YCIMIENTOS DE CAOLIN

INTRODUCCION El caoln es un mineral, el cual tiene diferentes usos y comportamientos como mineral industrial no metalico, se han descubierto cientos de aplicaciones causado por la inherencia de sus propiedades tales como :

Blancura Ausencia de toxicidad Particulas de grano fino Poder cubriente Elevada refractariedad, Absorbentes y adhrentes Estas propiedades unidas a la distribucion mundial que presenta este mineral, lo convierte como una de las materias primas mas utilizadas en la industria.

El mineral caolinita es uno de los minerales mayoritarios en los diez primeros metros de la corteza continental. Comparte 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 explotacin. 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 proceden las muestras de una arcilla blanca usada por los chinos para hacer porcelanas, descubiertas por misioneros y exploradores europeos en el siglo XVIII.

Genesis del Caolin El caolin se puede formar por meteorizacion (caolines residuales), por alteracion

hidrotermal y como mineral sediemntario autigenetico

La genesis del caolin se produce casi siempre en el fuerte transporte y lavado de calcio, magnesio , sodio , potasio.

En condiciones exogenas se necesita : una precipitacion anual de mas de 1 mm, temperaturas de 15-20 C, con cambios estacionales de humedad-sequedad, condiciones geomorfologicas y estructurales que favorezcan el lavado y la movilizacion de K,Na, Ca, Mg.

Los caolines hidrotermales se asocian a procesos posmagmaticos.

PROPIEDADES FSICAS DEL CAOLN

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 y la dickita es un homenaje al autor de la descripcin de un cao-ln gales.

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 %.

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. En los aos 30, Maloney observ que, a medida que aumentaba la fraccin menor de 2 m del caoln que se utilizaba en la fabricacin del papel, el brillo de ste aumentaba.

Blancura y brillo: 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.

Reologia: Las dispersiones acuosas del caoln se elaboran por adicin de fosfatos 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.

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 universalmente aceptado. Los plasticmetros comerciales relacionan la plasti-cidad con la deformacin, ya sea por torsin, compresin o fle-xin, con la presin de extrusin

Refractariedad y deformacin: 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.

Impureza: 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 slice puede pro-vocar problemas de abrasin en las aplicaciones del papel. Micas y feldespatos pueden influir en las propiedades reolgicas, 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.

Clasificacin Mineralgica Caolin: El caoln, tal y como se obtiene en una explotacin minera (caoln bruto), 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 mineralrgicos que elevan el porcentaje de filosilicatos hasta cotas supe-riores al 80%. El producto final recibe frecuentemente el nom-bre de caoln lavado.

Arcillas Caoliniferas: 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.

Ball Clays: Arcillas caolinferas altamente plsticas y dispersables en agua. Presentan colores oscuros causados por la presencia de materia orgnica, pero con color blanco. En su composicin mineralgica es mayoritaria la caolinita desordenada de pequeo tamao de partcula de grano fino inferior a 2 m, son los materiales ms interesantes para la fabricacin de cermica blanca de alta calidad, junto a los caolines plsticos.

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.

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, 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

Aplicaciones: 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. 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. 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

Consumo en los Estados Unidos de caoln producido por tratamiento en seco en el ao 2005 (en parntesis el consumo en miles de toneladas).

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.

Cermica: 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.

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.

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

Industria 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.

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.

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.

EXPLOTACIN DE CAOLN EN COLOMBIA UNIDADES DE PRODUCCIN MINERA

PRODUCCIN MINERA MUNDIAL

Estados Unidos es el primer pas productor a nivel mundial, con el 50,3% de la oferta mundial d procedente en el 80% del estado de Georgia, y el resto de Carolina del Sur y Alabama. Las cinco mayores empresas, con producciones por encima de 1 Mt/a, son: ECC International, del grupo English China Clay, con capacidad de 2,2 Mt/a en Sandersville y Wren

PRECIOS $ 100-300 por tonelada Lugar del origen: China (Continental)

Tipo: Polvo Tcnica: Caoln lavado

Contenido de SiO2 (%): 46% max

Contenido de Fe2O3 (%): 1.0% max

Contenido de Al2O3 (%): 37% min

Contenido de Humedad (%): 2% max

Blancura: 86% min Contenido de Tio2 (%): 1.0% max

Contenido de K2O (%): 0.5% max

Uso: Refractario