caolin

B O L E T N DE LA S O C I E D A D ESPAOLA DE

Cermica y Vidrio A R T I C U L O D E R E V I S I O N

El Caoln: composicin, estructura, gnesis y aplicaciones J. F. BARTOLOM

Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM),CSIC. Cantoblanco-28049 MADRID

Los usos del caoln son muy numerosos y variados hasta el punto que el empleo de esta importante materia prima llega a cubrir ms de un centenar de aplicaciones en productos industriales muy diferentes entre s. Las causas que determinan esta amplitud y dive-sidad de usos son consecuencia de una serie de propiedades inherentes a su naturaleza, entre las que cabe destacar fundamen-talmente su blancura, su inercia ante los agente qumicos, su ausencia de toxicidad, el fino tamao de sus partculas, su superficie especfica, su gran poder cubriente, su elevada refractariedad, sus poderes absorbentes y adhrentes, etc. Todas estas propiedades, unidas a su abundancia, variedad y amplia distribucin mundial hacen del caoln una de las materias primas, no metlicas, de mayor consumo e importancia industrial. En el presente trabajo se realiza una revisin general de la composicin y mineraloga del caoln, asi como de su gnesis y aplicaciones principales, con un exhaustivo estudio geolgico de los yacimientos espaoles.

Palabras clave: caoln, mineraloga, gnesis, aplicaciones, geologa de yacimientos espaoles

The kaoln: composition, structure, genesis and applications

The uses for kaolin are very numerous and assorted until the point that the employment of this important primary material reaches to cover more than a hundred of applications in very different industrial products. The causes that determine this extent and diver-sity of uses are a consequence of a number of inherent properties such as whij:eness, inertia against chemical agents, absence of toxi-city, fine particle size, specific surface, great cover power, high refractarity, absorbent and adherent characteristics, etc. All these pro-perties, united to its abundance, variety and world wide distribution make the kaolin one of the non-metallic raw materials of gre-atest consumption and industrial importance. The present paper comprises a general revision of the kaolin's composition and mine-ralogy, as well as its genesis and principal applications, with an exhaustive geological study of the Spanish kaolin deposits.

Key words: kaolin, mineralogy, genesis, applications, geology of the Spanish deposits

1. INTRODUCCIN

El mineral caolinita es uno de los minerales mayoritarios en los diez primeros metros de la corteza continental. Comparte la clasificacin en abundancia con minerales como cuarzo, micas, feldespato y calcita. Slo en contadas ocasiones posee todas las propiedades necesarias para que merezca la pena su explota-cin. Los trminos caoln y caolinita, derivan del trmino Ka O Ling, localidad de un importante yacimiento chino de este material, cerca de Janchu Fun, en la provincia de Kiangsi, y cuyo significado es alta montaa. De esta localidad proce-den las muestras de una arcilla blanca usada por los chinos para hacer porcelanas, descubiertas por misioneros y explora-dores europeos en el siglo XVIII.

CaoHnita es el nombre que recibe un mineral del grupo de la arcilla, blanco, silicato alumnico hidratado. El trmino caoln es aplicado a productos principalmente compuestos por caoli-nita (en algunos casos haloisita), el cual se produce a partir de yacimientos minerales que contengan una cantidad significati-va de caolinita. Se podra definir como caoln a toda roca masi-va con un porcentaje variable de minerales de la arcilla, de composicin igual o prxima a la del mineral caolinita (2SiO2.Al2O3.2H2O), que sean fciles de concentrar por sepa-racin de los restantes minerales. El trmino equivale a la denominacin inglesa de china clay (1).

En el caso en que la roca sea de naturaleza arcillosa, y, por tanto, difcil y costosa de tratar para concentrar los silicatos alu-mnicos hidratados, la denominacin espaola es de arcilla

caolinfera o refractaria, equivalente a diversos nombres, ms o menos comerciales, de procedencia anglosajona.

Las arcillas caolinferas son materiales de uso directo en la industria, mientras que los caolines son procesados previa-mente, para incrementar las propiedades deseadas, que resi-den en las partculas ms finas.

A comienzos del siglo XIX el caoln se introduce en las indus-trias textiles y papeleras, despus en la fabricacin de refracta-rios y en el siglo actual en una gran variedad de campos (fig. 1).

v: OTROS USOS {ESMALTES, TINTAS, TEJIDOS, CURTIDOS,

JABONES, COSMTICOS, FIBRA DE VIDRIO, PESTICIDAS, ETC.

Fig. 1. Principales usos del caoJi.

Bol. Soc. Esp. Cerm. Vidrio, 36 [1] 7-19 (1997)

). F. B A R T O L O M

Las razones para esta serie de aplicaciones derivan de un conjunto de propiedades entre las que destacan las siguientes: blancura, inercia ante los reactivos qumicos, atoxicidad, poder cubriente, resistencia mecnica tras la coccin, elevada refrac-tariedad, suspensiones de altas concentraciones en slidos y baja viscosidad, disponibilidad, bajo coste, etc.

2. PROPIEDADES FSICAS, COMPOSICIN Y ESTRUCTURA

Las principales propiedades fsicas del caoln pueden verse a continuacin en la tabla I:

^ *

C?) 4^ '.J (? O O I I I '

i

7,14A

i l i i

nH,0

=o e=oH = Si = Al a)

Fig. 2. Estructura de la caolinita (a) y de la haloisita (b).

10,10A

^ w " n b)

TABLA I. PRINCIPALES PROPIEDADES FSICAS DEL CAOLN

COLOR BLANCO, GRIS O AMARILLENTO ASPECTO UNTUOSO AL TACTO BRILLO TERROSO MATE O NACARADO CUANDO

ES CRISTALINO RAYA BLANCA DENSIDAD 2,40 - 2,64 g/cm^ DUREZA 2-2,5

Un caoln comercial puede estar compuesto de caolinita, haloisita o una mezcla de ambos, con pequeas cantidades de minerales como la mica, cuarzo/cristobalita, feldespato, aluni-ta, esmectita y varias formas de xidos de Fe y Ti.

espectro infrarrojo. Si se forma un enlace de O-H--O la distan-cia O-H aumenta, por lo tanto la energa de enlace disminuye y con ella la frecuencia de oscilacin. Cuanto ms baja es la fre-cuencia del pico OH en el espectro, ms fuerte es el enlace de hidrgeno correspondiente, y ms pequea la distancia H--O. En la Fig. 3 (6) se pueden ver cuatro bandas de la caolinita. Teniendo en cuenta que el grupo OH libre tiene un nmero de onda de 3742 cm "^, el de mayor frecuencia corresponde al grupo OH que se encuentra en el interior de la lmina. El enla-ce entre las lminas de la caolinita se produce por dos grupos OH distintos, que seran los de menor frecuencia, formando enlaces de hidrgeno perpendiculares a la capa tetradrica vecina, mientras que el otro grupo OH posee un ngulo bajo con respecto a la capa y casi no participa en el enlace. Segn Wieckowski y Wioewira (7) la energa de enlace del enlace de hidrgeno del grupo OH con bajo ngulo es de 2,6 kj/mol, mientras que los otros dos son de 16,7 kJ/mol y 19,6 kj/mol.

2.1 Caolinita

Los caolines pueden contener uno o varios de los silicatos polimorfos: caolinita, nacrita y dickita (2,3). La nacrita (de ncar) fu propuesta tras un estudio de un caoln francs (4) y la dickita es un homenaje al autor de la descripcin de un cao-ln gales (5).

La frmula estructural de la caolinita es Al2S205(OH)4 y su composicin centesimal responde a: Si02=46,53 %, Al203=39,49 % y H20=13,98 %.

La estructura de la caolinita est formada por una capa de tetraedros de slice y otra de octaedros de almina, combinadas de tal forma que los vrtices libres de los tetraedros de slice estn en uno de los planos aninicos de los octaedros (fig.2a). En el plano comn a tetraedros y octaedros, los 2 /3 de los hue-cos estn ocupados por oxgenos y el resto por oxhidrilos. Por su parte, en la capa octadrica, solamente 2 /3 de los huecos estn ocupados por aluminios distribuidos hexagonalmente en el centro de la capa.

Ambas capas que forman una lmina miden 7,14 A de espe-sor, son continuas segn a y b se apilan en un orden determi-nado segn el eje c.

Estas lminas se unen mediante enlaces de hidrgeno entre los grupos OH de la capa octadrica y los tomos de oxgeno de la capa tetradrica. De los cuatro posibles enlaces son efec-tivos dos, ya que uno queda en el interior de la lmina, y de los tres restantes uno tiene un ngulo de enlace muy bajo.

Un mtodo que se puede utilizar para identificar estos enla-ces de hidrgeno es la espectroscopia infrarroja, ya que el enla-ce O-H tiene una fuerte absorcin en el rango de 3700 cm'^ del

S^ \im 25

< lH

O

EL CAOLN: COMPOSICIN, ESTRUCTURA, GENESIS Y APLICACIONES

Los diferentes polimorfos de la caolinita se distinguen en funcin del enlace entre las lminas. De tal forma que segn Giese (8), en la dickita los tres grupos

OH participan en la unin de las lminas, al contrario que en la nacrita, donde slo dos forman un enlace de hidrgeno, mientras que el tercer grupo de OH exhibe un enlace dbil. Por tanto se puede decir que la dickita es la forma ms estable de los polimorfos de la caolinita. Estas diferencias entre los enla-ces de hidrgeno tienen consecuencias cristalogrficas, de tal forma que las lminas estn desplazadas entre s en las direc-ciones a o b. Segn Bailey (9), en el caso de la caolinita y dicki-ta el desplazamiento sera de 2 /3 a, mientras que para la nacri-ta sera de 1/3 b con una rotacin de 180 -.

Los polimorfos dickita y nacrita tambin se diferencian en funcin del nmero de lminas estructurales que se apilan en la celda unidad segn el eje c y de la ocupacin de los Ap+en la capa octadrica. Ambas son monoclnicas (Tabla II) y poco frecuentes.

