente, típicamente comprendida por sílice y feldespato. Esta disminuye la temperatura de cocción e incrementa el rango de cocción, reduce el agrietamiento causado por los golpes térmicos o la expansión de la humedad, reduce el agrietamiento en la cocción, el encogimiento y el desperdicio, aumenta la resistencia al golpe térmico y reduce la tendencia de los cuerpos cerámicos y esmaltes a colapsar ante cambios repentinos de temperatura. Para este uso la pirofilita debe tener un alto grado de blancura y contenido del hierro de menos de 0,5%. Se usa también para dar alta resistencia a los neumáticos. La pirofilita se emplea en la industria de la cerámica, para la fabricación de cerámica fina y porcelana, debido a sus propiedades pues a altas temperaturas la cerámica no se deforma. Los objetos aislantes eléctricos con 94-96% de pirofilita tienen características mecánicas y eléctricas mejores que los objetos de porcelana y pueden ser usados en aplicaciones donde no se requieren altos valores de perforación para una porosidad cero. No obstante, el talco es más adecuado para aplicaciones de alta frecuencia. Industria de cemento
Se requiere un mineral de pirofilita con bajo contenido de hierro y álcali y un alto grado de blancura después de la calcinación.
Materiales de construcción
Se requiere pirofilita de un alto grado de blancura, un tamaño fino de partículas y alto o bajo contenido de sílice. En la fibra de vidrio
Como en cementos, la pirofilita y el caolín pueden ser usados como fuentes de alúmina y sílice en la formación del vidrio. Se requiere pirofilita con bajo contenido de fierro, titanio y álcali, tamaño fino de partículas, y estabilidad química alta y consistente. Productos químicos agrícolas
La pirofilita empleada en esta industria debe contener partículas estables y alta adherencia y tendencia a pegarse. Generalmente debe tener gravedad específica baja, humedad y ser altamente dispersible. Se requiere un pH casi neutro y estabilidad cuando esté mezclada con otros productos químicos. Industria del papel
Su uso en esta industria requiere un alto contenido de Al203, y un bajo contenido de SiO2 partículas finas en elementos no cuarcíferos, una distribución estable de la partícula y un alto grado de blancura. Además plásticos, agregados coloreados, etc. La persistencia de partículas finas y la estabilidad química. Productores
El principal productor de pirofilita y aparentemente el único es: Cia. Minera Agregados Calcáreos S.A.
TALCO 1. Definición Es un silicato de magnesio hidratado, con fórmula química Mg3SiO10(OH)2, de la subclase filosilicatos; pertenece al grupo de los minerales arcillosos. El talco puro es difícil de encontrar en cantidades económicamente explotables, por lo que a nivel industrial su nombre hace referencia a una roca polimineral en la que el talco es el principal constituyente. En grandes depósitos está invariablemente asociado con otros minerales. El acompañante más común es la tremolita y otros minerales, tales como serpentina, clorita, antofilita y actinolita, son a menudo encontrados en las menas de talco. El talco puro exhibe un clivaje basal perfecto y tiene una sensación resbaladiza como consecuencia de las capas de silicato que se deslizan una sobre otra. Ocurre como un mineral secundario y se forma por la hidratación de rocas de magnesio y la alteración de minerales como piroxeno, anfíboles y olivino.
2. COMPOSICIÓN MINERALÓGICA Y QUÍMICA La composición química teórica del talco se presenta en la tabla
Mineral Talco
Formula
Componentes Porcentaje MgO 31.7 Mg3SiO10(OH)2 SiO2 63.5 H2O 4.8
La mayoría de los depósitos contienen porcentajes variados de pirita, magnetita, calcita y otros óxidos.
En la Tabla 299 se muestra la composición química de los minerales más comunes presentes en los depósitos de talco.
Minerales Aproximada de minerales presentes en depósitos de Talco, %
3.
Minerales
SiO2
MgO
CaO
CO2
Talco
63
32
-
-
Serpentinita
44
43
-
-
Clorita Antofilita Tremolita Actinolita
33 58 57 52
36 30 28 5
2 13 9
-
TIPOS
Variedades de talco industrial • Talco: Blanco puro. • Esteatita: Variedad masiva y compacta, compuesta por talco, clorita, serpentina, magnesita, antigorita y enstatita. • Jaboncillo de sastre: Constituido por rocas talcosas, metamórficas, altamente ferruginosas, con 50 a 80% de talco con diversas proporciones de clorita, anfíboles, piroxenos, cuarzo, calcita, dolomita y otros carbonatos. • Talco macizo: Variedades compactas en bloques. • Agalita: Talco fibroso. • Cal francesa: También llamada tiza francesa, variedad blanca de talco macizo. • Pizarra talcosa: Variedad de las pizarras talcosas, con gran cantidad de cuarzo. • Asbestino: Variedad de talco mezclado con tremolita. Las fibras de tremolita constituyen un 20-40% del mineral, con una composición aproximada de 85% de silicato de magnesio hidratado, 10% de silicato de calcio y una variedad de porcentajes de carbonato de calcio. • Talco tremolítico: A veces llamado talco duro. Es una mena de talco laminado o macizo, con contenido de calcita entre 6 y 10%, y algo de dolomita. Consiste de varios porcentajes de talco plano blando, talco de grupo de la serpentina y materiales anfiboliticos no asbestiformes. Encuentra usos en cerámicos y pinturas, pero no se adecua para usar en papel o plásticos.
