ARCILLAS

MINERIA

ARCILLAS
1. ESPECIFICACIONES Y USOS

1.1. PROPIEDADES DE LAS ARCILLAS
El término arcilla se usa habitualmente con diferentes significados;
desde el punto de vista mineralógico, engloba a un grupo de minerales, filosilicatos en su mayoría, cuyas propiedades físico-químicas
dependen de su estructura y de su tamaño de grano, muy fino (inferior a 2 μm). Desde el punto de vista petrológico laarcilla es una
roca sedimentaria, en la mayor parte de los casos de origen detrítico, con características bien definidas. Arcilla es un término granulométrico, que abarca los sedimentos con un tamaño de grano inferior a 2 mm. Para un ceramista una arcilla es un material natural que
cuando se mezcla con agua en la cantidad adecuada se convierte
en una pasta plástica. Desde el punto de vistaeconómico las arcillas son un grupo de minerales industriales con diferentes características mineralógicas y genéticas y con distintas propiedades tecnológicas y aplicaciones.
Las arcillas son constituyentes esenciales de gran parte de los suelos y sedimentos debido a que son, mayoritariamente, productos
finales de la meteorización de los silicatos que, formados a mayores presiones y temperaturas, sehidrolizan en el medio exógeno.
Las importantes aplicaciones industriales de las arcillas radican en
sus propiedades físico-químicas. Dichas propiedades derivan, principalmente, de:
• Su extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 μm).
• Su morfología laminar (filosilicatos)
• Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de
carga en las láminas y a la presencia de cationesdébilmente ligados en el espacio interlaminar.
Como consecuencia de estos factores presentan un valor elevado
del área superficial y, a la vez, la presencia de una gran cantidad de
superficie activa, con enlaces no saturados. Por ello pueden interaccionar con muy diversas sustancias, en especial compuestos
polares, por lo que tienen comportamiento plástico en mezclas arcilla-agua con elevadaproporción sólido/líquido y son capaces en
algunos casos de hinchar, con el desarrollo de propiedades reológicas en suspensiones acuosas.
Las principales propiedades son:
Superficie específica:
La superficie específica o área superficial de una arcilla se define
como el área de la superficie externa más el área de la superficie
interna (en el caso de que ésta exista) de las partículas constituyentes,por unidad de masa, expresada en m2/g.
Las arcillas poseen una elevada superficie específica, muy importante para ciertos usos industriales en los que la interacción sólidofluido depende directamente de esta propiedad.
Los valores de superficie específica de diferentes arcillas son:
Caolinita de elevada cristalinidad: hasta 15 m2/g
Caolinita de baja cristalinidad: hasta 50 m2/g
Halloisita: hasta60 m2/g
Illita: hasta 50 m2/g
Montmorillonita: 80 a 300 m2/g
Sepiolita: 100 a 240 m2/g
Paligorskita: 100 a 200 m2/g
Plasticidad:
Las arcillas son eminentemente plásticas. Esta propiedad se
debe a que el agua forma una “envoltura” sobre las partículas
laminares, produciendo un efecto lubricante que facilita el desli-

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zamiento de unas partículas sobre otras cuando se ejerce un
esfuerzo sobreellas.
La elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia de su morfología laminar, tamaño de partícula extremadamente pequeño (elevada área superficial) y alta capacidad de hinchamiento.
Generalmente, esta plasticidad puede ser cuantificada mediante la
determinación de los índices de Atterberg (Límite Líquido, Límite
Plástico y Límite de Retracción). Estos límites marcan una separaciónarbitraria entre los cuatro estados o modos de comportamiento de un suelo sólido, semisólido, plástico y semilíquido o viscoso.
La relación existente entre el límite líquido y el índice de plasticidad
ofrece una gran información sobre la composición granulométrica,
comportamiento, naturaleza y calidad de la arcilla. Existe una gran
variación entre los límites de Atterberg de diferentes minerales de la...