TABLA IL DATOS CRISTALOGRFICOS DE LA CAOLINITA, DICKITA, NACRITA Y HALOISITA

Nombre del mineral Frmula ideal a(A) b(A) c(A)

Caolinita Al2[(OH)4/S205] 5,14 8,93 7,14 104 30^ Dickita Al2[(OH)4/S205] 5,14 8,94 2x7,14 96 44' Nacrita Al2[(OH)4/S205] 5,14 8,94 6x7,20 90 20' Haloisita Al2[(OH)4/S205] nH20 5,15 8,90 10,10 10012'

^ Todos los minerales tienen simetra monoclnica excepto la caolinita que la tiene triclnica, siendo a= 9148'y 7=90

La caolinita es triclnica (Tabla II), pero el estudio de rayos X de diferentes ejemplares pone de manifiesto pequeos desr-denes por desplazamientos de las lminas paralelos al eje b. Esto implica la existencia de politipos que oscilan entre la cao-linita triclnica ordenada (T), con un ngulo a=91,8 y la de mayor desorden con a=90 y comportamiento pseudomonocl-nico (pM). En cualquier caso, la morfologa observada al microscopio electrnico es caracterstica. Los paquetes de lmi-nas tienen hbito pseudohexagonal, con tamaos comprendi-dos entre 10-0,1 |im y an menores.

La estructura cristalina es generalmente resistente al ataque por la mayora de los fluidos corrosivos, por lo que la caolinita puede ser considerada como un polvo blanco inerte, el cual no reacciona con muchos medios en los que est presente, lo que es otra importante propiedad comercial.

Generalmente las caolinitas de grano fino formadas bajo con-diciones diagenticas de baja temperatura tienden a ser desor-denadas, y las caolinitas encontradas en forma masiva en depsitos hidrotermales tienden a estar bien ordenadas.

Para definir el conjunto de estas especies (caolinita, nacrita y dickita) se utiliza el trmino kanditas (10), aunque es ms fre-cuente la denominacin minerales del caoln.

2.2. Haloisita y metahaloisita

En la naturaleza se presentan otras dos especies minerales afines a la caolinita que son la haloisita y metahaloisita. La pri-

mera fue descrita por Berthier (11) en una muestra procedente de la cuenca minera de Lieja y dedicada a D^Halloy. Con pos-terioridad se comprueba que la haloisita presenta dos formas con diferente grado de hidratacin y a partir del estudio de Mehmet (12) se adopta el trmino haloisita para la forma ms hidratada y metahaloisita para la de menor cantidad de agua.

Las haloisitas ms comunes poseen la misma composicin que las caolinitas, pero tienen una estructura poco frecuente en la que existe una capa de molculas de agua interlaminar por celda unidad que eleva el parmetro c o espaciado basal de 7,14 en la caolinita a 10,10 (13), como se aprecia en la figura 2b. Calentndola a 100 C este agua se pierde y la composicin pasa a la de una caolinita-haloisita con un espaciado basal de 7,14 . La frmula estructural de la haloisita es Al2S205(HO)4 nH20. El nmero de molculas de agua (n), puede variar entre O a 2. Por esta razn no se puede justificar el uso de un determinado nombre para cada valor de n, siendo ms correc-ta la denominacin haloisita seguido del nmero n, por ejem-plo: haloisita (1,0), haloisita (0,7), etc (14). La haloisita presenta con frecuencia una morfologa tubular al microscopio electr-nico, debida por una parte a la diferencia de tamaos que tie-nen los ejes a y b en los planos de oxgenos y de oxhidrilos y, por otra parte, a que la capa de agua relaja los enlaces entre los planos. Las dimensiones aproximadas que tienen estos tubos son de 70 nm para el radio exterior y 40 nm para el interior. En ciertas aplicaciones cermicas las haloisitas tienen ventajas, pero en la mayora de usos su presencia es neutra o incluso per-judicial.

La metahaloisita o haloisita deshidratada, de frmula Al2S205(OH)4, es una caolinita con un alto grado de desor-den en el apilamiento de sus lminas segn el eje c y con des-plazamientos segn los ejes a y b.

2.3. Otros minerales

Particularmente unos minerales perjudiciales para la pureza del caoln son los xidos de hierro y titanio, los cuales dan color a la arcilla y reducen su brillo. Un exceso de sHce puede pro-vocar problemas de abrasin en las aplicaciones del papel. Micas y feldespatos pueden influir en las propiedades reolgi-cas, brillo y caractersticas de abrasin. La esmectita puede cau-sar problemas reolgicos en el contexto de la fabricacin de papel, porque afecta a la viscosidad, pero en algunas aplicacio-nes cermicas puede ser ventajoso pues aumenta la resistencia mecnica (mdulo de rotura). La alunita causa problemas en las aplicaciones cermicas ya que cuando se cuece se descom-pone y libera H2SO4.

3. MINERALOGA 3.1 Caoln

El caoln, tal y como se obtiene en una explotacin minera (caoln bruto/ todo uno), posee un contenido variable en caolinita y / o haloisita que, a veces no llega al 20%. Puesto que las aplicaciones se basan en la pureza de la materia prima, es preciso someter al material a diferentes procesos mineralrgi-cos que elevan el porcentaje de filosilicatos hasta cotas supe-riores al 80%. El producto final recibe frecuentemente el nom-bre de caoln lavado.

La composicin mineralgica de un caoln bruto consiste en

Boletn de la Sociedad Espaola de Cermica y Vidrio. Vol. 36 Num. 1 Enero-Febrero 1997

F. BARTOLOM

caolinita/haloisita, cuarzo, feldespatos y micas. Adems, en funcin de la roca de procedencia, se presenta una corte de minerales accesorios. Los ms frecuentes de estos son: xidos de hierro y titanio, gibsita, alfana, esmectitas, cloritas, carbo-natos y pirita. Tampoco es rara la presencia de materia orgni-ca de escasa madurez.

Como la caolinita tiene un tamao de partcula muy peque-o, el lavado de las fracciones groseras conduce a un material con alto contenido en caolinita y pequeas cantidades de cuarzo, mica, feldespatos y xidos de hierro. Es evidente que cuanto mayor sea el contenido en fracciones finas de un cao-ln bruto, mayor ser tambin su porcentaje en caolinita. Un caoln comercial de alta calidad apenas deber tener partcu-las superiores a las 20 |Lim, lo que supone una riqueza en cao-linita por encima del 80%. Por tanto, la mineraloga, granulo-metra y composicin qumica estn estrechamente relaciona-das (15).

Las arenas caolinferas suelen contener pequeas proporcio-nes de caolinita (< 20 %), siendo el resto esencialmente cuarzo. El lavado de estas arenas proporciona, en lneas generales, cao-ln compuesto de caolinita y cuarzo, y arenas silceas.

Impurezas de ilitas, feldespatos y xidos de hierro y titanio, pueden acompaar tanto al caoln como a las arenas, pudiendo ser a veces eliminables bien por el tipo de lavado a que se someten las arenas caolinferas o bien por seleccin de tama-os. La distribucin de tamao de partcula y la forma de estas partculas son dos de las ms importantes caractersticas con las que se controlan las propiedades reolgicas de las mezclas arcilla/agua. El intercalamiento de otros minerales arcillosos como la ilita en los cristales de la caolinita pueden afectar tam-bin a estas propiedades. La presencia de hierro en la red cris-talina de la caolinita, o como un xido recubriendo a la caolini-ta, es una propiedad perjudicial, ya que afecta al color tanto en las caolinitas calcinadas como en las que estn crudas.

3.2. Arcillas caolinferas

El trmino agrupa un conjunto de arcillas sedimentarias con significativos contenidos de caolinita acompaada de otros minerales detrticos como micas, feldespatos, xidos de hierro, etc. Sin embargo, en estos materiales la fina granulometra de todos sus componentes impide la separacin y concentracin de fracciones ricas en caolinita. Al tener, en general, carcter refractario, son destinados a las industrias cermicas prctica-mente en bruto, sin tratamientos previos.

En funcin de sus caractersticas fsico-qumicas, mineralgi-cas y geolgicas, reciben nombres especficos. As, se distin-guen:

3.2.L BALL CLAYS

Arcillas caolinferas altamente plsticas y dispersables en agua. Presentan colores oscuros causados por la presencia de materia orgnica, pero cuecen con color blanco.

En su composicin mineralgica es mayoritaria la caolinita desordenada de pequeo tamao de partcula. Su granulome-tra se caracteriza por los altos contenidos en partculas de tamao inferior a las 2 jim. Las ball clays americanas tienden a ser ms gruesas que las europeas.

Son los materiales ms interesantes para la fabricacin de cermica blanca de alta calidad, junto a los caolines plsticos.

Su utilidad fundamentalmente radica en la elevada plasticidad y resistencia mecnica en verde que imparten a las pastas cer-micas en las que intervienen. Adems son las mejores arcillas refractarias, al aadir a su composicin y grano un alto poder ligante.

3.2.2. ARCILLAS REFRACTARIAS (FIRECLAYS)

Son arcillas compactas ms o menos plsticas. En general contienen xidos de hierro que impiden la coccin blanca, pero al igual que las anteriores, la caolinita desordenada es el mine-ral may Ontario.

El trmino induce a confusin ya que el carcter refractario es comn a todas las arcillas caolinferas, aunque no todas se emplean en la industria con esa finalidad.

3.2.3. FLINT CLAYS

Son arcillas masivas y duras, carentes de plasticidad, hasta el punto de presentar fractura concoidea. Su componente mayoritario es la caolinita muy ordenada y bien cristalizada, con pequeo tamao de partcula. Su campo principal de apli-cacin es la fabricacin de refractarios slico-aluminosos.

3.2.4. TONSTEINS (UNDERCLAYS)

Esta es una denominacin usada en Centroeuropa para un tipo de roca similar en sus propiedades fsico-qumicas y mine-ralgicas a las Flint Clays. En este caso son niveles volcnicos interestratificados o no, en los paquetes de carbn de ciertas cuencas hulleras.

Hay que aadir que un gran nmero de materiales arcillosos son conocidos impropiamente como arcillas caolinferas, por presentar carcter refractario y comercializarse a tenor de esa propiedad. En algunos casos contienen pequeos y variables porcentajes de caolinita, en otros no est presente. As ocurre con las Arcillas aluminosas que son materiales plsticos con un contenido en almina superior al 30%, pero compuestas fundamentalmente por hidrxidos de aluminio libres y caoli-nita (1). Otro ejemplo son las Pizarras alumnicas o sericitas en Espaa, agalmatolitos y filitos cermicos en Brasil, toseki y roseki en Japn, etc., que tienen carcter refracta-rio y son buenas materias primas cermicas (16), pero en las que la caolinita puede estar ausente en favor de otros minera-les ricos en almina, como la pirofilita.

