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Recursos minerales: Arcillas
Ada ContrerasAlberto Espinoza
Temas a tratar
1 Características generales de las arcillas Que son Características física y químicas
2 Minerales de arcillas y su formación Tipos de minerales Ambientes de formación
3 Yacimientos de arcillas Principales yacimientos en Chile y en el mundo
4 Importancia y usos de las arcillas 5 Problemas asociados
¿Qué son las arcillas?
Existen múltiples definiciones: Roca sedimentaria, en la mayor parte de los casos
de origen detrítico, con características bien definidas
Término granulométrico, que abarca los sedimentos con un tamaño de grano inferior a 2 μm
Material natural que cuando se mezcla con agua en la cantidad adecuada se convierte en una pasta plástica
Grupo de minerales industriales con diferentes características mineralógicas y genéticas y con distintas propiedades tecnológicas y aplicaciones
¿Qué son las arcillas?
Grupo de minerales (minerales de la arcilla), filosilicatos en su mayor parte, cuyas propiedades físico-químicas dependen de su estructura y de su tamaño de grano, muy fino (inferior a 2 μm)
Características físicas y químicas
Fuerte atracción por moléculas de agua Cuando un poco de arcilla es añadida al
agua, esta se distribuye a través del líquido
Puede absorber agua (reversible) Se hinchan o expanden
Intercambio iónico Pueden liberar o atrapar iones en superficie
o estructura
Minerales del grupo de las arcillas
Arcillas primarias: Aquellas cuyo yacimiento se encuentra en el mismo lugar en que se formaron (Ej: Caolinita)
Arcillas secundarias: Aquellas que han sido desplazadas después de su formación
Minerales del grupo de las arcillas
4 grupos principales:
1) Caolinita
2) Montmorillonita-Smectita
3) Illita
4) Clorita
Formación
En general se forman en suelos, sedimentos marinos y continentales, campos geotermales, depósitos volcánicos y en rocas
Rocas en contacto con agua, aire o vapor
Principales mecanismos: Erosión Diagénesis Meteorización
Formación - Erosión
Erosión de rocas continentales y marinas
Lutitas o fangolitas Hasta 50% de arcillas Componen ~50% de los sedimentos de
plataforma continental marina y cuencas oceánicas profundas
Lagos, estuarios, deltas
Formación - Diagénesis
Diagénesis: Alteración in-situ de minerales hacia formas mas estables
Silicatos (feld-k), vidrio,carbonatos, óxidos de Fe Disolución
Recristalización
Arcillas
Formación - Meteorización
Alteración superficial
Principal mecanismo de formación de arcillas
Separación física y descomposición química de minerales originales hacia minerales de arcillas.
Yacimientos en el mundo
Yacimientos ball-clay ( >70% caolinita, considerable illita, poca montmorillonita) EEUU: Kentucky, Tennessee, Mississippi,
Texas Reino Unido: SW Inglaterra; Devon,
Dorset Checoslovaquia Unión Soviética
Yacimientos en el mundo
Yacimientos de caolinita Reino Unido: SW Inglaterra EEUU: Georgia/North Carolina
Bretaña, Francia Alemania Rusia España (Lugo, Valencia, Guadalajara)
Mas del 50% deproducción mundial
Yacimientos en el mundo
Arcillas especiales Bentonita: Gran parte de Europa: Italia
(isla de Ponza y Cerdeña), R.U. (Surrey, Somerset, Bedforshire), España (Almería, Toledo y Madrid). En EEUU: Wyoming, Arizona, Oklahoma.
Sepiolita: España (Toledo y Madrid), EEUU y Turquía.
Yacimientos en Chile
Bentonita Se ubica en la Región de
Tarapacá : Arica, Parinacota e Iquique. Esta región es la única productora
Su formación se atribuye a la alteración por hidratación de cenizas volcánicas.
Yacimientos en Chile
Arcillas Comunes Distribuidas entre la región de Tarapacá y
los Lagos En la actualidad único yacimiento en
explotación es Casa Grande en Arica
Caolinita Región de Tarapacá, se ubica en el
altiplano.
Mercado
Producción de bentonita en 2006 (toneladas)
Mercado
Montmorillonita: 46.000-62.000 CLP/kg
Bentonita: ~74.000 CLP/kg
Usos generales
Cerámicas, ladrillos, murallas, loza, ollas, piezas ornamentales, instrumentos musicales
Usos particulares - Bentonita
Los mas importantes son:
Arenas de moldeo Lodos de
perforación Peletización Absorbentes Material de sellado
Usos particulares - Caolinita
Uso principal en la industria papelera, mas del 50% de la producción.
Fabricación de materiales cerámicos y de refractarios .
Puede sustituir la resina en las pinturas.
Fabricación de aislantes, caucho, pesticidas, abonos y alimentos de animales.
Usos particulares – Sepiolita/Paligorskita
Se utilizan como absorbentes, soporte para aerosoles y aerogeles para pesticidas y fertilizantes, purificación de derivados del petróleo.
Problemas asociados a arcillas
Uno de los más comunes es cuando se presentan arcillas expansibles, como la esmectita, en lo que es llamado suelos expansibles.
Causando daños estructurales a las construcciones sobre estos suelos, pues se someten a una expansión y compresión en abundancia o ausencia de agua respectivamente.
En EE.UU. ¼ de los hogares presentan este problema
Referencias
1 http://www.oakton.edu/user/4/billtong/eas100/clays.htm
2 http://pubs.usgs.gov/info/clays/ http://boletines.secv.es/upload/198827201.pdf 5
http://geology.com/articles/expansive-soil.shtml
http://www.minersoc.org/pages/Archive-CM/Volume_21/21-3-261.pdf