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Libro de Actas ATACER 2013

Oct 20, 2015

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  • Libro de actas del

    XI Congreso y Exposicin Internacional de la Industria Cermica, del Vidrio, Refractarios y Suministros

    16-19, octubre, 2013. Olavarria Argentina

    Organizan

    Asociacin Tcnica Argentina de Cermica

    Centro Tecnolgico de Recursos Minerales y Cermica

    CONICET - CICPBA

    Facultad de Ingeniera Universidad Nacional del Centro de la

    Provincia de Buenos Aires

    Municipalidad de Olavarra

  • Annimo

    Actas del XI Congreso y Exposicin Internacional de la Industria Cermica, del Vidrio,

    Refractarios y Suministros : ATACER 2013 / Annimo ; compilado por Edgado F. Irassar y

    Esteban Aglietti. - 1a ed. - Tandil : Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos

    Aires. Facultad de Ingeniera. , 2013.

    CD-ROM

    ISBN 978-950-658-334-7

    1. Cermica. 2. Actas de Congresos. I. Edgado F. Irassar, comp. II. Aglietti, Esteban, comp.

    CDD 620.14

    Fecha de catalogacin: 23/09/2013

  • COMIT ORGANIZADOR

    Presidente Gregorio Domato (ATAC)

    Vicepresidente Horacio Fernndez (ATAC)

    Presidentes Cientfico -Tecnolgico Fabin Irassar (UNICEN)

    Esteban Aglietti (CETMIC)

    Secretario Juan Carlos Omoto (ATAC)

    Miembros del Comit Organizador

    Rosario Endere (Municipalidad de Olavarra)

    Cristina Gasselli (UNICEN)

    Marcos Lavandera (UNICEN)

    Araceli Lavat (UNICEN)

    Nicolas Rendtorff (CETMIC)

    Alberto Scian (CETMIC)

    Gustavo Surez (CETMIC)

    Cristina Volzone (CETMIC-ATAC)

    Julia Tasca (UNICEN)

    Alejandra Tironi (UNICEN)

    Mnica Trezza (UNICEN)

    Claudia C. Wagner (UNICEN)

    Oscar Vitale (ATAC)

    Nelly Prieto (CETMIC)

    Comit Artstico

    Presidenta Ana Maio

    Vicepresidenta Alejandra De Stefano

    Coordinador General Dr. Niclas Rendtford

    Prensa y Difusin

    Luis Alonso Ibez (Revista Cermica y Cristal)

    Carla Alonso Marasco (Revista Cermica y Cristal)

  • COMIT CIENTFICO TECNOLGICO

    Pablo Galliano (CINI-Siderca)

    Analia Tomba (INTEMA)

    Miriam Castro (INTEMA)

    Oscar de Santis (UNR)

    Liliana Garrido (CETMIC)

    Jos Manuel Porto Lpez (INTEMA)

    Rosa Trres Snchez (CETMIC)

    Araceli Lavat (UNICEN)

    Edgardo F. Irassar (UNICEN)

    Mnica Trezza (UNICEN)

    Viviana Rahhal (UNICEN)

    Alejandra Fanovich (INTEMA)

    Pablo Botta (INTEMA)

    Andrea Camerucci (INTEMA)

    Diego Lamas ( UNCO)

    Alberto Pasquevich (UNLP)

    Mara Emilia Iucci (UNLP-CONICET)

    Elena Brandaleze (DYTEMA)

    Edgardo Benavidez (DYTEMA)

    Aldo Boccaccini (Inst. Biomateriales, Univ. Erlangen, Alemania)

    Carlos Gonzalez Oliver (CNEA)

    Nora Zagorodny (UNLP)

    Patricia Albano (CETMIC)

    Roberto Alonso (IFLP)

    Jorge Martinez ( IFLP)

    Michele Dondi (INSTEC-CNR Italia)

    Juan Carlos Iglesias (PG-La Toma)

    Jorge Valles (UNCO)

  • AUSPICIANTES

  • ndice ATACer 2013 - i

    INDICE DE TRABAJOS

    2. TCNICAS INSTRUMENTALES Y ENSAYO DE MATERIALES Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

    EVALUACION DEL COMPORTAMIENTO MECANICO DE

    MATERIALES CERAMICOS AVANZADOS Y REFRACTARIOS

    MEDIANTE ENSAYOS NO-CONVENCIONALES Sebastin E. Gass, Pablo G. Galliano, M. Andrea Camerucci, Anala G.

    Tomba Martinez

    031

    DEGRADACIN QUMICA Y MECNICA DE MATERIALES

    COMERCIALES Al2O3-MgO-C

    Vanesa Muoz, Leonardo Musante, Silvia Camelli, Pablo G. Galliano,

    Anala G.Tomba Martinez

    039

    USO DE MTODOS GEOELCTRICIOS (IP) EN LA

    EXPLORACIN DE DEPSITOS DE ARCILLAS DEL CERRO

    RECONQUISTA, BUENOS AIRES.

    Joaqun Nigro; Mara Laura Delgado; Mario Tessone; Ricardo

    Etcheverry; Horacio Echeveste; Ignacio Escobar

    045

    1. MATERIAS PRIMAS Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

    LA MOLIENDA EN SECO UN PROCESO AMBIENTALMENTE

    SUSTENTABLE PARA LA PRODUCCIN DE BALDOSAS

    CERMICAS

    M. Dondi, E. Domnguez, R. Etcheverry, C. Iglesias, C. Zanelli, R. de

    Barrio

    001

    MICAS NACIONALES Y SUS POSIBLES APLICACIONES NO

    TRADICIONALES COMO PIGMENTOS PERLESCENTES

    Mario A. De Giusto, Ricardo Etcheverry

    005

    INFLUENCIA DEL TRATAMIENTO TERMICO DE UNA

    BENTONITA PARA SU UTILIZACION COMO DESECANTE

    Natalia Castrillo, Adela Mercado, Cristina Volzone

    011

    CARACTERIZACIN DE MATERIAL BASLTICO DE

    MISIONES Y SU APLICACIN EN CERMICA

    Susana E. Ciccioli, Liliana B. Garrido, Isidoro B. Schalamuk

    017

    SELECCIN DE ARCILLAS ARGENTINAS PARA SU

    POTENCIAL USO EN LA SNTESIS DE MULLITA DE ALTA

    CALIDAD

    Angela X. Moreno E., Alberto N. Scian.