4. GENESIS Y CLASIFICACIN DE YACIMIENTOS

El origen de los minerales del caoln en la naturaleza est controlado por una litologa favorable y unas condiciones de ambiente que permitan la transformacin de los siHcatos ricos en almina (fundamentalmente feldespatos) en filosilicatos del grupo de las kanditas.

Rocas como granitos, gneises, vulcanitas acidas, areniscas grauvquicas, arcosas, micasquistos y pizarras alumnicas en ambientes tan diferentes como meteorizacin en condiciones chmticas templadas y hmedas, hidrotermahsmo o vulcanis-mo, han provocado concentraciones explotables de caoln en diferentes pocas geolgicas.

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El mecanismo de caolinizacin de una roca es complejo. Una vez producida la lixiviacin e hidrlisis acida de los feldespa-tos, los iones menos mviles pueden precipitar y neoformar caolinita (17) de acuerdo con una secuencia que, de forma sim-plificada se verifica como sigue:

Feldespatos potsicos -^ Alfana -> Haloisita -^ Caolinita

Sin embargo, otros autores demuestran que los feldespatos hidrolizados se transforman en estado slido en minerales del caoln a travs de una fase miccea (3, 18). Por su parte, tam-bin est demostrado que las moscovitas primarias o proce-dentes de biotitas alteradas pueden ser transformadas en cao-linita (19,20).

La caolinita y otros minerales del grupo han sido sintetiza-dos en laboratorio con diferentes materiales de partida y gra-dos de pH. Se han obtenido Kanditas cristalizadas a tempera-turas desde ambiente a 374 C y presiones hasta 300 atm, pero siempre en soluciones muy diluidas (21).

En la clasificacin de los depsitos del caoln se pueden defi-nir dos grandes grupos: caolines primarios, que mantienen una relacin directa con la roca madre heredando la mayor parte de las caractersticas de la textura y estructura originales de la roca, y han sido formados por la alteracin de sta a tra-vs de procesos volcnicos, hidrotermales o de meteorizacin y caolines secundarios que se presentan como masas que han sido arrastradas por el agua y luego depositadas formando yacimientos (22-24).

4.1. Caolines primarios

Los caolines primarios son los que se forman en yacimientos que se localizan como depsitos producidos por la alteracin in situ de otros minerales como feldespatos u otros silicatos alumnicos a caolinita. Pueden ser:

4.1.1. CAOLINES RESIDUALES

Son los depsitos primarios ms abundantes. Corresponden a rocas meteorizadas en la superficie topogrfica que fueron formadas en antiguos ciclos de erosin y han quedado sellados por formaciones geolgicas ms recientes. La edad de estos depsitos est ms controlada por la paleogeografa y paleocli-matologa que por la edad de la propia roca madre.

Son masas irregulares, tabulares, que siguen la superficie topogrfica como un manto desarrollado sobre la roca original, presentando sta todos los grados de saprolizacin con o sin persistencia de las texturas propias.

La meteorizacin es un fenmeno que siempre se da, pero aparece con mayor intensidad en climas tropicales clidos y hmedos. En la actualidad las regiones ecuatoriales son las zonas de la tierra con mayor grado de descomposicin de fel-despatos y otros silicatos alumnicos en granitos y rocas meta-mrficas, y en ocasiones otras arcillas y esquistos pueden ser tambin alteradas rpidamente a una mezcla de caolinita y cuarzo (25). Podemos sintetizar el proceso como la hidratacin de silicatos alumnicos anhidros acompaados por la deposi-cin de lcalis:

Feldespato Potsico Agua Kaolinita Slice Potasa 2KAIS3O8 + 3 H2O = Al2S205(OH)4 + 4SO2 + 2K0H

Hita Agua Kaolinita Potasa 2 KAl2(AlS3)0|o(OH)2 + 5 H2O - 3 Al2S205(OH)4 + 2K0H

La profundidad de la alteracin puede variar de unos pocos a cientos de metros. Minerales con hierro como la biotita pier-den ste durante el proceso de alteracin, y esta liberacin de hierro produce en el material alterado una coloracin marrn, amarilla, rosa o roja, que hace que comercialmente tengan bajo valor y slo sirvan para ladrillos o loza.

Ejemplos de caolines residuales en Espaa se encuentran en GaHcia (Bureta y Paraos-Lugo), donde la meteorizacin ha jugado el papel ms importante en su formacin.

Si la alteracin es muy intensa el proceso puede avanzar y despus de disolver toda la sHce en la matriz, la caolinita puede desilicatarse para dar uno de los minerales del grupo de la bauxita:

Kaolinita Agua Al2S205(OH)4 + H2O

Gibsita Slice 2Al(OH)3 + 2SO2

Bajo estas circunstancias las capas de bauxita estn limitadas interiormente por una capa en la que domina la caolinita. Casi todas las bauxitas explotadas estn sobre una capa de arcillas caolinticas, pero la mayora son demasiado ricas en xidos de hierro y otros minerales colorantes para ser comercialmente explotables.

En tiempos geolgicos pasados, especialmente en el Eoceno y Oligoceno (entre 55 y 35 millones de aos), el cUma de la tie-rra era ms cUdo y los suelos laterticos se formaban en latitu-des por encima de los 50. Algunas veces estos estratos laterti-cos estn preservados bajo una capa de sedimentos ms modernos y pueden ser usados como fuente de caoln comer-cial. Tambin existen estratos ms antiguos, de edad mesozoi-ca (sobre 100 millones de aos), que forman depsitos de cao-ln explotables. Un ejemplo de esos yacimientos se encuentra en Crimea, regin de Rusia. Si una bauxita est en uno de estos estratos antiguos puede ser resilicatada por la circulacin de aguas superficiales que contengan trazas de slice convirtin-dose en caolinita neoformada. Este proceso aparece en algunos depsitos de caoln de Georgia-Sur CaroHna.

4.1.2 CAOLINES HIDROTERMALES

La alteracin hidrotermal simplemente significa la altera-cin de rocas por circulacin de agua caliente. Este calenta-miento puede ser debido a la ascensin de una gran masa intrusiva, como un granito, a la circulacin de aguas profun-das, o puede deberse a la cantidad anormal de elementos radiognicos.

Las zonas permeables juegan un importante papel para que sin fracturacin, la permeabilidad sea suficientemente alta para que los fluidos circulen a travs de la roca y la alteren.

Los granitos son las rocas ms comunes asociadas a los dep-sitos de caolines primarios. Dentro de estos granitos los ms favorables son los que tienen bajo o nulo contenido en biotita, porque disminuye el efecto del hierro durante la caoHnizacin reduciendo el color del caoln.

Se encuentran depsitos de caolines hidrotermales en Ucrania, China y en el suroeste de Gran Bretaa, principal-mente en el rea de Cornwall. Este rea est formada por materiales paleozoicos con importantes intrusiones granticas de poca carbonfera. Los granitos fueron afectados por flui-

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dos hidrotermales sin y posthercnicos que emplazaron menas de Cu y Zn de inters econmico, as como de U. Adems pro-dujeron la caolinizacin de feldespatos y filosilicatos, antes de la denudacin de las rocas impermeables suprayacentes. En los cuerpos magmticos como el de St. Austell se observan lar-gos y estrechos canales que convergen en zonas fungiformes, ambas intensamente caolinizadas. Ciertas zonas son depsitos aptos para la industria papelera y otras son arcillas caolinfe-ras de usos cermicos (1). En Francia, al igual que en Inglaterra, los mayores yacimientos son el resultado de la accin hidrotermal sobre granitos y cuarzodioritas varscicas en Bretaa. Como ejemplo de gnesis hidrotermal en Estados Unidos, podemos destacar los depsitos de haloisita de Terraced Hills, en Nevada, usados para cemento blanco. Se trata de tobas andesticas terciarias en las que las soluciones termales han formado arcillas a lo largo de fracturas y niveles permeables, sobre fragmentos finos de naturaleza vitrea, pre-ferentemente a los granos cristalinos de mayor tamao (26). En Espaa, el yacimiento hidrotermal de caoln que fue ms importante (est agotado hace ms de 25 aos) y del que toma nombre el tipo se encuentra en Laxe (GaUcia). Entre 1973-1980 estuvo en produccin el hidrotermal de Cuns (Sta. Comba, La Corua) y el nico en explotacin actualmente es el de Vimianzo.

4.2. Caolines secundarios

La diagnesis juega un importante papel en la aparicin de algunos caolines secundarios. Algunos de stos como las are-nas caolinticas pueden ser producto de la alteracin in situ de feldespatos en una arena arcsica, por circulacin de aguas superficiales. Adems la meteorizacin, especialmente en los trpicos puede tener un efecto determinante convirtiendo una arcilla de baja calidad en un provechoso depsito de caoln, aunque en algunos casos estos depsitos pueden tener los dos orgenes, primario y secundario. Dado que es prcticamente imposible la distincin entre caolinita detrtica y la de altera-cin sin o postdiagentica, todo depsito caolinfero en roca sedimentaria se considera caoln secundario.

Para simplificar, vamos a considerar tres tipos principales de caolines secundarios: caolines sedimentarios; arcillas caolinfe-ras, es decir, ball clays, fireclays (arcillas refractarias) y flint clays y por ltimo arenas caolinticas.

4.2.1. CAOLINES SEDIMENTARIOS

La principal caractersticas de los caolines sedimentarios es que son alrededor del 60% de los caolines producidos. Estos caolines despus de un apropiado tratamiento pueden ser usa-dos en la produccin de papel, donde el brillo en crudo es un factor determinante. El yacimiento caracterstico de este tipo de caoln se encuentra en Georgia en el sur de Carolina (EE.UU.) presentando formas lenticulares y generalmente situados en sucesiones de areniscas (26).

Otras reas en el mundo donde se dan estos depsitos de caoln se encuentran en la Amazonia, donde hay extensiones de arcillas del Terciario tardo, las cuales casi siempre han sido modificadas por tener una capa de bauxita meteorizada en su parte superior. En algunos casos las bauxitas estn suficiente-mente desarrolladas para ser futuros depsitos potencialmen-te explotables.

4.2.2. ARCILLAS CAOLINIFERAS

42.2.1. Ball clays

Generalmente un ball clay tiene un buen brillo calcinado. Adems tiene buen mdulo de rotura y una buena plasticidad, lo cual se debe a la combinacin de grano extremadamente fino de caolinita desordenada, la presencia de mica iltica y compo-nentes orgnicos.

