La caolinita es un mineral arcilloso con composición química Al2Si2O5(OH)4. Es un importante mineral industrial. Las rocas ricas en caolinita se llaman caolín. Caolinita, grupo común de minerales de arcilla que estan hidratados aluminio silicatos; contienen los componentes principales del caolín (arcilla china). El grupo incluye caolinita, que es químicamente similar pero amorfa a la caolinita, y sus formas más raras, estalagmita y nacrita, haloisita y alofana.

Es un mineral de silicato en capas con una capa de sílice tetraédrica (SiO4) unida a una capa octaédrica de octaedros de alúmina (AlO6) a través de átomos de oxígeno.

La caolinita, la nacrita y la dickita se presentan como masas compactas o granulares y grumos similares a la mica como placas hexagonales pequeñas, a veces alargadas. Los feldespatos son productos de cambio natural de feldespatoides y otros silicatos. El anóxido, anteriormente considerado un mineral del grupo de la caolinita con una proporción de sílice a alúmina superior a la normal, ahora se considera caolinita y sílice libre (principalmente no cristalina). Para fórmula química y propiedades físicas detalladas

La caolinita es la materia prima del ladrillo, la cerámica y el azulejo. Ha jugado un papel vital en el desarrollo de la civilización humana. El más importante de estos minerales es caolinita. Caolinita Forma placas blancas, microscópicas, pseudo-hexagonales.

masas compactas o granulares y grumos similares a mica. Otros tres minerales, estalagmita, nacrita y haloisita, químicamente idénticos a la caolinita, pero con un sistema monoclínico. Cuatro encontrados juntos ya menudo visualmente indistinguibles.

La caolinita es un producto natural de pequeño degradación. plagioclasa y feldespatos sodio-potasio bajo Efecto del agua, dióxido de carbono disuelto y ácidos de la materia orgánica. Utilizado en la agricultura; como relleno en alimentos como el chocolate; mezclado con pectina como antidiarreico; como expansor de pintura; como agente de refuerzo en caucho; y como agente de polvo en operaciones de fundición

Nombre Completo: El nombre caolín se deriva de Gaoling. Pueblo chino cerca de Jingdezhen, en la provincia de Jiangxi, sureste de China. El nombre ingresó al inglés en 1727 a partir de la versión francesa de la palabra: caolín.

La caolinita tiene una baja capacidad de contracción-hinchamiento y una baja capacidad de intercambio catiónico (1–15 meq/100 g). Un mineral suave, terroso, generalmente blanco (arcilla de filosilicato dioctaédrico) producido por desgaste de minerales de silicato de aluminio tales como feldespato. En muchas partes del mundo es rosa-naranja-rojo con de hierro óxido, dándole un color óxido distintivo. Concentraciones más ligeras dan colores blanco, amarillo o naranja claro. A veces se encuentran capas alternas, como en el Parque Estatal Providence Canyon en Georgia, Estados Unidos. Los grados comerciales de caolín se suministran y transportan como polvo seco, fideos semisecos o suspensión líquida.

Asociación: Quartz, feldespato, moscovita.

Polimorfismo y Serie: Dickita, halloysita y nacrita son polimorfos

Grupo de minerales: Grupo caolinita-serpentina.

Datos de celda: Grupo espacial: P1: a = 5.15 b = 8.95 c = 7.39 ® = 91:8 ± ¯ = 104:5 ±¡105:0 ± ° = 90 ± Z = [2]

Polvo de rayos X Patrón de Costura: Scalby, Yorkshire, Inglaterra (1A). 7.16 (vs), 3.573 (vs), 4.336 (vs), 2.491 (s), 2.289 (s), 2.558 (ms), 2.379 (ms)

Propiedades químicas

Clasificación químicaFilosilicatos Grupo caolinita-serpentina
FórmulaAl2Si2O5 (OH) 4
Impurezas comunesFe, magnesio, Na, K, Ti, Ca, H2O

Estructura de caolinita que muestra enlaces de hidrógeno entre capas

En comparación con otros minerales arcillosos, la caolinita es química y estructuralmente simple. Se define como un mineral de arcilla 1: 1 o TO porque sus cristales consisten en capas apiladas de RO. Cada capa TO consta de una lámina tetraédrica (T) de iones de silicio y oxígeno unida a una lámina octaédrica (O) de iones de oxígeno, aluminio e hidroxilo. La capa T se llama así porque cada ion de silicio está rodeado por cuatro iones de oxígeno que forman un tetraedro. La capa de O se llama así porque cada ion de aluminio está rodeado por seis iones de oxígeno o hidroxilo dispuestos en las esquinas de un octaedro. Las dos capas de cada capa están fuertemente unidas entre sí mediante iones de oxígeno compartidos, mientras que las capas están unidas mediante enlaces de hidrógeno entre el oxígeno en la cara exterior de la capa T de una capa y el hidroxilo en la cara exterior de la capa O. de la siguiente capa.

