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Recursos minerales: Arcillas
Ada ContrerasAlberto Espinoza
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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
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¿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
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¿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)
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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
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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
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Minerales del grupo de las arcillas
4 grupos principales:
1) Caolinita
2) Montmorillonita-Smectita
3) Illita
4) Clorita
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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
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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
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Formación - Diagénesis
Diagénesis: Alteración in-situ de minerales hacia formas mas estables
Silicatos (feld-k), vidrio,carbonatos, óxidos de Fe Disolución
Recristalización
Arcillas
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Formación - Meteorización
Alteración superficial
Principal mecanismo de formación de arcillas
Separación física y descomposición química de minerales originales hacia minerales de arcillas.
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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Mercado
Producción de bentonita en 2006 (toneladas)
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Mercado
Montmorillonita: 46.000-62.000 CLP/kg
Bentonita: ~74.000 CLP/kg
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Usos generales
Cerámicas, ladrillos, murallas, loza, ollas, piezas ornamentales, instrumentos musicales
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Usos particulares - Bentonita
Los mas importantes son:
Arenas de moldeo Lodos de
perforación Peletización Absorbentes Material de sellado
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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.
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Usos particulares – Sepiolita/Paligorskita
Se utilizan como absorbentes, soporte para aerosoles y aerogeles para pesticidas y fertilizantes, purificación de derivados del petróleo.
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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
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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