Los ball clays se depositan en los lagos o en las zonas de des-bordamientos de ros estando frecuentemente asociados con lignitos.

La mayora son del Eoceno-OHgoceno, tanto en Europa como en Amrica. Parece ser que esto es debido a unas determinadas caractersticas climticas.

4.2.2.2. Fireclays

Una de las razones de por qu los ball clays no se encuentran en formaciones ms antiguas que el Terciario, es porque con el aumento de profundidad y un mayor enterramiento, una ball clay empieza a litificarse formndose un material no plstico, esquistoso, pasando a denominarse//rec/ay, o arcilla refractaria. Estas fireclays estn generalmente asociadas con niveles de car-bn del Carbonfero en el oeste de Europa y en el este de los Estados Unidos, reflejando la gran litificacin de la formacin.

Algunas fireclays tienen en su composicin una notable canti-dad de hierro y titania que hace que no sean rentables para su explotacin por su pobre brillo en cocido. Algunas arcillas tienen lignitos asociados, siendo comercialmente peores que los ball clays.

En el pasado fueron usadas para refractarios, pero este uso ha decado con el progreso de la siderurgia y el mayor rendi-miento de los refractarios bsicos (refractarios a base de xidos alcalinotrreos como MgO, CaO).

4.2.2.3. Flint clays

Las fiint clays son materiales especiales que aunque estn constituidos principalmente por caolinita, son rocas duras, carentes de plasticidad y con fractura concoidea. La mayora de las flint clays estn compuestas por caolinita ordenada con bajos contenidos de hierro y otros componentes fundidos. Generalmente son de muy alto nivel refractario. Cuando se cal-cinan se convierten en un material resistente y denso que tiene un mayor rendimiento que otra arcilla refractaria ordinaria, lo cual parece reflejar sus caractersticas texturales.

La mayora de los yacimientos americanos (Missouri, Kentucky) pueden haberse formado por un prolongado ataque y recristalizacin, haciendo que los lcalis fueran removidos y la caolinita formara grandes granos interconectados.

Algunas flint clays europeas, como las del bajo Paleozoico de las arcillas de Oviedo, parecen haberse formado por metamor-fismo regional convirtiendo una arcilla que debi ser una ball clay en una densa, dura y carente de plasticidad flint clay.

4.2.3. ARENAS CAOLINTICAS

En algunas partes del mundo el caoln es extrado a partir de arenas que tienen un contenido de caoln menor del 20%. Estas arenas pueden ser usadas en la industria y en la construccin.


EL CAOLN: COMPOSICIN, ESLKUCIURA, GENESIS Y APLICACIONES

Algunas arenas caolinticas se forman por la alteracin de los feldespatos in situ de una arcosa, por la circulacin de aguas superficiales. Otros son originalmente depositados como una mezcla de caoln y arena.

Ejemplos de estas arenas caolinticas son las que aparecen en el Cretcico de Cuenca, Guadalajara y Valencia.

Algunas de las rocas reservorio de petrleo en el mundo son arenas caolinticas. Un ejemplo de este tipo se encuentra en el Mar del Norte. La diagnesis de los minerales de la arcilla en las arenas juega un importante papel en la determinacin de las caractersticas del reservorio, y como consecuencia han sido extensamente estudiados (27).

5. EXPLOTACIN Y TRATAMIENTO

Ms de 50 pases extraen caoln en la actualidad, aunque en muchos de ellos las explotaciones son irregulares y de muy pequeo volumen.

Los principales productores europeos son Gran Bretaa, Francia, Rusia, Repblica Checa, Alemania, Austria y Espaa. En el resto del mundo cuentan E.E.U.U., Brasil, Corea, India, China, Japn, Filipinas y Australia.

La produccin total supera los 30 millones de toneladas por ao; en un 50% es de origen europeo (Inglaterra y Rusia fun-damentalmente), un 30% corresponde a E.E.U.U. y el resto a los dems pases.

La gran mayora de los depsitos de caoln se explotan por mtodos convencionales a cielo abierto propiciados por las condiciones del yacimiento y economa de costos.

Para que un yacimiento sea explotable, la materia bruta o roca debe contener una sustancia plstica en cantidad suficien-te para que sea rentable en el caoln natural, la cual podr sepa-rarse de l por enriquecimiento para obtener as un material blanco o casi blanco de tamao de grano modal mximo de unas 20 |Lim (ocasionalmente algo ms), que tras la coccin a 1.400 C de color blanco (28).

El material extrado se denomina caoln bruto del cual debe realizarse un estudio mineralgico y de la historia geolgica del depsito, para poder definir sus aplicaciones y el trata-miento o procesado mineralrgico que debe seguir.

En la actualidad hay dos mtodos bsicos: el tratamiento por va seca que obtiene caolines aptos para carga de papel y el tra-tamiento por va hmeda que produce caoln lavado.

5.1. Tratamiento seco

Es un proceso sencillo que consta de una etapa de secado, una molienda y finalmente una clasificacin por aire para ais-lar las partculas gruesas abrasivas de cuarzo y las perjudicia-les de micas. Es econmico pero no obtiene los rendimientos y la calidad del producto final conseguidos por el procedimiento alternativo.

MATERIALES MAS FINOS RICOS EN LMINAS DE

CAOLINITA

I DESLAMINACIN POR ATRICIN CON PEQUEAS BOLAS DE

PLSTICO O VIDRIO 1 INCREMENTO DE BLANCURA.

h TRATAMIENTOS QUMICOS - LAVADO OXDANTE/REDUCTOR ^ SEPARACIN MAGNTICA

Fig. 4. Esquema del tratamiento hmedo.

Algunos caolines ya deslaminados se preparan por calci-nacin para aumentar la blancura y opacidad. La calcinacin a temperaturas del orden de 650-700 C deshidroxila la red del mineral y el vapor desprendido elimina las impurezas. Mayor grado de blancura se logra por calcinacin a 1000 C, pero el comienzo de la formacin de mullita aumenta la abrasividad y no permite su empleo en la industria papelera.

El incremento de blancura se realiza mediante varios mto-dos. Se utilizan tratamientos qumicos con oxidantes como el ozono, perxido de hidrgeno, etc, que eliminan la materia orgnica. Los compuestos de hierro son solubilizados con cido sulfrico a pH=3 y reducidos con hiposulfito sdico. Tambin se utiliza la separacin magntica que elimina los minerales ferro y para magnticos que no respondan al trata-miento qumico. Otro mtodo que se utiliza es la flotacin selectiva, donde se separan feldespatos, cuarzo y anatasa con adecuados colectores orgnicos. En algunos casos, dicha flota-cin selectiva no es un buen mtodo para aislar algunos com-puestos. Este es el caso de los compuestos de titanio dado su grano extremadamente fino. Para solucionar este problema se combina la coagulacin selectiva de anatasa con magnetita aadida y posterior separacin magntica, o la floculacin selectiva de las partculas caolinticas con polmeros amnicos de alto peso molecular (29).

5.2. Tratamiento hmedo

Los caolines apropiados para estucado del papel y otras industrias que demandan un alto grado de pureza, blancura, finura y homogeneidad requieren este tipo de tratamiento. Un esquema del proceso se muestra en la figura 4.

6. PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS DETERMINANTES PARA SU USO

La diversidad de usos est fundamentada en algunas impor-tantes propiedades fsico-qumicas que se analizan a contina-


F. BARTOLOM

6.1. Forma y tamao de las partculas

Tanto la forma como la distribucin del tamao de partcu-la de un caoln controlan la blancura, opacidad y brillo de una superficie cubierta con este material. Una hoja de papel en la que intervenga como carga y como cubriente, resulta modifi-cada en sus caractersticas mecnicas, pticas y de impresin, a tenor de la granulometra utilizada. En los aos 30, Maloney (30) observ que, a medida que aunnentaba la fraccin menor de 2 |Lim del caoln que se utilizaba en la fabricacin del papel, el brillo de ste aumentaba. En 1951 Woodward y Lyons (31) descubrieron que el hallazgo de Maloney se deba a que 2 um era el lmite en el cambio de forma de partcula de caolinita, ya que , por debajo de este lmite, sta aparece como placas indi-viduales, o como pequeos agregados anisomtricos de estas placas, mientras que por encima, consiste en grandes apila-mientos de placas, que estn fuertemente enlazadas. Estos api-lamientos han resistido, tanto la evolucin del material en la naturaleza, como los mtodos corrientes utilizados por el hombre para su dispersin. La necesidad de individualizar los citados apilamientos, para mejorar la calidad del caoln, ha lle-vado al desarrollo de mtodos de dispersin que fueran final-mente eficaces. Estos mtodos son los denominados de desla-minacin y pueden ser fsicos o qumicos. Industrialmente los ms utilizados son los primeros y dentro de ellos el de extru-sin (32).

Para la fabricacin de papel, las distribuciones de partcula de tamao inferior a 2 irn son destinadas a estucado y las supe-riores -nunca por encima de las 40 jum- para cargas o seguir un proceso de deslaminacin.

Por otra parte, tambin la forma y tamao de las partculas regula la viscosidad de las suspensiones acuosas y la resisten-cia mecnica de las pastas cermicas (33).

6.2. Blancura y brillo

Las propiedades pticas de un caoln se miden en trminos de coeficiente de absorcin (k) y coeficiente de dispersin (s). El coeficiente de absorcin puede modificarse por diferentes tra-tamientos qumicos y magnticos, que eliminan en lo posible los xidos de hierro adheridos a las lminas de caolinita o los minerales como micas y turmalinas, que disminuyen la blan-cura.

Caolines que poseen elevados ndices de blancura cuando se prensan en seco y posteriormente se calcinan, presentan problemas de coloraciones no homogneas cuando se cuelan para obtener probetas de porcelana. Por otra parte, en una composicin de porcelana hay una fase vitrea que disuelve gran parte de los componentes, por lo que resulta contamina-da en el caso de que existan impurezas colorantes. Los defectos se derivarn del contenido total de hierro presente en la red de la caolinita, o de la presencia de titanio, movilizados y disuel-tos ante una mayor cantidad de vidrio.