    025

  • ndice ATACer 2013 - ii

    2. TCNICAS INSTRUMENTALES Y ENSAYO DE MATERIALES

    ESTUDIO DE DEFECTOS EN ZIRCONIA ESTABILIZADA CON

    YTRIA MEDIANTE ANIQUILACIN DE POSITRONES

    Damonte, L.C

    051

    CARACTERIZACION DE ARENAS DE CIRCON EMPLEADAS

    EN LA INDUSTRIA CERAMICA

    Patricia C. Rivas, Alberto F. Pasquevich, Laura C. Damonte

    057

    DESARROLLO DE SUSTRATOS CONDUCTORES SIN

    CORROSIN SOBRE MATERIALES CERMICOS PARA

    APLICACIONES FOTOVOLTAICAS

    M. Alajami, M.D.Reyes-Tolosa, L.C. Damonte, M.A.Hernndez-

    Fenollosa

    063

    CARACTERIZACIN NANOSCPICA DE MATERIALES

    CERMICOS MEDIANTE LA DETECCIN DE RADIACIN

    GAMA.

    Cecilia Y. Chain,

    Laura C. Damonte, Patricia C. Rivas, Nicols

    Rendtorff, Alberto F. Pasquevich

    069

    3. CERMICOS AVANZADOS Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

    PREPARACIN Y PROPIEDADES DE MATERIALES

    MULTIFERROICOS BASADOS EN BiFeO3

    Adrin A. Cristbal, Mara S. Conconi y Pablo M. Botta

    075

    SNTESIS Y ACTIVIDAD FOTOCATALTICA DE TiO2

    NANOCRISTALINO PURO Y DOPADO CON CARBONO

    Alejandro Vlchez-Villalba, Jordi Esquena, Pablo M. Botta

    081

    CGO COMO ELECTROLITO DE IT-SOFC: CRECIMIENTO DE

    GRANO

    Afra Fernndez Zuvich, Carlos Gonzlez Oliver, Anala Soldati, Adriana

    Serquis

    087

    OBTENCIN DE MATERIALES PIEZOELCTRICOS

    PERTENECIENTES AL SISTEMA Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3 Javier Camargo, Leandro Ramajo, Fernando Rubio-Marcos, Miriam

    Castro

    093

    COMPORTAMIENTO DIELCTRICO DE CERMICOS DE

    TITANATO DE CALCIO Y BARIO

    Beatriz C. Barra, A. E. Souza, Silvio R. Teixeira, Elson Longo, Miriam S.

    Castro

    099

    COMPORTAMIENTO MECNICO DE DISCOS EN VERDE DE

    MULLITA OBTENIDOS POR UNA NUEVA RUTA DE

    CONSOLIDACIN TRMICA CON ALMIDN

    Mariano. H. Talou, Anala. G. Tomba Martinez, Ma. Andrea Camerucci

    105

  • ndice ATACer 2013 - iii

    3. CERMICOS AVANZADOS

    MATERIALES CERMICOS MACROCELULARES DE

    MULLITA OBTENIDOS POR ESPUMADO Y CONSOLIDACIN

    TRMICA CON ALBMINA

    Mara L. Sandoval, Anala G. Tomba Martinez, Mara A. Camerucci

    111

    CARACTERIZACIN DE MATERIAS PRIMAS NATURALES

    PARA LA ELABORACIN DE BIOMATERIALES

    Franco M. Stbile, Cristina Volzone

    117

    INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE ZrO2 EN LA

    SINTERIZACIN, MICROESTRUCTURA Y DUREZA DE

    COMPOSITOS Al2O3-ZrO2 H. L. Calambs, M. P. Albano

    123

    BIOCERMICOS DE DIXIDO DE Ti - HIDROXIAPATITA

    NATURAL

    Cristian Martinez, Guna Krieke, Janis Los, Ulises Gilabert, Liliana Garrido, Andrs Ozols

    129

    MICROESFERAS BIOCERMICAS POR ROCIADO POR

    PLASMA

    Cristian Martinez, Gabriel La Gattina,Ulises Gilabert, Liliana Garrido,

    Andrs Ozols

    135

    CUANTIFICACIN DEL CONTENIDO DE T-ZrO2 EN MEZCLAS

    DE NANOPOLVOS COMERCIALES DE ZIRCONIA

    MONOCLNICA Y PARCIALMENTE ESTABILIZADA POR

    ATD, DRX Y DRX-RIETVELD

    M. Gauna, M. S Conconi, N. M. Rendtorff, G. Surez, E.F. Aglietti

    141

    MATERIALES DE MULLITA ZIRCONIA POR REACCION

    SINTERIZACION EN SPARK PLASMA SINTERING

    N. M. Rendtorff, G. Surez, Y. Sakka, E.F. Aglietti

    149

    EVOLUCIN DE FASES EN LA SNTESIS MECANO-QUMICA

    DE LA SOLUCIN SOLIDA DE ZIRCONIA ESTABILIZADA

    NANOCRISTALINA (ZrO2)0.97(Y203)0,03 por PAC

    Nicols M. Rendtorff, Gustavo Surez, Esteban F. Aglietti, Patricia C.

    Rivas, Jorge A. Martnez

    155

    SINTERIZACIN Y PROPIEDADES DE NANOPOLVOS DE

    ZIRCONIA MONOCLNICA, TETRAGONAL Y CBICA. UN

    ESTUDIO PRELIMINAR.

