UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS
GEOLOGIA Y METALURGIA
ESCUELA PROFESIONAL DE MINAS
ECONOMIA MINERA Y VALUACION DE MINAS
TRABAJO MONOGRAFICO Nº1
BENTONITA
CORDOVA FERNANDEZ IRIS
GARCIA CHAVEZ ELMAN
GARZON PEREZ JUAN
SANCHEZ CASTROMONTE CARLOS
La bentonita es una arcilla compuesta
por
minerales
del
grupo
de
las
esmectitas, siendo éstas las que le
confieren
sus
propiedades
características.
Al
tratarse
de
una
materia
prima
extraída de la naturaleza, el origen
geológico
natural
intrínseco
y
su
composición mineralógica garantizan
su
carácter
medioambiente
respetuoso
por
lo
con
el
que
su
aplicación es completamente inocua,
no nociva ni insalubre.
Las esmectitas son filosilicatos
con
estructura
2:1,
presentando
una
gran
diversidad composicional. Se
trata, además, del único
grupo de filosilicatos que
aparece únicamente en las
fracciones finas (< 2 µm).
Como en el resto de los
filosilicatos, su estructura se
basa en el apilamiento de
planos de iones oxígeno e
hidroxilos. Los oxígenos se unen
formando capas de extensión
infinita
con
coordinación
tetraédrica.
Los minerales del grupo de las
esmectitas
se
forman
y
son
estables en ambientes supergé­
nicos.
Son, posiblemente, el grupo de
minerales
de
la
arcilla
más
ampliamente representados en el
Esta aparición generalizada de
las
esmectitas
en
diversos
ambientes, se debe a la diversi­
dad
de
formación,
sus
ya
procesos
que
de
puede
originarse tanto por alteración
medio exógeno.
de rocas volcánicas, como por
Se han encontra­do asociadas a
precipitación directa a partir de
todos los tipos de sedimen­tos,
soluciones o por transformación
tanto
de minerales preexisten­tes.
marinos.
continenta­les
como
De acuerdo con las características y el origen de los depósitos se
distinguen cuatro tipos de yacimientos de bentonitas:
Alteración
de cenizas o tobas volcánicas "in situ“.
Alteración
hidrotermal (generalmente de rocas ígneas).
Alteración
"deutérica" de materiales ígneos.
Otros
tipos de yacimientos.
La mayor parte de los yacimientos importantes son de
este tipo. En ellos la bentonita presenta una pureza
elevada, conservando, a veces, algunas de las
características texturales del material volcánico
original.
Las bentonitas se forman por la alteración de cenizas
o tobas volcánicas bajo una lámina de agua. La
alteración
consiste,
esencialmente,
en
la
desvitrificación de la ceniza seguida de la hidratación
y cristalización de la esmectita a partir de numerosos
núcleos.
Se trata de yacimientos de bentonitas
asociados a zonas de fracturación.
Presentan morfologías irregulares con
cambios de composición graduales
hacia
las
rocas
encajonantes,
generalmente de carácter ígneo,
encontrándose asociadas a otros
minerales de origen hidrotermal.
Según el INGEMMET los depósitos de bentonita se
encuentran distribuidos a lo largo de la Franja Interandina y
la Costa.
Los principales depósitos se encuentran en Tumbes, Piura en
la Formación Chira e Ica en la formación Paracas.
En Tumbes y Piura la bentonita está compuesta de
montmorillonita entre 45 a 75% y cristobalita entre 10% y
30%.
En Ica, el contenido de sílice y sodio en las bentonitas es
menor pero son más ricas en calcio. En Piura y Tumbes
abundan las bentonitas sódicas, y en Ica, las cálcicas.
Existen asimismo depósitos menos abundantes y puros en las
regiones de Lima y Arequipa. Finalmente en Cajamarca,
Ancash, Junín, Ayacucho y Puno existen también depósitos
de bentonita.
La explotación se efectúa a cielo abierto, utilizando medios
mecánicos convencionales. La potencia del recubrimiento a
remover varía de unos yacimientos a otros, pero, generalmente,
en la mayor parte de las explotaciones son inferiores a los 15 m,
además, en la mayor parte de los casos, dichos recubrimientos
son blandos y poco cohesionados, lo que hace fácil su
desmonte.
El procesado industrial del producto de cantera viene
fijado por la naturaleza y uso a que se destine.
Generalmente es sencillo, reduciéndose a un machaqueo
previo, eliminación de la humedad y, finalmente, a una
molienda hasta los tamaños de partícula deseados.
La bentonita seca se envasa y transporta, normalmente en
contene­dores de plástico o papel reforzado y, en
ocasiones, sobre todo cuando se trata de granulados o
cuando se requieren largos periodos del almacenamiento,
en tambores metálicos de 40 Kg de capacidad.