Se suele determinar el color en cocido del caoln, a tem-peraturas de 1.180,1.280 y 1.430 C. Si se tiene en cuenta que el destino de mayor valor aadido para un caoln cermico es la fabricacin de porcelana, el dato de mayor importancia es la blancura a la temperatura de vitrificacin de la misma. Aden\s, el caoln se emplea normalmente para moldeo por colado de barbotinas, o moldeo por va plstica, y en ambas modalidades juega un importante papel el efecto n\ovilizador del agua y el de los defloculantes durante el secado.

Por tanto, la determinacin de la blancura en cocido no siem-pre permite prever los defectos pticos de un caoln que va a ser comercializado para uso en barbotinas y composiciones de porcelana blanca (34).

Para cuantificar el brillo se utiliza lo que se denomina brillo ISO. Un brillo ISO de alrededor de 75 sera considerado acep-table. En Estados Unidos normalmente se utiliza el brillo GE, que sera aproximadamente 1-2 unidades mayor que el brillo ISO.

6.3. Reologa

Las dispersiones acuosas del caoln se elaboran por adicin de polifosfatos en medio alcalino. Las caractersticas reolgicas estn reguladas por la superficie especfica del material y por el tamao y empaquetamiento de las partculas, pero las corre-laciones son difciles de establecer.

Las medidas de viscosidad de las dispersiones acuosas de los caolines se realizan a concentraciones constantes de slidos, al 67% para caolines deslaminados y al 70-71% para ultrafinos (29).

Para tener toda la informacin precisa que permita valorar el comportamiento de un caoln no basta con conocer el conteni-do en slidos que se alcanza para un determinado valor de la viscosidad. Es necesario, adems, saber cmo vara la viscosi-dad de la barbotina al modificar el gradiente de velocidad, lo que indicar las caractersticas pseudoplsticas (la viscosidad disminuye con un gradiente de velocidad creciente) o dilatan-tes (aumento de la viscosidad con el gradiente de velocidad), y el estudio de los fenmenos relogicos dependientes del tiem-po, poniendo de manifiesto la posible tixotropia (la viscosidad disminuye con el tiempo si se cizalla a velocidad constante hasta alcanzar un equilibrio, pero si la suspensin se deja repo-sar, recupera su viscosidad inicial tras un lapso de tiempo) o los fenmenos de sedimentacin diferenciada de los compo-nentes.

Una barbotina debe ser densa, de elevado contenido en sli-dos, y, adems, fluida y estable, conservando su homogenei-dad a lo largo del tiempo de trabajo. En la prctica, presenta los efectos producidos por las interferencias fisicoqumicas de unas partculas con otras, dando lugar a modelos de flujo ms o menos complejos. Si el comportamiento es newtoniano (la viscosidad es independiente del gradiente de velocidad) o lige-ramente tixotrpico, se favorece el correcto llenado de los mol-des, el drenaje del agua hacia los mismos durante la formacin de la pared y, un vaciado fluido al finahzar la operacin. Si, entre otros fenmenos, la viscosidad aumenta mucho con la velocidad de cizalladura (dilatancia), o bien lo hace al cesar la agitacin y dejar la barbotina en reposo (tixotropia) se produ-cen defectos en las piezas coladas.

Por otra parte, el tipo de flujo es responsable de irregulari-dades en el colado, que son de difcil visualizacin en verde, y que se manifiestan tras la coccin. Estas irregularidades pue-den dar lugar en piezas de porcelana a falta de traslucidez por aguas y cuerdas {wreathing) causadas por desmezclas durante el moldeo. Por ello, slo despus de la coccin se puede estimar la viabilidad del caoln para cermica blanca. En ocasiones, estos defectos son provocados por la accin de algunos deflo-culantes que, como el hexametafosfato sdico, son, para ciertos caolines, los ms efectivos como dispersantes, pero producen una mayor movilidad de sales, llegando incluso a producirse el autovidriado.



Una barbotina que posea la ms baja viscosidad compatible con alta velocidad de cizalla, ser un producto ideal para estu-cado de papel pues tiene capacidad cubriente y se bombea con facilidad.

La presencia de sales solubles y esmectitas tiene efectos per-judiciales, pero las primeras pueden ser removidas en los pro-cesos de preparacin y las segundas pueden convertirse a minerales no hinchables por adicin del ion dihidroxoalumi-nio.

En consecuencia, el comportamiento reolgico de un caoln y su influencia sobre otros parmetros de inters tcnico, no puede evaluarse nicamente a partir del conocimiento del contenido en slidos alcanzado para una determinada viscosidad (34).

6.4. Plasticidad-Resistencia mecnica

Debido a la dificultad de definir con exactitud la plasticidad, ya que no es una magnitud fsica medible de una forma preci-sa, los mtodos que tratan de estimarla son empricos y no comparables, teniendo adems fundamentos diversos. Existe un gran nmero de ellos, sin que ninguno sea umversalmente aceptado. Los plasticmetros comerciales relacionan la plasti-cidad con la deformacin, ya sea por torsin, compresin o fle-xin, con la presin de extrusin a travs de una boquilla, etc.

La plasticidad y resistencia mecnica de un caoln estn estrechamente relacionadas con el grado de empaquetamiento de sus partculas (35), y sern tanto mayores cuanto ms fina sea su distribucin granulomtrca (35-38). La relacin entre estas dos propiedades permite la evaluacin de la plasticidad a partir de la determinacin del mdulo de rotura en seco de probetas extrusionadas. Suelen relacionarse ambas con el con-tenido en fraccin menor de 2 |Lim, sin embargo, en ocasiones, no es suficiente con conocer el porcentaje en dicha fraccin, dado que la distribucin granulomtrca de las partculas menores de ese tamao puede determinar un grado de empa-quetamiento y agregacin decisivo para ambas propiedades.

A igualdad de composicin mineralgica y para granulme-tras similares, la fraccin menor de 0,5 |Lim es muy importante para el desarrollo de una adecuada plasticidad. Adems, la presencia de impurezas de elevada superficie especfica, o el hecho de que sea la haloisita la especie predominante, exaltan la mencionada propiedad (34).

6.5. Refractariedad y deformacin

peraturas de utilizacin del caoln, y la viabilidad de su uso en determinadas formas y composiciones cermicas.

Este tipo de comportamientos decisivos en un caoln para uso en porcelana dura, no podran preverse nicamente a par-tir de la determinacin de un parmetro como la porosidad (34).

7. APLICACIONES DEL CAOLN

Los usos del caoln lavado son mltiples, debido a sus pro-piedades tales como blancura, inercia frente a los agentes qu-micos, ausencia de toxicidad, fino tamao de partcula, gran superficie especfica, elevado poder cubriente, alta refractarie-dad, capacidades absorbentes y adhrentes, etc. Esto, unido a su abundancia y ampHa distribucin mundial, hacen del caoln una de las materias primas no metlicas, de mayor consumo e importancia industrial.

La U.E. y los E.E.U.U agrupan a los grandes consumidores de caoln y arcillas caolinferas. En este ltimo pas se pueden distinguir dos grandes grupos de productores de caoln (39). En el primer grupo se incluiran los productores por va hme-da, que representan una produccin estimada en 10 millones de toneladas al ao, ms del 85 % de la produccin total. Las compaas que pertenecen a este grupo utilizan una gran variedad de procesos de enriquecimiento - sedimentacin, cla-sificacin, tratamiento qumico, deslaminacin, clasificacin, calcinacin, atomizacin, etc.- despus de la extraccin del cao-ln bruto para aadir valor al producto final. La utilizacin ms comn es la de cubriente y carga en la industria del papel. Otros mercados incluyen catlisis, pinturas, plsticos y caucho. Los caolines hidratados (no calcinados) se venden atomizados y en suspensiones (65-70 % contenido en slidos), y deshidra-tado (calcinado) que esta disponible como polvo y en suspen-siones con un contenido en slidos entre 50-55 %. En el segun-do grupo de productores de caoln en Estados Unidos se encuentran principalmente las industrias cermicas y del cau-cho. En este grupo se obtiene el caoln por tratamiento en seco. Este proceso consta de una etapa de secado, molienda, clasifi-cacin por aire y empaquetado. El proceso de clasificacin por aire elimina la mayor parte de los contaminantes del caoln bruto, principalmente moscovita y cuarzo y en menor cantidad pirita, hematite y siderita. En la figura 5 podemos ver el con-sumo en los Estados Unidos durante el ao 1995 producido por tratamiento en seco. El consumo total fue de 1,4 x 10^ tonela-das.

El comportamiento del caoln durante el proceso de coccin puede ser evaluado a partir de diferentes ensayos, de los cua-les el ms sencillo y de uso general es la determinacin de la porosidad abierta como una medida del desarrollo de fases vitreas, con la consiguiente reduccin del nmero y tamao de poros. Este parmetro est claramente relacionado con la can-tidad de fundente presente en la composicin del caoln, y con el grado de finura de las partculas sobre las que acta el vidrio (cuanto ms fina es la granulometra, menor porosidad perma-nece despus de la vitrificacin).

No obstante, cuando se evala la vitrificacin en la fabrica-cin de porcelana dura, resulta indispensable la cuantificacin de la deformacin piroplstica debida al reblandecimiento de la pieza durante la coccin (37). Esta caracterstica, relacionada con el desarrollo y viscosidad de la fase vitrea y la granulome-tra del material, define en cierto modo el intervalo de tem-

Fibra de vidno (410) Refractarios (83)

6,9% ^ ^ ^ ^ 29.4%

Otros (103) j 7,3% / ^

^ ?9'/o

Carga (179) \ 12,8% \ ^ ^ ^

^g^^ >j^ r ^,.v>;,.f j Porcelana electrica (15)

^^^^W

Gres.azulejos (25) '*

I- F. BAR I GLOME

7.1. Industria del papel

En la actualidad, el ms importante uso del caoln cuantitati-vamente hablando, es la industria del papel. Proporciona el estucado, facilita la impresin, produce la textura suave de los papeles fibrosos y sustituye a la pulpa como carga o relleno entre las fibras de celulosa.

Algunas clases de papel contienen sobre el 30% en peso de pigmentos minerales de los cuales una gran proporcin es cao-ln. La demanda de caolines para papel ha sido importante, aunque en los ltimos aos ha aumentado el uso de pigmentos alternativos como los carbonatos de calcio (40). Los pigmentos son utilizados como carga en papeles para mejorar las propie-dades pticas,como brillo y opacidad, y para reducir costes debido al reemplazamiento de la pulpa refinada qumicamen-te, que es ms cara. Los caolines de carga son relativamente baratos y pueden tener una aceptable abrasin y propiedades pticas. Se utilizan para la produccin de papeles cidos y papeles que contengan pulpa no refinada qumicamente, mien-tras que particularmente en Europa, los carbonatos calcicos se utilizan para la fabricacin de papeles neutros y alcalinos.