    Sofa Gomez, Gustavo Suarez, Nicols Rendtorff, Esteban Aglietti

    161

    NANOTUBOS DE CARBONO. APLICACIONES EN

    COMPOSITOS CERMICOS. MTODOS DE DISPERSIN,

    CONFORMADO Y SINTERIZACIN

    Gustavo Surez, Nicols M. Rendtorff, Sofa Gomez, Agustina Violini,

    Diego Colasurdo, Alberto N. Scian, Yoshio Sakka, Esteban F. Aglietti

    167

  • ndice ATACer 2013 - iv

    4. REFRACTARIOS Y CEMENTOS Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

    ESTUDIO DE DESGASTE PREMATURO DE LADRILLOS DE

    MgO-C UTILIZADOS EN LA LNEA DE ESCORIA DE

    CUCHARA DE ACERO

    Elena Brandaleze, Edgardo Benavidez, Carina Gorosurreta

    173

    ESTUDIO DE ATAQUE POR ESCORIAS EN LADRILLOS DE

    MAGNESIA-CARBONO

    Edgardo Benavidez, Yamila Lagorio, Carina Gorosurreta, Elena

    Brandaleze, Leonardo Musante, Pablo Galliano

    179

    SNTESIS Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES

    REFRACTARIOS BASADOS EN EL SISTEMA ZrO2-Al2O3-MgO-

    CaO-SiO2 A PARTIR DE DOLOMITAS BONAERENSES Mara Cristina Grasselli, Araceli Elisabet Lavat, Ruth Florencia Retta

    185

    ESTABILIDAD COLORIMETRICA DE PASTAS DE CEMENTO

    PORTLAND

    Alicia M. Gaisch, Mnica Trezza

    191

    PASTAS DE CEMENTO CON INCORPORACIN DE

    ADICIONES DE ORIGEN CAOLINTICO: ESTUDIOS A

    TEMPRANA EDAD

    Viviana Rahhal- Csar Pedrajas- Edgardo Irassar- Rafael Talero

    197

    MATERIALES CERAMICOS RESIDUALES COMO ADICIONES

    PUZOLNICAS AL CEMENTO PORTLAND

    Mnica A. Trezza, Alejandra Tironi, Viviana F. Rahhal y E. Fabin

    Irassar

    205

    DENSIFICACIN Y MICROESTRUCTURA DE CERMICOS

    DE MgO CaZrO3 PRODUCIDOS A PARTIR DE DIFERENTES m-ZrO2 Fernando N. Booth, Liliana B. Garrido, Esteban .F. Aglietti

    211

    PROCESAMIENTO COLOIDAL DE COMPOSITOS POROSOS

    DE ZrO2/ CaAl4O7 CON ALMIDN COMO AGENTE

    FORMADOR DE POROS.

    Yesica L. Bruni, Liliana B. Garrido, Esteban F. Aglietti

    217

    OBTENCIN DE COMPOSITOS BASADOS EN ZrO2

    ESTABILIZADA CON CaO POR DISTINTAS TCNICAS DE

    SINTERIZADO.

    Yesica. L. Bruni, Liliana. B. Garrido, Esteban. F. Aglietti

    223

    SINTERIZACIN Y PROPIEDADES DE TITANATO DE

    ALUMINIO CON ZIRCN Y TALCO COMO ADITIVO DE

    SINTERIZACIN

    Nora E. Hipedinger, Nicols M. Rendtorff, Andrea Domma, Gustavo

    Surez, Esteban F. Aglietti

    229

    INFLUENCIA DE LA ZIRCONIA EN LA RESISTENCIA AL

    CHOQUE TERMICO DE HORMIGONES ALUMINOSOS ULCC

    Nicols M. Rendtorff, Nora E. Hipedinger, Esteban F. Aglietti

    235

  • ndice ATACer 2013 - v

    4. REFRACTARIOS Y CEMENTOS

    CARACTERIZACIN DE REVESTIMIENTOS PROYECTABLES

    BSICOS DE MAGNESIA (MGO) PARA REPARTIDOR:

    SECADO Y RESISTENCIA FRENTE AL CHOQUE TRMICO.

    Maximiliano Musmeci, Nicols Rendtorff, Leandro Musante, Leandro

    Martorello, Pablo Galiano, Esteban Aglietti

    243

    CINTICA NO ISOTRMICA DE LA FORMACIN DE

    TITANATO DE ALUMINIO (Al2TiO5) POR ATD

    Nicols M. Rendtorff, Nora E. Hipedinger, Gustavo Surez, Esteban F.

    Aglietti

    251

    EFECTO DE LA REACCIN PUZOLNICA DE ARCILLAS

    CAOLINTICAS CALCINADAS EN LA HIDRATACIN DE

    PASTAS DE CEMENTO: ESTUDIO CALORIMTRICO.

    Alejandra Tironi, Horacio A. Donza, Mnica A. Trezza, Alberto N.

    Scian, E. Fabin Irassar.

    257

    5. CERMICA TRADICIONAL Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

    ESMALTES CERMICOS CON PIGMENTOS (M/M)TiO2-

    RUTILO

    Griselda Xoana Gayo y Araceli Lavat

    263

    APLICABILIDAD DE POLVOS DE PULIDO DE

    PORCELANATOS EN CERMICAS TRIAXIALES

    M. F. Serra, E. Moyas1, G. Surez, E. F. Aglietti, N. M. Rendtorff

    269

    DESARROLLO DE ESMALTES CRUDOS BASADOS EN

    ULEXITA PARA BAJA TEMPERATURA

    Magali Vitelli, Martiniano Piccico, M. Florencia Acebedo, M. Florencia

    Serra, Nicols M. Rendtorff

    275

    INFLUENCIA DEL TALCO Y EL ESPODUMENO EN EL

    PROCESAMIENTO Y PROPIEDADES DE CERMICA

    TRIAXIAL

    Vernica Cola, Florencia Serra, Nicols Rendtorff.

    281

    MATERIALIDAD EN LA CERMICA CONTEMPORNEA:

    ANLISIS DE LA OBRA DE TRES CERAMISTAS ESPAOLES

    CONTEMPORNEOS, UN ESTUDIO DE CASO.

    Serra, M. Florencia, Acebedo, M. Florencia; Moyas, Ernesto, Rendtorff,

    Nicols.

    289

    LA UTILIZACIN DEL ESTUDIO DE UN ESMALTE

    CERMICO MODIFICADO COMO RECURSO PLSTICO Y

    GENERADOR DE SENTIDO EN UNA OBRA CERAMICA.

