Buena sintesis, para mis estudiantes

2. Las PUZOLANAS [2]
La Puzolana es el nombre que recibe la ceniza y las piedras
volcánicas que provienen de la población de Puzzuoli, en las faldas
del Vesubio, Italia. Actualmente por puzolana se conoce a una
diversidad de rocas, arenas y piedras volcánicas.

3. Propiedades

4. COMPOSICION QUIMICA
Elemento % Sobre la masa total
Dióxido de Silicio (SiO2) 65%
Óxido de Aluminio (Al2O3) 14%
Óxido de Calcio (CaO) 5%
Óxido Ferrico (Fe2O3) 4%
Óxido de Potasio (K2O) 3%
Otros Óxidos (**) 9%

5. Aplicaciones
*
Paisajismo: Su bajo peso en relación con el tamaño y su aspecto rústico y
exótico ofrecen una solución funcional y estéticamente innovadora en la
jardinería creativa. Las rocas de lava representan la última tendencia entre
los diseñadores y escultores de cascada, y son utilizadas como esculturas de
arte natural. Adicionalmente, la puzolana es un sustituto eficaz del césped en
zona con carencia de agua de riego y sustituto de otros materiales como la
perlita, leca, etc.
Drenaje natural: Por su calidad porosa, la puzolana es un drenaje natural para
jardines e instalaciones deportivas al aire libre como los campos de fútbol.
Acuario: Tanto la piedra volcánica como las rocas volcánicas son ideales y
seguras para los acuarios, con Ph neutro no distorsionan las propiedades
naturales del agua ni afectan la salud de los peces, a la vez que, gracias a sus
grietas y hendiduras, se convierten en atractivos naturales de los acuarios y
peceras, dotando de un lugar de exploración para los peces y proporcionando
zonas de interés y de refugio.
Medio de Cultivo: La puzolana es un sustrato inerte, aireante y de alto
drenaje, ideal para cultivos hidropónicos y bonsai.

6. *
Hormigones de baja densidad: Su alta resistencia y su peso
relativo bajo la constituyen en una opción muy adecuada para la
elaboración de este tipo de compuestos.
Uso deportivo (Tenis, golf): En sus diversos colores acentúa la
belleza natural de los campos de golf y su calidad arenosa la hace
ideal para el revestimiento de canchas de tenis.
Filtro natural: Su alta porosidad la convierte en un filtro natural
sumamente efectivo para líquidos.
Aislante Térmico: Utilizada en la construcción debido a su
capacidad como barrera al paso del calor. (0,21 Kcal / Hm2 C)
Arqueología: Como protector de restos arqueológicos de baja
densidad para conservación.
Abrasivo: Utilizada como ingrediente en detergentes abrasivos.

7. Caolines y Arcillas Refractarias [1]
*Los minerales del caolín son: Caolinita, nacrita y
dickita, tres politipos del Si4-, O10, Al4, (OH)8 y
halloysita, Si10, Al2, (OH)8,. 4H2O. El más frecuente en
los yacimientos de caolín, con mucha diferencia, es la
caolinita. Otros minerales de caolín son alofana e
imogolita, aluminio-silicatos hidratados con diferentes
relaciones SiO2, Al2, O3, H2O, pobremente cristalinos
frecuentes sólo en suelos derivados de vidrios
volcánicos.
*La composición química teórica de la caolinita es
SiO2: 46,59%, Al2O3: 39,50% y H2O: 13,96%; por lo
tanto, todo cuanto se aparte el análisis de un caolín de
esta composición teórica; se debe a impurezas,
normalmente perjudiciales, excepto las de los
hidróxidos de aluminio (bohemita y gibbsita).

8. * CAOLIN Arcillas
* Bentonitas

9. *Una arcilla caolinifera es también un caolín en sentido
amplio porque está compuesta esencialmente por
minerales del caolín; pero el caolín bruto en general no
es una arcilla, sino una arena o arcosa caolinifera, un
granito, un gneis o una riolita caolinizada, etc.
Arcillas refractarias :
*Las arcillas caoliniferas, por su elevado porcentaje en
alúmina, son denominadas en general como arcillas
refractarias, con un indudable significado industrial ya
que muchas se usan para fabricar cerámicas refractarias.
En ellas se incluyen los términos ball-clay, fireclays,
semi-flint y Flint-clays. Una arcilla tipo fire-clay es
aquella que cuece por encima de 1524 °C, contiene
cuarzo, illita y otros minerales accesorios y no cuece
blanco.

10. *Estas arcillas se forman a partir de los productos de
meteorización de rocas ácidas, erosionadas,
transportados por aguas superficiales de bajo
potencial hidrodinámico y depositados en medios
lacustres o deltaicos próximos a los macizos rocosos
donde fueron originados.
*El término “arcilla plástica” se usa cada vez más en
sustitución y ball-clay, y se trata de distinguir con
este nombre a las arcillas cerámicas de los caolines
y de las arcillas comunes, porque los primeros no
son típicamente plásticos y las segundas son
coloreadas.
*-Las Flint y semi-flint clays, son arcillas
sedimentarias endurecidas por diagénesis, o bien
niveles volcano-sedimentarios ácidos caolinizados.
Son arcillas densas, duras, de fractura concoidea.