Los pigmentos de recubrimiento son usados para producir una superficie uniforme que facilite la impresin. Los caolines principalmente se usan para papeles satinados como los que se utilizan en correo, revistas, catlogos y para papeles impresos por rotativas.

Los caolines necesitan tener una consistencia reolgica, unas propiedades pticas y unas propiedades que den consistencia al papel recubierto. Para conseguir estos fines se elaboran dos tipos de caoln con especificaciones muy estrictas, elaboradas por la Technical Ass. of Pulp and Paper Ind. (Tappi). El que se destina a carga (filler grade) tiene que contener un 90% de cao-linita, al menos un 60% de partculas inferiores a 2 |im y blan-cura superior al 82%. El que se emplea para estucar (coating grade) no puede tener una riqueza menor del 93% en caolinita, en torno al 90% de partculas inferiores a 2 jum, blancura supe-rior al 80%, nula abrasividad y viscosidad mxima de 300 cps Brookfield a 20 r.p.m., compatible con las modernas mquinas de estucado de alta velocidad.

7.2. Cermicas

La industria cermica abarca varios sectores: cermica de mesa, sanitarios, azulejos, gres y pavimentos, porcelana elctri-ca e industrial, etc. Son empleadas un gran rango de composi-ciones, utilizando tambin una gran variedad de mtodos de procesado y conformado, como pueden ser: el conformado plstico, el colado y el prensado de polvos. Este tipo de indus-tria emplea tanto el caoln como las arcillas caolinferas, en fun-cin del tipo de producto. Por trmino medio, el caoln puede representar un 60%o si se trata de una porcelana, 25% en el gres, en la loza sanitaria o en la de mesa y cantidades inferiores en la porcelana elctrica o los azulejos de pasta blanca.

Los usos cermicos requieren, en gran medida, caolines que produzcan piezas blancas despus de la coccin a altas tem-peraturas y tengan alta resistencia mecnica antes y despus de la coccin (41).

La mayora de las cermicas blancas contienen caoln y hall days. Ambas son seleccionadas para dar consistencia qumica a la composicin, lo que hace que las caractersticas de cocido y vitrificacin del cuerpo no cambien, y por tanto, el brillo del cuerpo calcinado sea satisfactorio.

El aadir arcillas contribuye a la resistencia mecnica del cuerpo en verde, a la plasticidad y al modelado. La eleccin de una combinacin especfica de caoln y ball clay depender por tanto de los mtodos de produccin empleados, as como de las propiedades finales deseadas.

Aunque normalmente las restricciones en la industria cer-mica no son tan acusadas como en la industria del papel, para algunas porcelanas y porcelanas de huesos pueden llegar a ser ms rigurosas, como es en el caso de la Josiah WedgAA^ood & Sons Ltd (42). En el rea de la industria del papel son particu-larmente crticos los parmetros fsicos, mientras que en la industria cermica, tambin tienen gran importancia las carac-tersticas qumicas de un determinado caoln. Una caractersti-ca importante a tener muy en cuenta, es la contaminacin por compuestos de hierro, cobre, cromo y manganeso. Estos ele-mentos causan un deterioro de la calidad final del producto cuando estn presentes en forma de partculas o adsorbidos en la red de la caoHnita. Cuando se encuentran en forma combi-nada, estos elementos contribuyen a la prdida de blancura despus del cocido. Los efectos son ms perjudiciales si estn presentes en forma de partculas, dando como resultado man-chas cuando se cuece la pieza. Si durante el calcinado el nivel de oxgeno baja, se puede producir la reaccin entre el hierro y la cermica dando lugar a un gran halo alrededor de la man-cha. Un contenido tolerable de Fe203 estara entre 0,6-0,7 %, pero por encima de este valor la porcelana sera ms opaca ya que el contenido en hierro controla la absorcin de la luz.

La presencia de lcalis tiene un importante efecto en la vitri-ficacin por la alteracin de la porosidad. Idealmente, una arci-lla cermica para su uso en porcelana debe tener un contenido de potasio inferior a 1,5 %, mnima cantidad de titania , bajo contenido en slice y un contenido en Fe203 menor de 0,5 %.

Igual que los contaminantes qumicos, algunos minerales pueden estar presentes en la arcilla, produciendo efectos per-judiciales. Un ejemplo de estos minerales es la montmorilloni-ta. La montmorillonita es una arcilla expansiva que absorbe agua en su red, alterando la viscosidad y el tiempo de prensa-do de la arcilla. Una concentracin del 1 % de este mineral puede afectar al proceso de colado.

Como en el caso de los caolines utilizados para papel, los parmetros fsicos de los minerales para las arcillas utilizadas en cermica son crticos antes y despus del calcinado. El crite-rio que se utiliza depende de las caractersticas finales desea-das, siendo ms importantes unas que otras segn su aplica-cin final. Una de las principales caractersticas de la cermica de mesa y de la porcelana es la blancura despus del calcinado, que requiere un estricto control de los contaminantes, especial-mente del contenido en hierro. Tambin se requiere una buena plasticidad y una aceptable resistencia mecnica en verde. Estos ltimos parmetros estn controlados por el tamao de partcula. Cuanto menor es ste, mejores propiedades mecni-cas obtenemos. Este pequeo tamao de partcula tambin pro-duce ciertas desventajas, como un menor grado de colado y mayor contraccin despus de la calcinacin.

En las lozas, la adicin de hall clay da plasticidad y resisten-cia mecnica despus del calcinado, reduciendo tambin el tiempo de colado.

En los sanitarios, fabricados mediante colaje de suspensiones con un contenido determinada de defloculante, el estudio de la reologa de estas suspensiones es de vital importancia. Aunque el obtener una buena resistencia mecnica en verde sea impor-tante, el conseguir unas propiedades que proporcionen un colado rpido es un requisito an ms importante. Esta veloci-



dad de colado est determinado por el tamao de partcula. El mayor tamao de sta, aumenta la velocidad de colado. La pre-sencia de caoln deslaminado puede tambin alterar significa-tivamente las propiedades de colado de la arcilla. La contrac-cin despus del calcinado depende no slo del tipo de arcilla, sino tambin de la humedad. Variaciones insignificantes en la composicin de la arcilla, pueden alterar marcadamente la con-traccin. Por todo esto, los fabricantes de cermicas blancas buscan constantemente uniformidad en las materias primas de las que parten.

Las propiedades que tienen las arcillas pueden modificar la forma de su utilizacin. Un alto contenido en orgnicos en algunas hall clays contribuye a un buen comportamiento de moldeado y puede sustituir a los defloculantes. El color negro producido por estos orgnicos, es eUminado en la calcinacin utilizando un tratamiento adecuado.

Las industrias de cermica pueden usar un gran nmero de arcillas comparndolo con la industria del papel. Se pueden uti-lizar arcillas locales baratas en combinacin con materiales ms consistentes, no siempre con los mejores resultados. Las arcillas de haloisita tambin se utiHzan en varias aplicaciones. Algunas de ellas tienen un buen color calcinadas, y han sido usadas para la fabricacin de porcelanas, en combinacin con caolines.

Hay cuatro tipos principales de cermicas blancas compues-tas de 3 o ms constituyentes minerales: caoln, ball clay, slice y un fundente, que es normalmente feldespato potsico para porcelanas, sdico para pavimentos y revestimientos o sienita nefelnica. Aproximadamente las composiciones medias son las siguientes (42):

Earthenware o loza -^ caoln 25%, ball clay 25%, slice 35% y fundente 15%. Tienen esta composicin azulejos y sanitarios.

Chinaware o porcelana -^ se puede subdividir en porcela-na, porcelana de huesos y porcelana vitrea. La porcelana con-siste en caoln 60%, ball clay 10%, slice 15%, fundente 15%. La porcelana de huesos tiene en su composicin caoln 25%, ceni-za de huesos 50%, fundente 25%. La porcelana vitrea est com-puesta por caoln 20-30%, ball clays 20-30%, slice 30-40%, fun-dente 15-25% y talco 0-3%.

Stoneware -^ arcillas plsticas con caoln 50%, ball clay 20%, feldespatos 20% y slice 10%.

Porcelanas elctricas -^ compuestas por caoln 20%, hall clay 30%, slice 20% y fundente 30%.

7.4. Fibra de vidrio

Los contenidos en contaminantes como el xido de hierro y el carbn son los principales parmetros de control para esta industria.

7.5. Industrias de pintura

En el caoln, este tipo de industrias encuentran un material competitivo con otros productos en cuanto a blancura y capa-cidad hidrofHca. Sin embargo, no llega a conseguir por s solo el poder cubriente de otros pigmentos blancos.

7.6. Industria de plsticos, adhesivos y caucho

La utilidad del caoln en estos sectores reside en sustituir a las resinas como carga ms econmica, pudiendo dispo-ner de un fino y uniforme tamao de partcula, baja absor-cin de aceite y de humedad y buena facilidad de disper-sin. Los caolines finos y los ball clays actan como refor-zamiento en los cauchos. Los rellenos tambin son utiliza-dos para modificar funciones especficas en polmeros. Algunos rellenos funcionales son tratados superficialmente en el sentido de mejorar la dispersin y la unin entre el polmero y el relleno.

Tambin se utilizan para la fabricacin de cables y en discos fonogrficos.

7.7. Otros usos

La industria qumica consume cantidades importantes de caoln en la fabricacin de sulfato, fosfato y cloruro de alumi-nio.

En menor medida las industrias agrarias lo emplean como carga de abonos, pesticidas y alimentos animales, y en la industria farmacutica es elemento inerte en cosmticos y otros, y elemento activo en absorbentes estomacales.

7.8. Nuevos usos

7.3. Refractarios

El uso de arcillas para refractarios ha disminuido notable-mente en los ltimos aos. Los refractarios bsicos basados en magnesia de alta pureza, han ocupado el lugar de los refracta-rios basados en arcillas. Algunos de estos refractarios con altos contenidos en almina y las flint clays por sus especiales carac-tersticas han mantenido una buena posicin en el mercado. Mientras que el mercado en el oeste de Europa para calidades bajas y medias de fireclays ha disminuido bruscamente, en E.E.U.U continua existiendo la demanda de refractarios ricos en almina y flint clays. stas ltimas, en Europa son reempla-zadas por ball clays (chamla) y en menor cantidad por fire-clays (arcillas refractarias).