Transformaciones Estructurales

Las arcillas del grupo de las caolinitas sufren una serie de transformaciones de fase después del tratamiento térmico en aire a presión atmosférica.

Molienda

La molienda de caolinita da como resultado la formación de una fase mecanoquímicamente amorfa similar al metacaolín, aunque las propiedades de este sólido son bastante diferentes. Se requiere una gran energía para convertir la caolinita en metacaolín.

por Aspersión

Por debajo de 100 °C (212 °F), la exposición al aire seco eliminará lentamente el agua líquida del caolín. El estado final de esta transformación se llama “sequedad de la piel”. Entre 100 °C y aproximadamente 550 °C (1,022 °F), el agua líquida restante se expulsa de la caolinita. El estado final de esta transformación se denomina “sequedad ósea”. En este rango de temperatura, la eliminación de agua es reversible: si el caolín se expone al agua líquida, se reabsorberá y se descompondrá en forma de partículas finas. Las transformaciones posteriores representan cambios químicos irreversibles y permanentes.

Metacaolín

La deshidratación endotérmica de la caolinita comienza a 550-600 °C y produce metacaolín desordenado, pero se observa una pérdida continua de hidroxilo hasta los 900 °C (1,650 °F). Aunque históricamente ha habido mucho desacuerdo sobre la naturaleza de la fase de metacaolín, una extensa investigación ha llevado al consenso general de que el metacaolín no es una simple mezcla de sílice amorfa (SiO2) y alúmina (Al2O3), sino una estructura amorfa compleja que retiene algunos de eso orden de rango más largo (pero ciertamente no cristalino) debido al apilamiento de capas hexagonales.

Propiedades físicas

Hábito cristalino 
ColorBlanco a crema y amarillo pálido, también a menudo teñido de varios tonos, siendo comunes los bronceados y marrones.
rachaBlanco, o más pálido que la muestra.
Dureza2 - 2½
LustreCeroso, nacarado, opaco, terroso
EscotePerfecto el {001}.
DiafanidadTranslúcido, Opaco
Sistema de cristalTriclínico
TenacidadFlexible pero inelástico
Densidad2.63 g/cm3 (Calculado)
FracturaIrregular/desigual, concoideo, subconcoideo, micáceo

Propiedades ópticas

Tipo de Propiedadbiaxiales (-)
Color / PleocroísmoTransparente a translúcido como monocristales
2V:Medido: 24° a 50°, Calculado: 44°
valores de RI:nα = 1.553 - 1.563 nβ = 1.559 - 1.569 nγ = 1.560 - 1.570
Birrefringencia0.017
HumanitariaBaja
Dispersión:ninguna

Aparición

Reemplaza a otros minerales de aluminosilicato durante hidrotermal modificación y meteorización. Un componente común a partir del cual la fracción de tamaño de arcilla de los sedimentos puede formarse por precipitación directa.

La caolinita es uno de los minerales más comunes; Como caolín, se extrae en Malasia, Pakistán, Vietnam, Brasil, Bulgaria, Bangladesh, Francia, Reino Unido, Irán, Alemania, India, Australia, Corea del Sur, República Popular China, República Checa, España, Sur. África, Tanzania y Estados Unidos.

Los mantos de saprolita caolinítica son comunes en Europa occidental y septentrional. Las edades de estos mantos van desde el Mesozoico hasta el Cenozoico Temprano.

La arcilla de caolinita es abundante en los suelos formados por la erosión química de las rocas en climas cálidos y húmedos, como las selvas tropicales. Al comparar suelos a lo largo de una pendiente hacia climas cada vez más fríos o secos, la proporción de caolinita disminuye mientras que la proporción de otros minerales arcillosos como illita (en climas más fríos) o esmectita (en climas más secos) aumenta. Tales diferencias climáticamente relevantes en el contenido de minerales arcillosos a menudo se utilizan para revelar cambios en el clima en el pasado geológico, donde los suelos antiguos fueron enterrados y preservados.