    M. Florencia Acebedo, M. Florencia Serra, Vernica Dillon, Nicols

    Rendtorff

    295

  • ndice ATACer 2013 - vi

    5. CERMICA TRADICIONAL

    PROPIEDADES MECNICAS Y RESISTENCIA AL CHOQUE

    TRMICO DE VIDRIO PLANO Mara Florencia Hernndez, Florencia Yarza, Nicols M. Rendtorff,

    Esteban F. Aglietti

    301

    6. CERMICA ARQUEOLGICA

    Ttulo contribucin- Autor/es

    LOS RESERVORIOS DE AGUA EN LOS CONTEXTOS

    DOMSTICOS BELN (SIGLOS XIV-XVI, CATAMARCA,

    ARGENTINA)

    Nora Zagorodny, Brbara Balesta y Cristina Volzone

    307

    CONTENEDORES CERMICOS PARA LA ELABORACIN Y

    CONSUMO DE CHICHA EN UN PUEBLO PREHISPNICO DE

    CATAMARCA

    Brbara Balesta, Nora Zagorodny y Celeste Valencia

    313

    LA TECNOLOGA CERMICA DE LA COSTA

    NORPATAGNICA,PROVINCIA DE RO NEGRO, ARGENTINA

    (HOLOCENO TARDO FINAL).

    Erika Borges Vaz

    321

    MATERIAS PRIMAS, TCNICAS Y DISEOS EN EL PASADO

    PREHISPNICO. LAS TRADICIONES ALFARERAS DEL

    VALLE DEL BOLSN CA. 900-1600 D.C. (BELN, CATAMARCA,

    ARGENTINA)

    Vernica Puente

    327

    MATERIAS PRIMAS ARCILLOSAS EN EL VALLE DE TAF

    (TUCUMN, ARGENTINA). EVALUACIN DE SU

    DISPONIBILIDAD Y APTITUD PARA LA MANUFACTURA

    CERMICA PREHISPNICA

    Mara Cecilia Pez y Brbara Manasse

    333

    EL TIESTO MOLIDO COMO PRCTICA ALFARERA

    RECURRENTE EN LA PRODUCCIN DE VASIJAS EN EL

    VALLE DE TAF (TUCUMN, ARGENTINA)

    Mara Cecilia Pez

    339

    TECNOLOGA CERMICA EN EL SITIO INKA CV6/CV2:

    PRIMEROS ANLISIS POR PETROGRAFA CERMICA Y

    TL/SUS (DPTO. TINOGASTA, PROVINCIA DE CATAMARCA,

    NOROESTE, ARGENTINA)

    Guillermo A. De La Fuente, Sergio D. Vera y Kaare L. Rasmussen

    345

  • ndice ATACer 2013 - vii

    6. CERMICA ARQUEOLGICA

    EVIDENCIAS DE SOBRECOCCIN Y VITRIFICACIN EN LAS

    ESTRUCTURAS DE COMBUSTIN (HORNOS DE CERMICA)

    Y EN CERMICA ARQUEOLGICA PROCEDENTES DEL

    SITIO COSTA DE REYES N 5: UNA APROXIMACIN A

    TRAVS DE LA PETROLOGA CERMICA, MEB-EDS Y

    DIFRACCIN DE RAYOS X (DPTO. TINOGASTA, PROVINCIA

    DE CATAMARCA, NOROESTE, ARGENTINA).

    Guillermo A. De La Fuente y Sergio D. Vera

    351

    7. CERMICA ARTSTICA Y DISEO Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

    PRODUCCION DE UNA PIEZA COMPLEJA DE CERAMICA A

    PARTIR DE MOLDERIA PRODUCIDA UTILIZANDO

    TECNOLOGA FDM DE PROTOTIPADO RPIDO. Diego P.C. Velazco, Federico Urbaneja, Estefana Fondevila Sancet,

    Martiniano Piccico, Ernesto Moyas, P. Miquelarena, M. Florencia Serra,

    M. Florencia Acebedo, Gustavo Surez, Nicols Rendtorff

    357

    IMPRESIN 3D EN CERMICA

    Andrs Ruscitti, Estefana Fondevila Sancet, Diego Velazco, Gabriel

    Monach,

    363

    CENIZAS DEL PUYEHUE. UNA CATSTROFE SECRETA

    Angela Tedeschi. Mara Celia Grassi

    369

    IMPERMEABILIDAD Y CUARTEADO DE ESMALTES

    COMERCIALES NEGROS MATES DE 1040C

    Lucia Perez, M. Florencia Acebedo, M. Florencia Serra, Martiniano

    Piccico, Nicols Rendtorff

    375

    RESTAURACIN DE MOSAICOS DE PISO DE EXPRESIN

    ARTESANAL. TEATRO COLN. Arq. Alberto Andrs Alfaro

    381

    OBTENCION DE PIGMENTOS CERAMICOS AZULES DEL

    TIPO EGYPTIAN BLUE Ana M. Ermili, Irma L. Botto y Carmen I. Cabello

    387

    INVESTIGACIN DE TCNICAS GRFICAS APLICADAS A

    LA SUPERFICIE CERMICA

    Graciela Barreto, Graciela Galarza

    393

    DISEO Y REALIZACION DE SEALES TCTILES EN

    MATERIAL CERMICO, PARA PERSONAS CIEGAS O CON

    CAPACIDADES VISUALES DISMINUIDAS.

    Virginia Alicia Navarro, Carlos Eliseo Daz, Ubaldo Rovello

    399

    CERMICA CONTEMPORNEA. TECNOLOGA

    ESPECIALIZADA EN PASTAS VTREAS APLICADA A LA

    PRODUCCIN ARTSTICA Y DE DISEO.

    Mara Clara Marquet; Liliana Sammarco Fazio.

    405

  • ndice ATACer 2013 - viii

    7. CERMICA ARTSTICA Y DISEO

    EL DESARROLLO DEL CONCEPTO DE FUNCIONALIDAD EN

    OBRAS DE ARTE CERMICO CONTEMPORNEO

    Mariel Tarela

    411

    RECORRIDOS Y PRODUCCIONES ARTSTICAS CERMICAS

    UNIVERSITARIAS Vernica Dillon, Mariel Tarela, Lic. Mara Florencia Melo

    415

    LA IMAGEN CERMICA, JUEGOS Y METFORAS

    Vernica Dillon.

    421

    RECICLADO DE LADRILLO EN PRODUCTOS ARTSTICOS Y

    DE DISEO

    Laura G. Gonzlez, Agustn E. Herrera.