11. * Elcaolín y las arcillas caoliniferas o refractarias son clásicos
materiales cerámicos para porcelana, loza, gres, ladrillos
refractarios, etc. En efecto, el caolín en cerámica es
insustituible actualmente, oscilando entre el 10-40% de la
pasta cerámica de sanitarios vitrificados, porcelana de mesa y
artística, azulejos, gres, etc. Sin embargo, en la industria del
papel se puede sustituir por otros pigmentos

12. Génesis del caolín y síntesis de la caolinita :
* El caolín se puede formar por meteorización (caolines
residuales), por alteración hidrotermal y como mineral
sedimentario autigénico.
* La génesis del caolín siempre un ambiente de fuerte lavado y
movilización de calcio, magnesio, sodio, potasio o incluso hierro y
sílice en un medios ácido.
* En condiciones exógenas se necesita: una precipitación anual de
más de 1,000 mm, temperaturas de 15-20%°C, con cambios
estacionales de humedad-sequedad, condiciones geomorfológicas y
estructurales que favorezcan el lavado y la movilización de K, Na,
Ca, Mg y parcialmente de SiO2 y Fe (con o sin la presencia de
materia orgánica) en una roca permeable rica en feldespatos y
filosilicatos, una fase de inactividad tectónica y tiempo suficiente.
En estas condiciones, la formación anual puede oscilar entre 0,
01 y 0,1 mm de espesor (10-100mm, en un millón de años).

13. *-Los caolines hidrotermales se asocian a procesos
posmagmáticos (neumatolíticos o hidrotermales y actividad
posvolcánica) que dan lugar a depósitos metálicos. Es típico
de estos yacimientos la presencia de cristobalita, alumita y
zeolitas, asi como dickita.
*-Los minerales petrogenéticos de un granito o de una
riolita que más fácilmente se caolinizan son los feldespatos
y la moscovita. A partir de la ortosa, la reacción puede ser
la siguiente:
* 2Si 3AlO8K – 3H2 O Si2O5(OH)4Al2 – 4SiO2 2KOH
*La moscovita, bien directamente o como resultado de la
alteración del feldespato, también es un mineral precursor
de caolinita.
* 2(Si,Al)3O10 (OH)2 Al2 K-3H2 O – 2H 3Si2 O5
(OH)4Al2-2K-

14. Pero los minerales del caolín no se forman sólo a partir de rocas ácidas. Cualquier roca
con alúmina y sílice suficientes puede generar estos minerales si las condiciones de
lavado meteóricas o hidrotermales son suficientes.
Feldespato K Feldespato K –Moscovita—Caolinita
Plagioclasas Caolinita Plagioclasas –Esmectita moscovita—Caolinita
Moscovitas
Gibbsita – Caolinita
Feldespato -- gel Halloysita--Caolinita desordenada–Caolinita
ordenada
Caolinita

15. Las condiciones necesarias para que se produzca una u otra
transformación son variables y dependen de :
* Suficienteo insuficiente drenaje (un alto drenaje y fuerte lluvia
favorece la formación de fases amorfas).
* La presencia de materia orgánica que acidifique y tampone la
solución, acomplejando Al3 y Fe3 y reduciendo Fe3 a Fe2, lo que
favorece el ataque de la roca y modera la disponibilidad del Al y Fe
en solución.
* La cristalinidad de los minerales alterados: rocas holocristalinas y
granudas se alteran mas lentamente, produciendo disoluciones
diluidas y pocos núcleos, por lo que se favorece la formación de
buenos cristales de caolinita.
* pH, que debe ser inferior a 7 para favorecer la cinética del
equilibrio.
* La temperatura, que en el caso de la alteración hidrotermal es tan
importante que la caolinita puede formarse inclusive a pH
ligeramente alcalinos si la temperatura es superior a 300°C.

16. *Propiedades genéricas de los caolines cerámicos
son :
*Cocer blanco.
*Amplio margen de cocción.
*No contener óxidos de Fe. Ti y álcalis.
*Alto porcentaje de fracción inferior a 2 um.
*Menos del 5% de esmectitas y geles.
*Menos del 20% de cuarzo, feldespatos y micas.
*Formar barbotinas se hasta 1.8 g/cm3.
*No presentar viscosidad ni tixotropía elevadas.
*Buena velocidad de colaje y facilidad para
desmoldar

17. Arcillas especiales II: Bentonitas, palygorskita y sepiolita
-Bentonitas
* La bentonita es una roca compuesta esencialmente de un material
original, normalmente de un material cristalino arcilloso, formada
por desvitrificación y posterior alteración química de un material
original, normalmente una toba o ceniza volcánica. El mineral
arcilloso predominante es montmorillonita o beidellita.
* Durante la “ 1972 Internacional Clay Conference” en Madrid; “
Bentonita es una arcilla compuesta esencialmente por
minerales del grupo de las esmectitas, como independencia de
su génesis y modo de aparición”.
* La serie más común es la montmorillonita-beidellita, siendo el
término montmorillonitico el más frecuente.
* Las esmectitas aparecen en cristales de tamaño variable entre 2 y
0.2 um. con una medida de 0.5 um y morfologías de hábito
rómbico o hexagonal, tabular, laminar e incluso fibroso.
*

18. Propiedades y aplicaciones de las bentonitas
Son ciertas características fisicoquímicas que las
convierten en materiales únicos, destacan :
*La gran capacidad para formar geles con agua de
gran viscosidad y tixotropía, a bajas
concentraciones de sólidos.
*La alta superficie específica.
*La alta carga laminar.
*La alta capacidad de cambio, cuyos cationes
fácilmente pueden ser sustituidos por otros.
*La capacidad de hinchamiento hasta prácticamente
la separación completa de láminas.
*La interacción con compuestos orgánicos.

19. * Las bentonitas cálcicas son las más comunes, porque son
abundantes en los estados próximos al Golfo de México. Pero
las bentonitas sódicas son las más apreciadas por su facilidad
de hinchamiento tipo Wyoming.
* Desde un punto de vista industrial existen varias
clasificaciones, pero lo más aceptada actualmente es la que
distingue entre :
* Bentonitas sódicas (naturales o activadas)
* Bentonitas cálcicas o calcicomagnésicas.
* Bentonitas activadas por tratamiento ácido.
* Bentonitas organofilicas.
* Bentonita blanca.
* Bentonita pilarada.
* Saponita.
* Hectorita.

20. APLICACIONES DE LAS BENTONITAS
*1.- la gran capacidad de hinchamiento la convierten en un
ingrediente para la fabricación de lodos de sondeo para
perforaciones petrolíferas en aguas no salobres, cuyo
precio oscila paralelamente al del mercado de crudos del
petróleo. El rendimiento de estas bentonitas puede ser de
hasta 100 barriles de todo por tonelada de arcilla.
*2.- En la fabricación de moldes para la fundición de
metales, la bentonita (5-12%) le confiere plasticidad y
resistencia mecánica de arena y agua (3-5%) y le permite
conservar la forma del molde cuando se extrae el metal
fundido.
*3.- La bentonita sódica es utilizada para pelletizar (1% de
bentonita) los concentrados de metales en polvo, para
facilitar su manejo y transporte y la alimentación de los
hornos.

21. *4.- La alta capacidad de hinchamiento de la
montmorillonita sódica se usa en ingeniería civil
para fabricar barreras que impidan el movimiento
de aguas, o confinen y sellen vertederos de
residuos tóxicos (Keith y Murray, 1994).
*5.- Igual ocurre en el aislamiento de residuos,
incluidos los de tipo radiactivo, también se puede
usar bentonitas órgano fílicas.
*6.- Un nuevo mercado de revestimiento lo
constituyen los geo-clays o geocompuestos de
arcillas (bentonitas) con una membrana de plástico
o tejido.
*7.- Las bentonitas cálcicas y sódicas, se usan para
fabricar alimentos de animales en forma de pellets
y también por sus posibilidades para absorber
bacteria y ciertas enzimas. Asimismo como
portadores de insecticidas.

22. *8.- En la fabricación de barros para aplicaciones
en cosméticas (peloterapia).
*9.- Las bentonitas calcicas y sódicas se usan para
absorber residuos animales, la cálcica como
desodorantes y bactericidas y para decoloración
de aceites vegetales y animales.
*10.- Las bentonitas se usan para la eliminación de
partículas coloidales del vino que están cargadas
positivamente y son atraídas por las arcillas. Para
clarificar vinos, cervezas, vinagres, zumos etc.
*11.- Las bentonitas organofilicas, se usan para
regular la viscosidad de pinturas, lacas, grasas y
cosméticos. Ademas para catalizadores específicos
y ciertos absorbentes.

23. *12.- Un reto del futuro es cambiar la porosidad,
catálisis.
*13.- La bentonita blanca es muy escasa, se usa en
lociones hidratantes, cremas depilatorias,
maquilladoras, esteroides, abrillantadores,
pesticidas, lociones antisolares, para el acné, en
ceras adhesivas, pinturas, etc. Sus precios son
hasta 200 veces de las normales.
*14.- Para eliminar aceite y grasas de la lana, para
limpieza de aceites, para barreras en
contaminación, aislamiento y absorbentes de
contaminantes y descontaminación.
*15.- Para tratamiento de aguas residuales y
estabilización de suelos.

24. *
1-Manual de Mineralogia Aplicada, Galan
Huertas Emilio Editor, InstitutoTecnologico
Minero de España,Editorial Sintesis, España.
2-Empresa Puzolanica Argentina,2012
http://www.puzolana.com.ar/index.html
3- INGEMMET, Perú. 2012

25. *