Área de usos

  • El uso principal del mineral caolinita (alrededor del 50% del tiempo) es en la producción de papel; Su uso proporciona brillo en algunos tipos de papel estucado.
    • en cerámica (componente principal de la porcelana)
    • en pasta de dientes
    • como material emisor de luz en bombillas incandescentes blancas
    • en cosmética
    • En material de aislamiento industrial llamado Kaowool (un tipo de lana mineral)
    • en cremas protectoras y protectoras de la piel 'pre-work'
    • en pintura para prolongar titanio pigmento blanco dióxido y cambiar los niveles de brillo
    • para cambiar las propiedades del caucho tras la vulcanización
    • en adhesivos para cambiar la reología
    • como spray aplicado a los cultivos para prevenir el daño de los insectos en la agricultura ecológica y para evitar las quemaduras solares en las manzanas
  • Como encalado en las casas tradicionales con paredes de piedra en Nepal (el método más común es pintar la parte superior con caolín blanco y el medio con arcilla roja; la arcilla roja puede extenderse hasta el fondo o el fondo puede pintarse de negro)
  • Como relleno o como recubrimiento para mejorar la superficie en la fabricación de papel, como relleno en Edison Diamante Discos Debido a que la caolinita puede contener trazas muy pequeñas de uranio y el torio, como indicador en la datación radiológica, era común para tratar el malestar estomacal (más recientemente, preparaciones de caolinita producidas industrialmente para el tratamiento de la diarrea), similar a lo que los loros (y luego los humanos) usaron originalmente en América del Sur.
  • para mascarillas o jabones (conocidos como “arcilla blanca”) envolturas corporales, tratamientos corporales de spa como capullos o simplemente tratamientos localizados como pies, espalda o manos. Se puede agregar aceite esencial para agregar un aroma agradable, o se pueden agregar algas para aumentar los valores nutricionales de la golosina.
  • como adsorbente en el tratamiento del agua y de las aguas residuales para promover la coagulación de la sangre en los procedimientos de diagnóstico, p. ej., el tiempo de coagulación del caolín
  • en forma de metacaolín modificado como puzolana; Cuando se agrega a una mezcla de concreto, el metacaolín acelera la hidratación del cemento Portland y participa en la reacción puzolánica con la portlandita, que se forma en la hidratación de los principales minerales del cemento (por ejemplo, la alita).
  • en forma de metacaolín modificado como ingrediente básico para compuestos de geopolímeros

Seguridad

Las personas pueden estar expuestas al caolín en el lugar de trabajo al inhalar el polvo o por contacto con la piel o los ojos.

La Seguridad y Salud Ocupacional

La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) ha establecido el límite legal (límite de exposición permisible) para la exposición al caolín en el lugar de trabajo en 15 mg/m3 de exposición total y 5 mg/m3 de exposición respiratoria en una jornada laboral de 8 horas. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) de 10 mg/m3 de exposición total TWA 5 mg/m3 de exposición respiratoria durante una jornada laboral de 8 horas.

Ingeniería geotécnica

Araştırma sonuçları, kaolinitin jeoteknik mühendisliğinde kullanımının alternatif olarak, özellikle mevcudiyeti toplam kaya kütlesinin %10,8'inden az ise, daha güvenli illit ile değiştirilebileceğini göstermektedir.

Distribución

Material puro de muchas localidades, incluyendo:

  • en Kauling, provincia de Kiangsi, China.
  • En numerosos pozos de arcilla china en Cornualles y Devon, Inglaterra.
  • En Limoges, Haute-Vienne, Francia.
  • Cerca de Dresde, Kemmlitz y Zettlitz, Sajonia y otros lugares de Alemania.
  • Grande XNUMX% en la cuenca del Donets, Ucrania.
  • En EE. UU., en Macon, Bibb Co., Georgia; en la mina Dixie Clay Company y en Lamar Pit, cerca de Bath, Aikin Co., Carolina del Sur; cerca de Webster, Jackson Co., Carolina del Norte; cerca de Murfreesboro, Pike Co., y en Greenwood, Sebastian Co., Arkansas; de Mesa Alta, Rio Arriba Co., Nuevo México.
  • En Huberdeau, Quebec, y cerca de Walton, Nueva Escocia, Canadá

Referencias

  • Britannica, T. Editors of Encyclopaedia (2018 de enero de 25). Caolinita. Enciclopedia Británica. https://www.britannica.com/science/caolinita
  • Bonewitz, R. (2012). Rocas y minerales. 2ª ed. Londres: DK Publishing.
  • Dana, JD (1864). Manual de Mineralogía… Wiley.
  • Handbookofmineralogy.org. (2019). manual de Mineralogía. [en línea] Disponible en: http://www.handbookofmineralogy.org [Consultado el 4 de marzo de 2019].
  • Mindat.org. (2019): Información mineral, datos y localidades.. [en línea] Disponible en: https://www.mindat.org/ [Consultado. 2019].
  • Smith.edu. (2019). Geociencias | Colegio Smith. [en línea] Disponible en: https://www.smith.edu/academics/geosciences [Consultado el 15 de marzo de 2019].