En forma natural, la bentonita es una roca blanda,
que tiene aproximadamente la consistencia de un
caolín, es decir friable y untuosa. Generalmente tiene
un color beige claro a oscuro, amarillo verdoso y
excepcionalmente blanco cremoso o verdoso.
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO: Esta es una
propiedad característica de las bentonitas, que son
capaces de intercambiar fácilmente, los iones fijados en
la superficie exterior de los cristales, en los espacios
interlaminares, o en otros espacios interiores de las
estructuras, por otros existentes en las soluciones acuosas
envolventes.
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN: La
capacidad de absorción de una
partícula
está
directamente
relacionada
con
las
características texturales
(superficie
específica
tipos
de
procesos
destacadamente
obstante
se
plásticas.
admite
que
No
la
bentonita contiene de 20 a 40
veces mayor cantidad de materias
y
porosidad) y se puede hablar de
dos
PLASTICIDAD: las bentonitas son
que
difícilmente se dan en forma
aislada.
arcillosas en forma coloidal.
TIXOTROPÍA:
presenta
el
una
substancia
fenómeno
de
la
tixotropía, cuando la aplicación de
un esfuerzo deformante, reduce su
HIDRATACIÓN E HINCHAMIENTO:
consistencia,
Una de las propiedades más
consistencia,
distintivas de la bentonita es su
resistencia que ofrece la mezcla a
capacidad
fluir o a deslizarse. La resistencia
de
considerablemente
hincharse
en
agua,
entendiéndose
el
grado
por
de
suele llamarse también viscosidad.
Son muy numerosos los usos industriales
de las bentonitas
ARENAS DE MOLDEO: Las arenas de
moldeo están compuestas por arena y
arcilla, generalmente bentonita, que
proporciona cohesión y plasticidad a la
mezcla, facilitando su moldeo y dándole
resistencia suficiente para mantener la
forma adquirida después de retirar el
moldeo y mientras se vierte el material
fundido.
La proporción de las bentonitas en la
mezcla varía entre el 5 y el 10 %,
pudiendo ser ésta tanto sódica como
cálcica, según el uso a que se destine el
molde.
A la hora de utilizar un lodo de
excavación o perforación en una
obra determinada, el lodo debe
realizar las tareas siguientes:
Estabilización
de las paredes de la
excavación
Contención de los fluidos de la
formación geológica atravesada
(agua, gases, hidrocarburos,…)
Limpieza
de
la
excavación
mediante el transporte del detritus
a la superficie
Refrigeración de los útiles de corte
Lodos bentoníticos y lodos
poliméricos
Ambos tipos de lodos se pueden
definir de la siguiente forma:
Los lodos bentoníticos son
suspensiones coloidales de
arcilla bentonítica en agua.
Los lodos poliméricos son
soluciones
acuosas
de
polímeros hidrosolubles.
Campos de aplicación: Los
campos de aplicación de los
lodos bentoníticos y de los
lodos poliméricos dentro de la
tecnología de perforación son
diversos
y,
entre
ellos,
destacan los siguientes:
Sondeos e inyecciones
Cimentaciones especiales
profundas
Túneles e hinca de tubería
Perforación horizontal dirigida
La bentonita se ha venido usando desde los
años 50 como agente aglutinante en la
producción
de
pelets
del
material
previamente pulverizado durante las tareas
de
separación
y
concentración.
La
proporción de bentonita añadida es del
0,5%, en la mayor parte de los casos.
Aunque
no
estandarizadas
existen
para
este
especificaciones
uso,
se
emplean
bentonitas sódicas, naturales o activadas, puesto
que son las únicas que forman buenos pelets con
las resistencias en verde y en seco requeridas, así
como una resistencia mecánica elevada tras la
calcinación.
ABSORBENTES:
superficie
La
elevada
específica
de
la
bentonita, le confiere una gran
capacidad tanto de absorción
Se
como de adsorción. Debido a
soporte
esto se emplea en decoloración
y clarificación de aceites, vinos,
sidras, cervezas, etc. Tienen gran
importancia
en
los
procesos
utiliza
además
de
como
productos
químicos, como por ejemplo
herbicidas,
pesticidas
e
insecticidas, posibilitando una
industriales de purificación de
distribución homogénea del
aguas que contengan diferentes
producto tóxico.
tipos de aceites industriales y
contaminantes orgánicos.
