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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