Los refractarios usados en otras industrias especialmente en la de accesorios de enhornamiento consisten normalmente en materiales basados en cordierita. Estos son producidos a partir de caoln y talco, con un adecuado material de recuperacin calcinado.

Los nuevos materiales cermicos utilizan componentes qu-micamente puros. Para abaratar estos productos sera bueno utilizar minerales naturales. As, se investiga la produccin de sialones a partir de arcillas, lo que podra ser una nueva apli-cacin para el caoln.

Tambin Corning utiliza un grado especial de caoln, en la fabricacin de los catalizadores de cordierita para coches.

Otra interesante utilizacin desde el punto de vista ecolgi-co, sera la utilizacin de una forma de zeolita formada a partir de caolinita que resolvera el problema de exceso de fosfatos en los sistemas de drenaje naturales debidos a los vertidos incon-trolados de detergentes.

Por ltimo se ha propuesto recientemente (43) el uso de la caolinita en el desarrollo de substratos cermicos para aplica-ciones electrnicas. Estos substratos tienen un bajo coste, estn reforzados con whiskers de mullita, poseen una porosidad cerrada controlada, un bajo valor de permitividad (e === 4 a 1 Mhz) y un coeficiente de expansin trmica cercano a la de la slice (3.8 X 10-6 oc"^).


I- F. BARTOLOM

8. EL C A O L N E N ESPANA

Espaa es un pas con un buen nmero de explotaciones y reservas de caoln y arcillas caolinferas. Las estadsticas oficia-les indican una produccin total cercana al milln de toneladas que lo sitan entre los diez primeros productores del mundo. La figura 6 nos muestra las principales zonas de explotacin del caoln en Espaa.

^^^^IPP^rPl ^

Bilbao

"Valladolid ' "Zaragpza

Madrl

ft

" Badajoz

SeviMa -' N Alicante

' Granada

Cadiz Areas de explotacin del caoln

Fig. 6. Principales zonas de explotacin del caoln en Espaa.

Desde el punto de vista econmico la mayora de la produc-cin espaola est concentrada en los caolines secundarios de la Cordillera Ibrica (Guadalajara, Teruel, Cuenca, Valencia), y los primarios e hidrotermales de Galicia (44).

8.1 Geologa y tipologa de los yacimientos espaoles de caoln y arcillas caolinferas.

Tomando en consideracin la clasificacin gentica en caoli-nes primarios y secundarios, se pueden distribuir en una serie de tipos dentro de cada grupo (1):

Caolines Primarios - Caolines hidrotermales - Caolines residuales

Caolines Secundarios - Caolines sedimentarios

Tipo Laxe Tipo Pranos Tipo Burela

Tipo Cordillera Ibrica Tipo Asturias Tipo Pontevedra

Los caolines sedimentarios son los ms abundantes en Espaa y de ellos los que poseen las mayores reservas, aunque no sean los ms importantes en cuanto a produccin, se locali-zan en el Cretcico de la Cordillera Ibrica y Cantbrica.

En los niveles cretcicos de la Cordillera Ibrica, los niveles explotables se encuentran en las facis Wealdense y Utrillas del Cretcico Inferior continental y consisten bsicamente en sedi-mentos arenosos originados a partir de rocas gneas acidas, hercnicas y anteriores. Se estima que la caolinizacin tuvo lugar in situy con posterioridad en la propia cuenca de sedi-mentacin, en ambiente deltaico. Ambas facis son muy simi-

lares y cuando faltan las calizas Aptenses, de difcil distincin por la ausencia de fauna y la situacin en la columna estrati-grfica. Los caolines de este tipo contienen caolinita media-namente ordenada y porcentajes de fraccin inferior a 20 |im del orden del 20%. En algn caso (norte de Teruel) llevan al-fana e hidrxidos de aluminio, por lo que pueden considerarse arcillas bauxticas.

Otros caolines sedimentarios aparecen en niveles ampelti-cos paleozoicos de muy bajo grado de metamorfismo. En reali-dad corresponden a arcillas caolinferas a veces con altos con-tenidos en caolinita (20% o ms), imposibles de fraccionar y enriquecer. En otros casos la caolinita es ms escasa, pero la roca muy alumnica por la presencia de moscovita y pirofilita, ambas de fino tamao de partcula, es til a los mismos efectos cermicos que un arcilla caolinfera. Depsitos de este tipo se encuentran en la franja meridional de la zona Centro-Ibrica del Macizo Hesprico (Badajoz, Ciudad Real y Crdoba). Los materiales caolinferos de la Sierra del Pedroso en Asturias se encuentran interestratificados con las cuarcitas ordovcicas y, aunque su origen es discutido, se asimilan a las arcillas/Zm day o tonstein con alto contenido en caolinita. En la actualidad se explotan para su calcinacin y una vez chamotados se usan en el campo de los refractarios.

Otras arcillas caolinferas sedimentarias son las que se encuentran en algunas cuencas miocenas y cuaternarias gallegas. Sus caractersticas las aproximan a las fireclays o hall clays con impurezas importantes de xidos de hierro, montmo-rillonita y materia orgnica. Se destinan a usos cermicos sin procesar (45).

Los depsitos hidrotermales se presentan en rocas acidas gneas y metamrficas de edad hercnica o anterior. La caolini-zacin parece haber sido muy posterior y es difcil de interpre-tar ya que al aparecer estn ligados los procesos hidrotermales y metericos. Ejemplos de esta categora se localizan en Vinianzo, Sta Comba, Laxe, Toledo y Segovia, y en ellos pre-domina la caolinita ordenada y haloisita. El depsito de caoln hidrotermal explotable es masivo y en l se produce un enri-quecimiento de caoHnita en los niveles inferiores, a expensas de los feldespatos y las micas. Es frecuente la superposicin de una accin meterica, lo que provoca en los niveles ms super-ficiales, un enriquecimiento secundario de caolinita y un aumento en las fracciones finas.

Los caolines residuales se han originado por meteorizacin y se encuentran in situ en estrecha relacin con la roca acida original. El ejemplo ms importante es el yacimiento de Burela (Lugo), con haloisita como componente principal y gran rique-za en las fracciones finas. Este yacimiento se encuentra sobre masas volcnicas acidas de tipo felstico, interestratificadas en cuarcitas Cmbricas y comprende los depsitos desarrollados fundamentalmente por meteorizacin, sobre estas rocas volc-nicas acidas, actualmente ''in situ'', y con una probable caoli-nizacin previa por autometamorfismo a baja temperatura, singentica con la deposicin o inyeccin de las manifestacio-nes volcnicas. La edad de estas manifestaciones es normal-mente Paleozoico antiguo (Cmbrico, Ordovcico y Silrico). El tipo Pranos (Lugo), es un caoln producto de alteracin mete-rica de rocas granticas. El espesor de la caolinizacin no suele exceder los 8 m.

AGRADECIMIENTOS El autor agradece a M. Prez su ayuda en la preparacin del

artculo.

Boletn de la Sociedad Espaola de Cermica y Vidr io . Vo l . 36 Num. 1 Enero-Febrero 1997


BIBLIOGRAFA

1. J. M. Mesa. "Caoln y arcillas caolinferas" pp. 27-44 en Recursos minerales de Espaa, J.Garca Guinea, ]., y Martinez, J. Coordinadores, Coleccin textos Universitarios n- 15, Consejo Superior de Investigaciones Cientficas, Madrid (Espaa) 1992.

2. C. S. Ross and P. F. Kerr. The kaolin minerals. Geol. Surv. Prof. Paper., 185g, pp. 135-148 (1931).

3. W. D. Keller. Proccesses of origin and alteration of clay minerals. In Soil clay Mineralogi/(Rich. and Kunze Eds.). Univ. Carolina Press. Duchan. N. C. 3-76 (1964).

4. A. Brongniart.Tra/Yt' lmentaire de minralogie. Vol. I Pars (1907). 5. A. B. Dick.Supplementary note of the mineral kaolinite. Mineral Mag., 15,

pp 127 (1908). 6. J. M. Serratosa, A. Hidalgo, J. M. Vinas. " Infrared study of the OH groups in

kaolin minerals", Rosenquist, I. Th.; Graff, Petersen P. (Hrsg.): Internacional clay conference. Oxford: Pergamon Press 1963,17-26 (1963).

7. T. Wieckouski, A. Wiewira. "New approach to the problem of the interlayer bonding in kaolinite". Clays and Clay Minerals 24, 219-223 (1976).

8. R. F. Giese. "Interlayer bonding in kaolinite, dickite and nacrite". Clays and Clay Minerals 21,145-149 (1973).

9. S. W. Bailey. "Polymorphism of the kaoHn minerals". Amer. Miner. 48,1196-1209(1963).

10. Clay Minerals Group: Report of the nomenclature Sub-Commite. Clay Min. Bull., 2, 294-302 (1955).

11. P. Berthier. Analyse de Thallosyte. An. Chim, Phys.,32, 463-484 (1826). 12. M. Mehmel.: ber die struktur von Halloysit und Metahalloisit. Zeit. Krist.,

90, 35-43 (1935). 13. G. W. Brindley and G. Brown, Eds. Crystal structures of clay minerals and

their identification. Mineralogical Soc. London (1980). 14. G. J. Churchman, R. M. Can. "The definition and nomenclature of halloysites:

Clays and Clay Minerals, 23, 382-388 (1975). 15. E. Galn y J. Espinosa de los Monteros. El Caoln en Espaa. Caracterticas, iden-

tificacin y ensayos cermicos. Soc. Esp. Cerm. Vidr. Madrid (1974). 16. J. M. Mesa. Contribucin al contenida geolgico de las Pizarras Alumniicas (Tierras

blancas) del Paleozoico de la provincia de Badajoz. Tesis Doct. Univ. Sevilla, 314 pp (1986).

17. H. Millot. Geologie des argiles. Masson et Ci, Paris (1964). 18. L. B. Sand. On the residual kaolins. Am. Mineralogist, 41, pp. 28-40 (1956). 19. J. Konta, C, Borove, J. Sramek and V. Tolar. Changes of primary biotite and

muscovite during kaolinizacion of granites. 5th. Conf. Clay Mineralogy and Petrology. Acta Univ. Caroline Geol. 1972 Supp (1970).

20. E. Galn y J.L. Martn Vivaldi Caolines espaoles. Geologa, mineraloga y gnesis. Bol. Soc. Esp. Cerm. Vidr., 12, pp. 79-89, 215-228, 333-340; 13, pp. 89-112, 395-406, 523-546; 14, pp. 123-144, 351-370 (1973-75).

21. E. Galn, y La Iglesia. A discussion about Kaolin genesis and synthesis. Proc 8th Int. Kaolin Symp. and Meeting on Alunite. Madrid-Roma. Serv. Pub. Ministerio Industria y Energa, 16 pp (1977).

22. C. M. Bristow. "A review of the evidence for the origin of the kaolin deposits in S.W. England". Proc. 8th Int. Kolin Symposium and meeting on Alunite, Madrid-Rome, September 7-16,1977.

23. C. M. Bristow. A classification for sedimentary kaolinitic formations of eco-nomic importance. Acta Mineralogica-Petrographica, XXIV/1980, Supplementum Proc. 10th Kaolin Symposium, Budapest, 1979.

24. M. Kuzvart. Industrial Minerals and Rocks. Elvesier, pp. 307-316 (1984). 25. F. C. Loughnan.Chemicnl weathering of the silicate minerals. Elvesier,New

York (1969). 26. S. H. Patterson and H. H. Murray. Kaolin, refractory Clay, Ball Clay, and

Hallotsite in North America, Hawaii, and the Caribbean Region. U. S. Geological Survey Prof. Paper 1306,1984.

27. H. D. Johnson and D. J. Stewart. Role of elastic sedimentology in the explo-ration and production of oil and gas in the North Sea; in Sedimentology -Recent developments and applied aspects Geo. Soc. London, Special Publication ed P. J. Brenchley and B. P. J. Williams (1985).

28. C. Guillem Monzois y M- C. Guillen Villar. Materias primas cermicas. Yacimientos de arcillas y caolines. Bol. Soc. Esp. Ceram, Vidr. 27, 4, 201-206 (1988).

29. M. S. Prasad, K. J. Reid and H. H. Murray. Kaolin: processing, properties and appHcations. Appl. Caly Sei., 6, 87-119 (1991).

30. W. T. Maloney,, U.S. Patent 2.158.987 (16 de mayo, 1939). 31. L. A. Woodward and S. E. Lyons,: Tappo, 34 (1951), 10, 438. 32. A. Ibaez, J. M-. Gonzalez-Pea, F. Sandoval y J. Pais. "Tratamientos del cao-

ln y su utilidad en la fabricacin del papel". Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr., 29, 3,159-162 (1990).

33. H. H. Murray. Clay. In T.A.P.P.I. Monographs, 38 (Itagemeyer Ed.), 69-109 (1976).

34. R. Conde-Pumpido, F. Guitian, G. Campillo y A. Vrela, "Insuficiencia d e los mtodos de caracterizacin industrial de caolines para procesos cermicos". Bol. Soc. Ceram. Vidr. 29, 6, 409-413 (1990).

35. R. W. Grimshaw. The Chemistry and Physics of Clays and Other Ceramic Materials. Ed. J. Wiley and Sons, N. Y. (1980).

36. G. Campillo. Estudio de silicatos laminares (caolines) gallegos de aplicacin indus-trial. Tesis Doctoral, Univ. Santiago de Compostela, 1986.

37. J. A. Bain. "A plasticity chart as an aid to the identification and assesment of industrial clays". Clay Minerals, 9,1-17 (1971).

38. R. E. Grimm. "Applied Clay Mineralogy", Ed. McGraw-Hill Book Co. N. Y. (1962).

39. Anual minerals review, American Ceramic Society Bulletin, 75, 6, 130-134 (1996).

40. D. A. Clark. Minerals in paper - The quiet revolution. Trans. 7th. Industrial Minerals Int. Congress, Monte Carlo, 1986.

41. W. B. Jepson. Kaolins: their properties and uses. Phil. Trans. R. Soc. Lond., A311, pp. 411-432 (1984).

42. An Industrial Minerals special review Industrial Clays, pp. 8-33 (1989). 43. J. Requena, J. F. Bartolom, J. S. Moya, S. de Aza, F. Guitian and G. Thomas.

"Mullite-Aluminosilicate Glassy Matrix Substrates Obtained by Reactive Coating", J. Eur. Ceram. Soc, 16, 249-254 (1996).

44. J. Griffiths. (Ed.). Spain^s minerals Industrial Minerals, 285. pp. 23-47 (1991). 45. M. Carams, E. Galn y S. de Aza. Contribucin al conocimiento de los dep-

sitos caolinferos de Pontevedra. Cuadernos Laboratorio Geolgico de Laxe, 4, Ed. do Castro. Corua, 203 pp (1985).

Recibido: 10/7/96 Aceptado: 18/12/96

Bo]etn de la Sociedad Espaola de Cermica y Vidrio. Vol. 36 Num. 1 Enero-Febrero 1997 19

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Cermica y Vidrio I N S T R U C T I O N S FOR P A P E R S

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te, should be sent to: Redaccin del Boletn de la Sociedad Espaola de Cermica y Vidrio, antigua Carretera de Madrid-Valencia, Km. 24,300, 28500 Arganda del Rey, Madrid.

1. TITLE It should be as concise as possible and accurately reflect the contens of the

publication. In case the article is to be published in separate numbers or sec-tions, each part, apart from the title, ought to bear an additional subheading.

2. AUTHORS Underneath the title author's (author's) full name(s) will be indicated, as

well as the name of the institution where the research was conducted.

3. ABSTRACT The text will be preceded by a short summary or abstract, no longer than

200 words, indicating briefly but clearly the aims and purpose of the research, the methodology used and the results obtained.

4. KEYWORDS The abstract should be followed by a maximum of five key words accura-

tely describing the paper contents.

5. TEXT The text will be summitted in Spanish or English, typewritten with double

line spacing and using the front page only, the page being adjusted to UNE Standard A4 (21 x 29,7 cm) with a 2-3 cm left hand marging.

The total ienght of the article should not exceed 12 pages of the specified format. In case this length is surpassed, the publication has to be broken down into two or more parts.

For greater ease of comprehension and orderly presentation, it is recom-mended to structure the text into logical sections provided with a short he-ading and sequential numbering in arable figures. Such sections may have any number of subsections or chapters, identified according to the example below:

1. INTRODUCTION

2. EXPERIMENTAL 2.1. Identification of raw materials 2.1.1. CHEMICAL ANALYSES 2.1.1.1. Granulometry

The text should be condensed to a maximum, avoiding unnecessary des-criptions and superfluous experimental detail, as well as procedural expla-nations described elsewhere, so that a simple quote of the bibliographical reference is sufficient.

The use of symbols, abbreviations or acronyms of physical magnitudes should follow the International Unit System.

6. TABLES, GRAPHS AND PHOTOGRAPHS Tables and figures (graphs and photographs) have to adjust in any case to

the scope and requeriments of the research reported. LHowever, the number of these illustrations should be reduced to the necessary minimum.

Unless to the detriment of clarity, it is recommended to justapoxe graphs referring to the same representational system. Except for exceptional cases, tables and graphs should not be used simultaneously to represent identical data.

Tables will be numbered in Roman figures and provided with a short legend.

They will be presented on separate sheets at the end of the article. Figures (graphs and photographs) will be numbered correlatively and in the

order of quotation in the text. The legends to the figures should in themselves suffice to explicate their contents. According to their numbering, they will be added on a separate sheet at the end of the text, together with the tables.

Tables as well as figures will have to be expressly mentioned in the text, indirect reference does not qualify for inclusion in the publication.

The author will indicate on the left hand marging the approximate and desired site of incorporation into the text for each table or figure. Definitive incorporation will, however, depend on composition and setting.

Graphs and drawings should be presented on separate sheets as camera-ready originals or with quality enough to ensure clear reproduction.

The permissible width of figures and tables is that of a column (8,2 cm), only in exceptional cases a double column (17 cm) can be admited. If it is desired to differentiate several curves in one and the same graphic, differentia-tion will be made by means of a fat black line, dotted line and a line consis-ting of dots and dashes.

Graphical representation of experimental findings will be indicated by me-ans of symbols O D A A in the preferential order mentioned in the text.

Photographs will be supplied in black and white and on glossy paper, mini-mum dimensions 9 x 1 2 cm, indicating, where required, the graphical scale reference.

In order to allow for easy identifications of this material, each item will be marked in pencil and on the marging (photographs on the verso) with its current number, the name of the author and an abridged reference to the title.

7. REFERENCES References (as well as footnotes) should be listed in the order in which they

appear in the paper. The order numbers in the text should be in brackets. All references should be listed together on a separate page. References

to periodical papers must include the authors' names, paper title, periodi-cal title, volume number, page range and year (as applicable). Papers from proceedings should include, apart from the author' names and the title of the paper, the location and date of the meeting, name and location of the publisher and the year of publication. Book references should include aut-hors' names, chapter/section title, page range, book title, editors' names, publisher's name registration, the title of the patent, country, number and date.

When original titles are written with non-latin letters, the title should be translated into Spanish and followed by indication of the original languaje between brackets.

Formats of typical references are as follows: 1. D.P.FI. F4asselman. Unified Theory of Thermal Shock Fracture

Initiation and Crack Propagation in Brittle Ceramics, j . Am. Ceram. Soc. 52 [11] 600-604(1969).

2. J.M. Fernndez Navarro. Fundamentos de la fabricacin del vidrio, pp. 127-329 en El Vidrio. Consejo Superior de Investigaciones Cientficas, Madrid (Espaa) 1991.

3. K.T. Faber. Microcracking Contributions to the Toughness of Zr02 Based Ceramics, pp. 293-305 en Advances in Ceramics vol. 12: Science and Technology of Zirconia II, Second International Conference on the Science and Technology of Zirconia (Zirconia'83), Stuttgart (Alemania), junio 1983. Ed. N. Claussen, M. Rhule, A.F^. Heuer, The American Ceramic Society Inc., Columbus, Ohio (USA) 1984.

4. E.W. Babcock, R.A. Vascik. Libbey-Owens-Ford Glass Co. Glass Sheet Support Frame. USA num. 334765 (17-10-1967).

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