• Talco fibroso: Es el nombre que se da a cualquier mineral de talco con un contenido significativo de contaminantes asbestiformes. 4. PROPIEDADES Propiedades físicas
Color:Verde pálido o blanco, con matices amarillentos, pardusco e incluso rosado. • Raya: Blanca o más clara que el color en sus variedades verdes. • Brillo: Craso, céreo o sedoso, a veces nacarado en fresco. • Dureza: De 1 a 1,5 • Densidad: De 2,7 a 2,8 g/cm3. • Óptica: Birrefringencia fuerte, biáxico negativo. • Punto de fusión: Elevado, no s e funde hasta la temperatura de 1300 a 1400 ºC. • Conductividad eléctrica: Muy baja. • Buena absorción, independiente de las variaciones de temperatura. • Poder de dispersión en el agua y aceite. • Abrasión baja. •
Propiedades químicas
• Inatacable por los ácidos convencionales. • Soluble en agua regia y acido fluorhídrico. • El talco puro es un mineral muy alcalino, tiene un pH en el agua de 9,0 a 9,5.
5. CONDICIONES Y AMBIENTES DE FORMACIÓN El talco se forma siempre a partir de minerales ricos en magnesio, presentes en la mineralogía original de la roca o como producto de alteración de minerales secundarios. Se forma como mineral secundario debido a la modificación hidrotermal de las rocas ultrabásicas ricas en magnesio, y se forma por la hidratación de rocas de magnesio y la alteración de minerales como piróxenos, anfíboles y olivino. El talco suele aparecer en forma masiva, donde recibe el nombre de esteatita, y raras veces en cristales bien formados. Algunos ambientes de formación del talco: En los yacimientos asociados a rocas ultrabásicas existen dos tipos: • Asociados a serpentinitas y relacionados genéticamente con metamorfismo regional. Puede ocurrir por fenómenos metasomáticos de soluciones enriquecidas en CO2 sobre serpentinas, o por reacción metamórfica entre serpentina y una roca caja de carácter silíceo.
Cuando el metasomatismo es el proceso dominante hay una gran cantidad de carbonatos asociados al talco, pero si el metamorfismo es el proceso dominante, el talco es el mineral dominante. La mineralización aparece en masas lenticulares, cerca de zonas de fractura o cizalla, ya sea dentro de la masa ultramáfica o en los bordes de los macizos. Por metamorfismo regional: Rocas dolomíticas asociadas a sedimentos silicios que han sido metamorfizadas dando lugar al talco. Por metamorfismo de contacto: En dolomías por efecto de la intrusión de un cuerpo intrusivo ácido a elevadas temperaturas. En tales casos el talco se forma en lentes y se distingue por su pureza y alta calidad. Su formación se produce con arreglo al esquema siguiente: 3CaMg(CO3)2 + 4SiO2 + H2O Dolomita
Mg3(Si4O10)(OH)2 + 3CaCO3 + 3CO2 Talco Calcita
6. UNIDADES GEOLÓGICAS FAVORABLES EN EL PAÍS La mayoría de los depósitos contienen porcentajes variados de pirita, magnetita, calcita y otros óxidos. El talco de más alta pureza es derivado de las rocas sedimentarias de carbonato de magnesio; el talco menos puro se obtiene de rocas ígneas ultrabásicas. Yacimientos de talco de interés económico en los departamentos de Pasco y Junín. En el primero los yacimientos pertenecen al Grupo Excelsior, donde se intercalan con pizarras, cuarcitas, esquistos sericíticos, cloríticos y talcosos. En el departamento de Junín, los depósitos de talco se presentan en el sector noroccidental del macizo de Mayrazo, en los valles de Tambillo y Curimarca. Estos depósitos forman cuerpos elongados y bolsonadas, emplazados en un intrusivo pórfido cuarcífero (Granito de Sucllamachay) de edad Cretáceo-Terciario inferior; el talco es de color blanco, variando a verde olivo. En el distrito de Chiche, provincia de Huancayo, el talco es de color blanco y ocurre en cuerpos con elongación de rumbo noroeste, emplazados en andesitas silicificadas del Grupo Mitu del Permiano superior. También se encuentra en esquistos metamórficos del complejo Maraynioc, en areniscas de la Formación Aramachay (depósito evaporítico) de edad Jurásico inferior y afloran delgadas capas de esquistos talcosos, que se encuentran intercalados con esquistos cloritosos, en rocas del Grupo Excelsior de edad SilurianoDevoniano.