Uso de bentonitas como material de sellado:
-Capacidad de hinchamiento
-Buena plasticidad Lubricidad
-Alta impermeabilidad
-Compresibilidad
La creciente importancia que está
Esta
tomado en los últimos años, por
como material de sellado se basa
parte de los gobiernos de toda
fundamentalmente en algunas de
Europa,
sus
la
legislación
en
lo
utilidad
de
propiedades
las
bentonitas
características,
referente a medio ambiente, ha
como son: su elevada superficie
favorecido la apertura y desarrollo
específica,
de todo un mercado orientado
hinchamiento, buena plasticidad y
hacia el uso de bentonitas como
lubricidad, alta impermeabilidad,
material de sellado en depósitos
baja
de
y
bentonitas más utilizadas para es fin
peligrosos, como radiactivos de
son las sódicas, por tener mayor
baja y media actividad.
capacidad de hinchamiento.
residuos
tanto
tóxicos
gran capacidad de
compresibilidad.
Las
Se utiliza para cementar fisuras y grietas
Los usos en este campo se pueden resumir
de rocas, absorbiendo la humedad
en:
para impedir que esta produzca
derrumbamiento de túneles o
excavaciones, para impermeabilizar
trincheras, estabilización de charcas,
etc.
Para que puedan ser utilizadas han de
estar dotadas de un marcado carácter
tixotrópico, viscosidad, alta capacidad
de hinchamiento y buena
dispersabilidad. Las bentonitas sódicas
o cálcicas activadas son las que
presentan las mejores propiedades para
este uso.
Creación de membranas impermeables en
torno a barreras en el suelo, o como
soporte de excavaciones.
Prevención
de hundimientos. En las obras,
se puede evitar el desplome de paredes
lubricándolas con lechadas de bentonita.
Protección
de tuberías: como lubricante
y rellenando grietas.
En
cementos: aumenta su capacidad de
ser trabajado y su plasticidad.
Una
aplicación
de
las
bentonitas
que
está
cobrando
importancia en los últimos tiempos es su utilización como ligante
en la fabricación de alimentos pelletizados para animales. Se
emplea en la alimentación de pollos, cerdos, pavos, cabras,
corderos, y ganado vacuno, fundamentalmente. Actúa como
ligante y sirve de soporte de vitaminas, sales minerales,
antibióticos y de otros aditivos.
La bentonita tiene una doble misión:
actúa como promotor del crecimiento
y como atrapador de toxinas. Esto se
debe a que el alimento mezclado con
bentonita,
debido
a
su
gran
capacidad de adsorción, permanece
más tiempo en la zona intestinal, la
arcilla adsorbe el exceso de agua, y
hace que los nutrientes permanezcan
más tiempo en el estómago, siendo
mayor
su
producción).
rendimiento
(mayor
El uso de aluminosilicatos en diferentes campos de la catálisis es tan
antiguo como el propio concepto de catálisis. Son muchas las
aplicaciones
de
las
arcillas
como
catalizadores
o
soporte
de
catalizadores en diferentes procesos químicos. Así, son utilizadas en
reacciones de desulfuración de gasolina, isomerización de terpenos,
polimerización de olefinas, cracking de pertroleo, etc.
Las propiedades catalíticas de las bentonitas son resultado directo de su
elevada superficie específica y tipo de centros activos. policatión muy
voluminoso que, tras calcinación, da lugar a un oxido estable que
determina una porosidad fija y permanente de tamaño controlado
(tamices moleculares).
Desde hace tiempo las arcillas se vienen usando como excipiente por la
industria farmacéutica. Debido a que no son tóxicas, ni irritantes, y a que no
pueden ser absorbidas por el cuerpo humano se utilizan para la
elaboración de preparaciones tanto de uso tópico como oral. Se utiliza
como adsorbente, estabilizante, espesante, agente suspensor y como
modificador de la viscosidad. Su principal uso es la preparación de
suspensiones tópicas, geles y soluciones. Cuando se usa como parte de
una preparación oral, su naturaleza adsorbente puede enmascarar el
sabor de otros ingredientes
Par la fabricación de pinturas, grasas, lubricantes, plásticos,
cosméticos, se utilizan arcillas organofílicas, capaces de hinchar y
dispersarse en disolventes orgánicos, y utilizarse, por lo tanto,
como agentes gelificantes, tixotrópicos o emulsionantes.
Para desarrollar el color en leucocolorantes, en papeles
autocopiativos, se utilizan bentonitas activadas con ácido.
En agricultura, para mejorar las propiedades de suelos arenosos o
ácidos. Así mismo se utilizan esmectitas sódicas para recubrir
ciertos tipos de semillas, de forma que su tamaño aumente, y
resulte más fácil su distribución mecánica, a la vez que se mejora
la germinación.
En la obtención de membranas de ósmosis inversa, para la
desalinización de aguas.
MUCHAS GRACIAS POR SU
ATENCIÓN…
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