Tesis Dr.Cs. Rafael Quintana Puchol-2013.pdf - Universidad Central ...

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superior al valor 2 correspondiente a la caolinita pura y ordenada [121-123]. El valor de esta
relación está influenciado por la contribución indeterminada tanto de sílice (SiO2) como de
alúmina (Al2O3) de los minerales accesorios, así como de otros
elementos químicos presentes diadócicamente en las láminas
estructurales de la caolinita, ambos aspectos pueden influir
decididamente en el comportamiento termodinámico de la caolinita al
ser empleada en la síntesis de las matrices de fundentes fundidos.
Para dilucidar algunas de estas interrogantes se separó la facción
arcillosa de la no-arcillosa según criterios de Quintana-Puchol [124].
El primer objetivo constituye separar la facción arcillosa (< 2 μm) de
la no-arcillosa (>2 μm) y, después, caracterizarlas química y
mineralógicamente.
Para la obtención de la fracción arcillosa (d = 2r < 2 μm) se procedió
de la manera siguiente: Se realizó una suspensión constituida por 10
g de muestra del concentrado de caolín con 100 mL de agua
destilada, la que se sometió a un proceso de dispersión mediante agitación mecánica y
vibración ultrasónica, simultáneos durante 5 min. A la suspensión dispersa resultante se
añadieron 5 mL de una solución amoniacal al 1 %, para estabilizar la fracción arcillosa dispersa.
Luego se extrajo la fracción arcillosa < 2 μm por levigación, considerando el tiempo de
sedimentación acorde a la ley de Stokes:
VH = (g/18)·[( DS− dL)/η]∙·r 2 (2.3)
Donde Vf es la velocidad final de sedimentación de las partículas de
arcilla (cm/s), g la aceleración de la gravedad terrestre (981 cm/s 2 ), DS
y dL las densidades de la arcilla (≈ 2,55 g/cm 3 ) y del medio
dispersante (1 g/cm 3 ) respectivamente, η la viscosidad de la
suspensión (≈ 0,01 P [1P(Poise) = 0,1Pa.s = 0,01g/(cm.s)]) y r el radio
equivalente de la partícula de arcilla (1cm = 10 4 μm).
Si en la fórmula (2.3) se sustituyen VH por H/t (H y t son la trayectoria
(cm) y el tiempo de sedimentación de las partículas, respectivamente)
y se despeja t convirtiéndolo en horas (h) y r en μm, se obtiene la fórmula siguiente: t =
11837,82(H/r 2 ) (2.4).
Tabla 2.8: Composición
química promedio del
caolín (r < 45 μm)
Óxidos %-m Mole
SiO2 48,77 0,8128
Al2O3 34,34 0,3366
Fe2O3 0,65 0,0041
MgO 0,77 0,0192
CaO 0,63 0,0112
Na2O 0,52 0,0083
K2O 0,58 0,0062
H2O+ 0,48 0,0268
H2O- 11,69 0,6492
TiO2 0,88 0,0110
FeO 0,70 0,0097
Total 100,01 1,7897
Tabla 2.9: Composición
mineralogía no-arcillosa
del caolín (r > 2 μm)
Mineral %
Caolinita
83
(r < 2 μm)
Cuarzo 6
Feldespato 3
Mica 1
Biotita 3
Otros 4
Total 100
El tiempo de sedimentación calculado para partículas > 2 μm y para H = 10 cm es de 29594,55
s (8 h, 13 min y 14,6 s), quedando en suspensión la fracción arcillosa (d=2r< 4 μm). La
suspensión de la fracción arcillosa se extrajo a cada 8¼ h por decantación vertiéndola en un
recipiente de un litro. Cada sedimento se sometió al mismo procedimiento de dispersión y