7. USOS El talco se usa en diversas industrias
Industria del papel
En la mayoría de los países, la industria del papel es la principal consumidora de talco. Existen tres usos principales en esta industria: como cobertura, como control del pitch y como carga. El talco para uso en la manufactura del papel debe ser suave, químicamente inerte, con alta reluctancia, hidrofóbico y organofílico. En la mayoría de los casos, el talco para cobertura debe ser de menos de 10 micrones, para el control del pitch debe ser más fino que 1 micrón y el talco usado como carga no debe exceder los 20 micrones (aunque a veces se permiten talcos con más de 40 micrones). Cobertura del papel
La cobertura en papel con partículas minerales está encargada de proveer una suave superficie para la impresión. El uso del talco depende de la demanda de la industria de impresión, sin embargo, frecuentemente es usado como cobertura en papeles rotograbados. Control del pitch
El pitch es el material resinoso presente en la madera. Si el proceso de lavado de la pulpa falla en remover completamente el pitch de la misma, las pequeñas partículas de pitch se aglomerarán y se pegarán en la superficie de la máquina y obstruirán el tejido resultando en manchas finas u otras fallas en la hoja de papel terminada. El control del pitch por absorción involucra la adición de un mineral inerte al stock en un estadio temprano del procesamiento de la pulpa. Los agentes de control de pitch tienen una elevada área de superficie de naturaleza organofílica en la cual el pitch puede adherirse. Además, deben ser hidrofóbicos, eléctricamente neutrales, no abrasivos, no afectar el pH, y la temperatura o el balance químico del sistema de pulpa. Si bien la bentonita y las arcillas son utilizadas, el talco es el único mineral que satisface todos los requerimientos. El talco domina el mercado del control del pitch. Carga
La carga de papel con materiales no fibrosos provee opacidad, brillantez y suavidad, y dependiendo de la naturaleza de la carga produce una superficie receptiva para diversas tecnologías de impresión. Adicionalmente, el uso de cargas reduce el consumo de pulpas más caras a través del uso de diluyentes más económicos.
El talco es usado con menor frecuencia en aplicaciones como carga de papel que sus principales competidores: el caolín y el carbonato de calcio precipitado. Sin embargo, es usado preferentemente cuando se encuentra localmente a buenos precios. Industria de pintura Como extensor
El talco actúa como un pigmento extensor en pinturas. Es empleado para reducir el uso de pigmentos más caros, normalmente dióxido de titanio, y también imparte propiedades al film o película seca. Las partículas de talco, especialmente las partículas de tremolita prismática, refuerzan la pintura y reducen el resquebrajamiento. El talco disminuye el escurrimiento y la sedimentación del producto por las buenas propiedades de suspensión. Las partículas de talco actúan como un buen agente de aplanamiento que permite a la pintura nivelarse después de la aplicación y producir una capa regular. La durabilidad de la capa es mejorada a través de la eliminación de las hendiduras en la superficie dejadas por los pinceles y brochas las cuales son más propensas al resquebrajamiento. Como carga
En el uso del talco como carga en pintura de base, emulsiones y /coberturas exteriores resultan buenas las propiedades de dispersión y durabilidad. La resistencia mecánica y la terminación. Son importantes en las pinturas bases industriales, por ejemplo, para acero estructural y pinturas de tráfico. En pinturas de emulsión, el talco es el único extensor que produce simultáneamente una terminación resistente a la humedad por sus propiedades hidrofóbicas y mejora las propiedades reológicas. El caolín, por ejemplo, tiene afinidad con el agua, resultando en una escasa resistencia a la humedad. El talco permite una reducción en la cantidad de condensadores solubles en agua añadidos, mejorando la facilidad de aplicación y de uso del pincel. Debido a su forma laminar, el talco no es usado frecuentemente para aplicaciones de exterior y exhibe características de yeso cuando es empleado en grandes cantidades. El talco es el único polvo, no pigmento, que se usa en las terminaciones satinadas; no obstante los agregados constituyen generalmente del 3%. Si bien las adiciones de talco reducen ligeramente el lustre, mejoran las propiedades para el uso de pinceles y pandeo, e incrementan los polvos encubridores y la resistencia al clima.
8. Canteras en la Cordillera Oriental La mayoría de los depósitos de talco conocidos se encuentran localizados en la región Junín en la cordillera Oriental:
Canteras de Talco en la Cordillera Oriental
Región N° Canteras Huánuco 1 Junín 30 Pasco 1
depósitos de talco conocidos se encuentran localizados en la región Junín en la cordillera Oriental:
