Nuevos aportes en la caracterización de arcillas del oriente colombiano
Palabras clave:
caracterización mineralógica, filosilicatos, intercambio catiónico, microquímica, morfologíaResumen
Muestras minerales provenientes de dos formaciones geológicas (grupo guayabo (AGG) y formación carbonera (AFC)) del nororiente colombiano ricas en fases del grupo de las arcillas fueron caracterizadas a fin de conocer con claridad los tipos de filosilicatos presentes, sus características microquímicas y morfológicas, su capacidad de intercambio catiónico y área superficial especifica; de igual manera identificar las demás fases mineralógicas presentes en estos materiales. Diferentes técnicas como difracción y fluorescencia de rayos X, espectroscopía de infrarrojos con transformada de Fourier y microscopía electrónica de barrido con analizador de energías dispersivas de rayos X, fueron utilizadas en el proceso. Los resultados obtenidos permiten tener certeza que la fase caolinita está presente en ambas muestras arcillosas (AGG y AFC), los cristales lamelares observados y asociados a este mineral presentan un alto contenido de silicio, acorde con el análisis FTIR, esto podría deberse a la existencia de más de una fase en los mismos. De igual manera se logró evidenciar la existencia de un mineral del grupo de las micas de tipo lamelar. La evaluación térmica realizada conllevó a sugerir que se trata de la fase moscovita. Cristales lamelares más abundantes, químicamente conformados por silicio, aluminio, potasio y hierro fueron asociados a este último mineral, destacando también en ellos un alto contenido de silicio. Los cristales de la muestra AGG resaltan por ser más grandes que los de AFC y por tener mayor contenido en potasio. La capacidad de intercambio catiónico es mayor en la muestra AGG (11,5meq/100g) posiblemente asociado al mayor contenido de moscovita, mientras que el caso del área superficial no hubo diferencias significativas obteniéndose valores cercanos a los 30 m2/g, valores ligeramente superiores a los reportados para suelos con presencia de caolinita.
Descargas
Citas
E. Q. Monfil, "La arcilla: un recurso mineral estratégico", Energía & Minas: Revista Profesional, Técnica y Cultural de los Ingenieros Técnicos de Minas, vol. 16, pp. 6-17, 2020
Á. Yebra-Rodríguez y P. C. González, "Usos farmacéuticos de los minerales de la arcilla", Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, vol. 26, no. 3, pp. 289-289, 2018
L. de Pablo, "Las arcillas. I. clasificacion, identificacion, usos y especificaciones industriales", Boletín de la sociedad Geológica Mexicana, pp. 49-91, 1964
S. Mukherjee, The science of clays. Netherlands: Springer Science and Business Media, 2013
A. O. Flórez-Vargas, J. Sánchez-Molina, y D. S. Blanco-Meneses, "Las arcillas de las formaciones geológicas de un área metropolitana, su uso en la industria cerámica e impacto en la economía regional", Revista EIA, vol. 15, no. 30, pp. 133-150, 2018
J. S. Molina, J. F. Gelves y Y. A. Romero-Arcos, "Caracterización tecnológica y del talento humano de las empresas fabricantes de cerámica roja ubicadas en el área metropolitana de Cúcuta", Respuestas, vol. 17, no. 2, pp. 71-80, 2012
Jeskar Ltda. Inventario Geológico Minero, Ambiental, Tecnológico y Empresarial de los Minerales no Energéticos del Norte de Santander. San José de Cúcuta, 2000
R. L. Mora-Basto, D. A. Torres-Sánchez, A. L. Chaparro-García y J. Sánchez-Molina, "Physicochemical and mineralogical properties of clays used in ceramic industry at North East Colombia", Dyna, vol. 86, no. 209, pp. 97-103, 2019
D. Álvarez-Rozo, J. Sánchez-Molina and J. F. Gelves, "Influence of raw materials and forming technique in the manufacture of stoneware ceramic", Ingeniería y competitividad, vol. 19, no. 2, pp. 93-105, 2017
D. C. Alvarez-Rozo, J. Sánchez-Molina, F. A. Corpas-Iglesias y J. F. Gelves, "Características de las materias primas usadas por las empresas del sector cerámico del área metropolitana de Cúcuta (Colombia)", Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, vol. 57, no. 6, pp. 247-256, 2018
V. I. Cáceres, J. Sánchez-Molina, and A. L. C. García, "Development and validation of an analytical method for the extraction and quantification of soluble sulfates in red clay", Ceramica, vol. 61, pp. 277-284, 2015
I. Yilmaz, "Indirect estimation of the swelling percent and a new classification of soils depending on liquid limit and cation exchange capacity", Engineering geology, vol. 85, no. 3-4, pp. 295-301, 2006
B. W. Bache, "The measurement of cation exchange capacity of soils", Journal of the Science of Food and Agriculture, vol. 27, no. 3, pp. 273-280, 1976
L. J. Poppe, V. F. Paskevich, J. C. Hathaway and D. S. Blackwood, "A laboratory manual for X-ray powder diffraction", US Geological Survey open-file report, vol. 1, no. 041, pp. 1-88, 2001
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación. NTC 5268 calidad de suelo. Determinación de la capacidad de intercambio catiónico. Editorial ICONTEC, Bogotá D.C., 2014
P. Ptáček, F. Frajkorová, F. Šoukal, and T. Opravil, "Kinetics and mechanism of three stages of thermal transformation of kaolinite to metakaolinite", Powder Technology, vol. 264, pp. 439-445, 2014
N. V. Scarlett and I. C. Madsen, "Quantification of phases with partial or no known crystal structures", Powder Diffraction, vol. 21, no. 4, pp. 278-284, 2006
H. W. Van der Marel and H. Beutelspacher, Atlas of infrared spectroscopy of clay minerals and their admixtures. Elsevier Publishing Company, 1976
N. V. Chukanov, Infrared spectra of mineral species: extended library. Springer Science & Business Media, 2013
B. F. Bohor and R. E. Hughes, "Scanning electron microscopy of clays and clay minerals", Clays and Clay Minerals, vol. 19, no. 1, pp. 49-54, 1971
E. M. Shemang, C. E. Suh, G. E. Ekosse and S. H. Coetzee,. Crystal morphology and indicative microchemistry of kaolinite from kaolin occurrences in Alkaleri region, northeastern Nigeria. GeoActa, vol. 6, pp. 25-36, 2007
S. Yahaya, S. S. Jikan, N. A. Badarulzaman and A. D. Adamu, "Effects of acid treatment on the SEM-EDX characteristics of kaolin clay", . Traektoriâ Nauki= Path of Science, vol. 3, no. 9, 2017
J. H. Behrmann, "A study of white mica microstructure and microchemistry in a low grade mylonite", Journal of structural geology, vol. 6, no. 3, pp. 283-292, 1984
J. D. Dana, Manual of mineralogy. Durrie & Peck, 1855
G. Bergaya, Lagaly, General introduction: Clays, clay minerals and Clay Science, Handbook of Clay Science, en: F.Bergaya, B.K. Theng, G. Lagaly (Eds.), Developments in ClayScience, 1, Elsevier Ltd, Ámsterdam, Holanda, pp. 1–18, 2006
W. Smykatz-Kloss. Differential thermal analysis: application and results in mineralogy. Berlín: Springer Science & Business Media, 2012
M. Földvári, Handbook of thermogravimetric system of minerals and its use in geological practice (Vol. 213, pp. 1-180). Budapest: Geological Institute of Hungary, 2011
V. I. Cáceres, J. Sánchez-Molina and A. L. Chaparro-García, "Evaluation kaolinitic-illiticas clays from the guayabo formation of the Cucuta’s Metropolitan Area, Norte de Santander (Colombia)", Revista ION, vol. 30, no. 1, pp. 117-127, 2017
M. Gülcan, Y. Özcan and C. Küçükuysal, "An experimental study on the mineralogical characterization of the Saribeyli, kaolin deposit (çanakkale, nw turkey)", Mugla Journal of Science and Technology, vol. 3, no. 1, pp. 4-8, C 2017
A. J. Schwanke and S. B. C. Pergher, "Porous heterostructured clays-recent advances and challenges-revisão", Cerâmica, vol. 59, pp. 576-587, 2013
M. L. Baker, J. H. Baas, J. Malarkey, R. S. Jacinto, M. J. Craig, I. A. Kane, and S. Barker, "The effect of clay type on the properties of cohesive sediment gravity flows and their deposits", Journal of Sedimentary Research, vol. 87, no. 11, pp. 1176-1195, 2017
S. L. Kuo, C. J. Liao, "Photocatalytic disinfection of bacteria by sodium light with smectite catalysts", Water Quality Research Journal, vol. 41, no. 4, pp. 365-374, 2006