    427

    8. GESTIN AMBIENTAL, RECICLADO Y ENERGA Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

    APROVECHAMIENTO DE MINERALES ARCILLOSOS PARA

    LA ADSORCIN DE COLORANTE RED ALLURA.

    EVALUACIN DE LA CAPACIDAD DE RETENCIN

    MODIFICANDO SU ESTRUCTURA QUMICA Y TIEMPO DE

    CONTACTO

    Susana Y. Martinez Stagnaro, Cristina Volzone, Lucas Huck

    433

    EVALUACIN DE VIDRIOS DE FOSFATO DE HIERRO Y Bi2O3 PARA LA INMOVILIZACIN DE RESIDUOS RADIACTIVOS Paula A. Arboleda Zuluaga, Carlos J.R. Gonzlez Oliver, Diego S.

    Rodrguez

    439

    ESTIMACIN DE LA DISMINUCIN DE ENERGA Y

    EMISIONES DE CO2 CUANDO SE UTILIZAN ARCILLAS

    CAOLINTICAS CALCINADAS EN LA FORMULACIN DEL

    CEMENTO.

    Alejandra Tironi, Mnica A. Trezza, E. Fabin Irassar, Alberto N. Scian.

    445

    ARCILLAS PARA LA RETENCIN DEL COLORANTE NEGRO

    CIDO UNO UTILIZADO EN LA INDUSTRIA DE CURTIEMBRE

    Nereida V. Quesada Cangahuala, Cristina Volzone

    451

  • PRLOGO

    El XI Congreso Internacional de Cermica, Vidrio y Refractarios ha convocado a

    especialistas, industriales, investigadores y artistas de diversas instituciones nacionales y

    extranjeras para compartir los avances cientficos-tecnolgicos, las mejoras en los procesos

    industriales, la historia y el arte de los materiales de origen cermico.

    El evento tendr lugar en la ciudad de Olavarra desde el 16 al 19 de octubre de 2013,

    simultneamente con la Exposicin de la Industria Cermica y Proveedores y el Saln

    Anual Internacional del Centro Argentino de Arte Cermico, que permitir apreciar la

    influencia de la cermica en la vida de la sociedad.

    El congreso ATACER 2013 es una iniciativa de la Asociacin Tcnica Argentina de

    Cermica, y organizada en forma conjunto con la Facultad de Ingeniera de la Universidad

    Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires, el Centro de Tecnologa de Recursos

    Minerales y Cermica (CETMIC - CIC-CONICET), y la Municipalidad de Olavarra. El

    congreso constituye un hito importante para el desarrollo de actividades vinculadas con la

    Ciencia, el Arte y la Tcnica de la industria cermica, resultando un mbito propicio para el

    debate acadmico-industrial del pas. En esta oportunidad, adems de los contenidos

    tradicionales, la convocatoria del congreso se ha extendido al mbito de la Cermica

    Arqueolgica y Artstica.

    El primer objetivo del congreso es ser un mbito para la difusin de los conocimientos en el

    campo de la cermica. Se han presentados ms de 90 trabajos de autores de distintos lugares

    del pas, los cuales han sido revisados por el Comit Cientfico-Tecnolgico. En esta

    publicacin del congreso se incorporan 74 trabajos que han sido aceptados para su

    presentacin en las distintas sesiones. La publicacin est organizada en los tpicos

    principales: Materias Prima, Tcnicas Instrumentales, Cermica Avanzada, Refractarios y

    Cementos, Cermica Tradicional, Cermica Arqueolgica, Cermica Artstica y Diseo,

    Gestin Ambiental, Energa y Reciclado. Agradecemos a los autores por sus contribuciones y

    tambin hacemos extensivo el agradeciendo a los miembros del Comit Cientfico-

    Tecnolgico, quienes con sus conocimientos y dedicado esfuerzo han permitido sugerir

    mejoras y correcciones de los trabajos presentados.

    Como parte integral del congreso, esperamos que durante su desarrollo se acreciente el

    contacto entre la comunidad acadmica-tcnica-artstica del sector de la cermica, vidrio y

    refractarios para contribuir a su actualizacin cientfica-tecnolgica y especialmente para la

    discusin de nuevas ideas de aplicacin en la industria, el arte y la investigacin de los

    materiales cermicos.

    Septiembre de 2013

    Ing. Edgardo F. Irassar

    Dr. Esteban Aglietti

  • MATERIAS PRIMAS

  • Materias Primas ATACer 2013 - 1

    LA MOLIENDA EN SECO UN PROCESO AMBIENTALMENTE

    SUSTENTABLE PARA LA PRODUCCIN DE BALDOSAS

    CERMICAS

    M. Dondi1, E. Domnguez

    2, R. Etcheverry

    3, C. Iglesias

    4, C. Zanelli

    1, R. de Barrio

    3

    1- CNR-ISTEC (Italia), michele.dondi@istec.cnr.it, chiara.zanelli@istec.cnr.it

    2- CONICET UNSur, Departamento Geologa, edomin@criba.edu.ar 3- UNLP - CICBA, INREMI: retche@inremi.unlp.edu.ar, debarrio@inremi.unlp.edu.ar

    4- Piedra Grande SAMICAyF, ciglesias@piedra-grande.com

    RESUMEN

    La incorporacin de la molienda a seco en los procesos cermicos ha promovido cambios en

    la formulacin de las pastas. Aunque esta innovacin es atractiva tiene limitaciones an no

    completamente entendidas. Este trabajo describe diferencias en el comportamiento de una

    arcilla plstica roja, atribuda a cambios sutiles en la mineraloga y la granulometra que

    afectaran la aglomeracin y compactacin de los polvos producidos por distintos tipos de

    molienda. Se determina que es fundamental para el desarrollo de esta tecnologa generar una

    caracterizacin de los agregados, relacionando su comportamiento con la mineraloga y la

    granulometra de la materia prima.

    Palabras Clave: arcillas, molienda en seco, morfologa, mineraloga, granulometra.

    1. INTRODUCCIN La incorporacin de la molienda en seco en los procesos cermicos, tendiente a la sustitucin

    de la tradicional en hmedo, ha promovido cambios en la formulacin de las pastas. La

    molienda en seco, adems de no requerir de agua, emplea menor energa, alrededor del 20%

    de la utilizada tradicionalmente [1]. Este tipo de molienda, elimina el secado de la pasta en

    atomizadores, lo cual aporta las ventajas adicionales de evitar su posible contaminacin y

    reduce el trabajo y el tiempo necesario para llegar al producto final [2].

    Aunque la innovacin es atractiva tiene limitaciones an no completamente entendidas ya que

    se trabaja con una granulometra ms gruesa, lo que implica valores menores de plasticidades,

    resistencias en verde y reactividades durante la coccin. Varias plantas del pas han

    incorporado moliendas en seco que trabajan con pastas rojas aunque la tendencia en los

    prximos aos es llegar a producir pastas blancas de tipo porcellanato [3].

    Este trabajo describe los resultados iniciales en el estudio del comportamiento de una arcilla

    roja esmecttica que experimenta cambios en su flujo (reologa), sin modificaciones aparentes

    en la materia prima ni en el proceso de produccin. En una contribucin preliminar [4] se

    estableci que caolines sin variaciones de sus propiedades intrnsecas, presentan

    comportamientos reolgicos notablemente diferentes debido a variaciones en el tiempo de

    residencia durante la molienda.

  • Materias Primas ATACer 2013- 2

    Por otra parte, es de importancia conocer si el proceso en seco requiere de dos moliendas, una

    primaria y otra secundaria, antes de llegar a la granulacin (humidificacin) previa al

    conformado de las piezas. Los procesos de molienda y humidificacin pueden producir

    cambios reolgicos de importancia en una molienda en seco [5].

    El objetivo del trabajo es estimar la importancia de la mineraloga y la granulometra de la

    pasta en el proceso de una molienda en seco. Una de las limitaciones del estudio es que para

    partculas menores a tamiz # 140 (105mm) se deben desarrollar mtodos para determinar la

    forma y distribucin del tamao de partculas que no impliquen su dispersin en o la

    presencia de agua.

    2. MTODO DE ESTUDIO Se estudiaron tres muestras, representativas de los distintos silos, denominadas M.S 1, 6 y 11,

    que presentan diferencias en el flujo y en la resistencia en seco de las piezas durante la

    produccin industrial de baldosas cermicas con un ciclo en seco. Las muestras estudiadas

    corresponden a pastas molidas en un molino a martillos y luego en uno pendular con una

    temperatura del quemador de 85C.

    La composicin mineralgica fue establecida por el mtodo de rayos X de polvo, utilizndose

    un equipo de difraccin de rayos X marca Rigaku-Denki, antictodo de Cu, monocromador de

    grafito y velocidad de barrido de 4 2 por minuto. El pH fue determinado sobre la muestra natural (30 g en 200 ml de agua destilada) dispersada con esptula y en un equipo

    HannaChequer R1 028595.

    La distribucin granulomtrica fue establecida sobre la muestra natural con un equipo

    Sedigraph (14 g en 186 ml de agua destilada y con agitacin). Forma y tamao de la

    partculas fueron observadas con microscopio petrogrfico. El ndice de hinchamiento fue

    analizado a travs de la medicin del volumen (en ml), alcanzado por 2 g de muestra vertidos

    en una probeta de 100 ml durante 24 horas. Las temperaturas de secado fueron controladas en

    estufas de laboratorio.

    3. RESULTADOS

    Para asegurar la homogeneidad de las muestras, previo al estudio granulomtrico, se

    estableci la composicin mineralgica y el pH natural.

    Mineraloga

    La Tabla 1 resume los valores de la composicin mineralgica y su pH (Tabla 1).

    Tabla 1: composicin mineralgica y pH.

    La proporcin de esmectitas en las muestras es mayor que la apropiada para arcillas utilizadas

    por va seca, tpicamente debajo del 10-12% [2, 6].

    Distribucin Granulomtrica e Hinchamiento

    En la Tabla 2 se presentan los resultados de la distribucin de tamaos de las

    diferentes muestras.

    % peso Esmectita Illita Clorita Cuarzo Felds K Plag. Calcita Hematita pH M.S 1 19 38 3 20 2 3 6 10 8,8

    M.S 6 19 35 2 19 2 3 6 13 8,8

    M.S 11 18 32 3 20 3 4 7 13 8,7

  • Materias Primas ATACer 2013 - 3

    Tabla 2: distribucin granulomtrica.

    Muestra >20 m 20-2 m

  • Materias Primas ATACer 2013- 4

    polvos. Se busca la manera de estudiar la morfologa de los agregados, porque an para la

    observacin en SEM la muestra debe estar seca.

    An resta mucho trabajo para entender, en detalle, como las propiedades intrnsecas de las

    materias primas afectan la morfologa, la granulacin, la fluidez y la compactacin de los

    agregados, as como para definir las composiciones ms adecuadas para el proceso en seco.

    Se deben estudiar con atencin los procesos de la molienda en seco para obtener productos

    cermicos de mayor calidad y valor agregado, reduciendo los gastos energticos.

    6. REFERENCIAS

    1. Nassetti G., Resca R., Bruno Marino L.F., Comparison of energy consumption and performance of different systems for the preparation of raw materials in the ceramic floor

    and wall tile industry. Ceramica Acta, 11 (5-6), 1999, 13-19.

    2. Motta J.F.M., Christofoletti S.R., Garceza L.L., de Souza Florncio R.V., Boschi A.O., Torres Moreno M.M., Cuchierato G., Zanardo A., Caractersticas do Plo de

    Revestimentos Cermicos de Santa Gertrudes - SP, com nfase na Produo de Argilas.

    Cermica Industrial, 9 (1), 2004, 1-6.

    3. Melchiades F.G., Daros M.T., Boschi A.O., Porcelain tiles by the dry route. Bol. Soc. Esp. Ceram., 49 (4), 2010, 221-226.

    4. Domnguez E., Iglesias C., Factorovich J.C., La variacin en la viscosidad de un caoln para esmalte: cambio en las propiedades intrnsecas o en el proceso industrial?. XI

    Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales, Neuqun, Argentina (2012).

    5. Melchiades F.G., dos Santos L.R., Nastri S., Boschi A.O., Comparison between spray-dried and dry granulated powders in the fabrication of porcelain tiles. Interceram, 5, 2012,

    254-257.

    6. Dondi M., Clay materials for ceramic tiles from the Sassuolo District (northern Apennines, Italy). Geology, composition and technological properties. Applied Clay Science, 15, 1999,

    337-366.

    7. Hevia R., Bentonitas. Propiedades y usos industriales. SEGEMAR INTI, Cuadernos Tecnolgicos 3 (2007).

  • Materias Primas ATACer 2013 - 5

    MICAS NACIONALES Y SUS POSIBLES APLICACIONES NO

    TRADICIONALES COMO PIGMENTOS PERLESCENTES

    Mario A. De Giusto 1, Ricardo Etcheverry

    2

    1-CONICET-CIC, CIDEPINT: Avda. 52 e 121 y 122. La Plata. mangeldg@gmail.com

    2-UNLP, INREMI: calle 64 n 3. La Plata. retche@inremi.unlp.edu.ar

    RESUMEN

    Micas procedentes de pegmatitas emplazadas en las Sierras Pampeanas de San Luis y

    Crdoba fueron sometidas a distintos tratamientos a nivel de laboratorio, obtenindose

    productos con aplicaciones como pigmentos decorativos para pinturas de alta temperatura,

    como as tambin para industrias de vitrofusin y cermica.

    Palabras clave: micas, pigmentos, pegmatitas, Sierras Pampeanas.

    1. INTRODUCCIN Los pigmentos son definidos como sustancias que sirven para dar color a los objetos. Se

    diferencian de los colorantes en que estos ltimos se disuelven en el medio dispersante

    mientras que los primeros se difunden sin disolverse. Se clasifican en orgnicos e inorgnicos,

    mostrando entre s diferencias en cuanto a sus aplicaciones, ya sea en pinturas artsticas,

    arquitectnicas, industriales, automotor y en recubrimientos, revoques, estucos, cementos y

    cermicos. Los efectos que otorgan al aspecto de ciertos objetos son variados, tanto desde el

    punto de vista de color propiamente dicho como en sus texturas. Los primeros pigmentos

    perlescentes de los que hay registro histrico, fueron utilizados en prcticas artsticas del

    Lejano Oriente, y provenan del procesado de escamas de peces y otras fuentes, como el ncar

    molido obtenido de valvas de las ostras marinas [1]. En la actualidad se obtienen mediante el

    procesamiento, fundamentalmente, de micas y de sntesis qumica con xidos metlicos (de

    titanio, hierro, estao, cromo y niquel), logrndose cubrir la mayora de los tonos y colores

    requeridos, como as tambin los efectos iridiscentes, semejantes a los observados en las

    manchas de aceite en superficies acuosas.

    De acuerdo a la bibliografa mundial, existen ms de 40 variedades de micas [2], todas ellas

    responden a variaciones en la composicin qumica y estructura mineralgica. Su formacin

    est vinculada a diferentes procesos, relacionados con rocas gneas y metamrficas. Los

    principales depsitos industriales se encuentran vinculados a pegmatitas asociadas a plutones

    gneos, comnmente con cuarzo y feldespato como componentes mayoritarios.

    En Argentina el promedio anual de produccin de mica es de aproximadamente 2.000 ton. La

    misma se desarrolla en las provincias de San Luis (49%), Crdoba (42%), San Juan (8%) y

    Tucumn (1%). Se comercializa como hoja, placa armada, mica molida y micronizada; sin

    embargo la produccin est dominada por la variedad scrap, material recuperado como un

    subproducto de la explotacin de feldespato u otros minerales accesorios. Estas micas varan

    sus composiciones entre muscovita y biotita, como especies dominantes y genricas.

  • Materias Primas ATACer 2013- 6

    En esta contribucin se emplearon muestras de micas recolectadas de distintas canteras

    argentinas. Las mismas fueron analizadas y tratadas, logrndose obtener productos con

    posibles aplicaciones como pigmentos decorativos.

    2. PARTE EXPERIMENTAL Las muestras de mica utilizadas fueron desarrolladas en pegmatitas emplazadas en las Sierras

    Pampeanas de San Luis y Crdoba (Fig.1). Estos cuerpos han sido clasificados como

    pegmatitas de tipo Complejo, subtipo Berilo y clase Muscovita [3]. Los mismos han sido

    explotados principalmente por el cuarzo y feldespato, componentes comunes y mayoritarios

    de estos cuerpos de roca; sin embargo aunque la mica es un accesorio llega a conformar

    concentraciones de inters econmico. En los depsitos considerados s obtuvieron diferentes

    muestras, denominadas: Barac, DFS, ChS y TCP. Primeramente se realiz un relevamiento

    geolgico preliminar de los distintos depsitos. Luego se seleccionaron muestras de mica en

    forma manual, atendiendo a colores y tonalidades.

    Fig. 1. Ubicacin de los depsitos.

    Las muestras fueron caracterizadas mediante microscopa ptica, anlisis qumicos

    (elementos mayoritarios y trazas), difraccin de rayos X y microscopa electrnica SEM-

    EDAX.

    Como procesos de beneficio, a escala de laboratorio, se incluyeron: separacin manual

    macroscpica de las variedades, segn coloraciones y aspectos texturales. Seguidamente se

    las someti a molienda y tamizado en hmedo. Los procesos de trituracin, molienda y

    micronizado posibilitaron obtener diferentes granulometras. Finalmente se procedi a evaluar

    el efecto trmico con una calcinacin a 900-1050 C, alcanzndose diferentes productos para

    distintas aplicaciones.

    3. RESULTADOS En la siguiente figura se muestra el aspecto megascpico de los materiales investigados (Fig.

    2).

  • Materias Primas ATACer 2013 - 7

    Fig. 2. Aspecto megascpico de muestras: parte superior TCP - a la izquierda;

    DFS - a la derecha; sector inferior Barac - a la izquierda; ChS - a la derecha.

    Los difractogramas de rayos X permitieron determinar, como componentes mayoritarios, las

    siguientes especies mineralgicas para las cuatro muestras: DFS - muscovita (2M1); TCP -

    clorita (chamosita); ChS - muscovita (M1) rica en Mg y Barac - muscovita. Excepto la

    muestra DFS, variedad de coloracin negra, las dems poseen una untuosidad muy acentuada

    al tacto, esto es debido al fcil deslizamiento de las capas entre s, ejerciendo un efecto de

    lubricacin seca. Por el contrario la muestra DFS se escinde en escamas que, pasado cierto

    tamao, cuesta reducir por molienda ms all de la fraccin micromtrica.

    Fig. 3. Composicin qumica de las muestras expresada como xidos mayoritarios

    En la figura 3 se presentan los diagramas donde se indica la composicin qumica en xidos

    de elementos mayoritarios (%) de las muestras estudiadas. Esta signatura qumica se

    corresponde con la mineraloga determinada. La variacin de los colores encontrados se

    asigna a la presencia de diferentes xidos metlicos ubicados en la capa octadrica del grupo

    de las micas, que en las muestras estudiadas se corresponden con la presencia de Ti, Fe y Mn

    encontrados en los anlisis qumicos efectuados. En cuanto a los minoritarios, las micas

    coloreadas ms oscuras presentan mayores tenores de los elementos V, Ni, Ta y Co; mientras

    que la mica clara (Barac), contiene los mayores tenores de Sn y W.

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O

    Co

    nte

    nid

    o, e

    n %

    DFS

    ChS

    TCP

    Barac

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    CaO Na2O MnO MgO Ti2O

    Co

    nte

    nid

    o, e

    n %

    DFS

    ChS

    TCP

    Barac

  • Materias Primas ATACer 2013- 8

    Fig. 4. Distribucin de los elementos minoritarios y trazas.

    4. DISCUSIN y CONCLUSIONES El tratamiento trmico permiti facilitar la delaminacin y obtener una relacin de aspecto

    espesor: dimetro de partculas muy acentuado (Figs. 5a y b), caracterstica que favorece el

    poder cubriente y uniforme del pigmento en las aplicaciones a las que se destina.

    Fig. 5a- Mica clara (Barac, San Luis) Fig. 5b- Mica negra (DFS, Crdoba) Imgenes de microscopa electrnica de barrido (SEM).

    La cristaloqumica, a lo que contrariamente se supone que hace a la composicin qumica

    elemental, define las propiedades fsicas y qumicas de los minerales. Dichas propiedades son

    funcionales a los productos que se elaboran, otorgndoles los determinados efectos buscados.

    En nuestro caso, las propiedades de perlescencia colorimtrica estn basadas en la disposicin

    que adoptan los elementos en la red cristalina de la mica debido al tratamiento trmico,

    estando, en uno de los casos, como hidrxido ferroso en la red octadrica, para luego del

    calentamiento pasar a xido frrico como ptina sobre la capa de tetraedros de slice, lo cual genera el cambio de colores verdosos oscuros en la mica original a tonos cobrizos en la mica

    tratada por calcinacin (Fig. 6). Las caractersticas de los materiales procesados permitieron

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    200

    Sn W Sr Y Ta Ni V Pb Be Ce Co

    Co

    nte

    nid

    o, e

    n p

    pm

    DFS

    ChS

    TCP

    Barac

  • Materias Primas ATACer 2013 - 9

    observar que presentaban propiedades de alta estabilidad fsico-qumica y cualidades

    decorativas para aplicaciones ornamentales y arquitectnicas.

    Fig. 6.

    Muestras

    procesadas

    de

    izquierda

    a derecha:

    Barac,

    DFS, ChS

    y TCP.

    Debido a la resistencia a la alta temperatura y conservacin del color, le otorga su aplicacin

    en pinturas de alta temperatura y como pigmentos para vitrofusin [4] y cermica (Fig.7). La

    estabilidad del color se ha mantenido hasta los 1050 C aproximadamente.

    Fig. 7. A la izquierda, pieza realizada en vitrofusin

    (tcnica entrevidrios) y a la derecha, pinturas de alta

    temperatura, realizadas sobre caos media caa de

    fundicin (sometidas en mufla hasta 600 C).

    5. REFERENCIAS 1. Doerner, Max, Los materiales de pintura y su empleo en el arte, Editorial REVERTE S.A., Sexta Edicin, 1998.-

    2. Fleet, M.E., 2003. Rock-Forming Minerals, Sheet silicates: Micas; Deer, Howie and

    Zussman. The Geological Society, Vol.3, second edit.

    3. Gallisky, M.A., 2002. Las pegmatitas mineralizadas de las Sierras Pampeanas, IANIGLIA,

    Petrologa y Geoqumica.

    4. Waisman, M., 2009. Vitrofusin, Introduccin y Tcnicas Avanzadas. Ed. Dunken, 5 edicin, Bs. As.

  • Materias Primas ATACer 2013- 10

  • Materias Primas ATACer 2013 - 11

    INFLUENCIA DEL TRATAMIENTO TERMICO DE UNA BENTONITA

    PARA SU UTILIZACION COMO DESECANTE

    Natalia Castrillo

    1,2*, Adela Mercado

    2,3, Cristina Volzone

    4

    1 INIQUI-CONICET (Universidad Nacional de Salta, Argentina)

    2 CIUNSa (Universidad Nacional de Salta, Argentina)

    3 Fac. de Cs. Exactas ( Universidad Nacional de Salta, Argentina).

    4 Centro de Tecnologa de Recursos Minerales y Cermica CETMIC (CICPBA, CCT

    CONICET La Plata) C.C. 49, Cno Centenario y 506, (1897) M. B. Gonnet, Buenos Aires,

    Argentina.

    * ncastrillo@unsa.edu.ar

    RESUMEN

    Las propiedades higroscpicas de arcillas bentonticas parecen ser un acercamiento potencial

    para explotar la capacidad de adsorcin de las mismas. De esta manera, su evaluacin como

    desecantes merece ser estudiada en profundidad.

    El objetivo del presente trabajo fue analizar las propiedades higroscpicas de una arcilla

    bentontica natural de Argentina y su posterior tratamiento trmico hasta 500C. La

    caracterizacin de la arcilla natural por difraccin de Rayos X (DRX), realizada con

    anterioridad, indic un elevado porcentaje de mineral arcilloso del tipo esmecttico. La

    capacidad de la bentonita como desecante fue analizada a partir de los resultados de adsorcin

    a diferentes Humedades Relativas (HR) (11%, 56% y 98%).

    Para el material natural y con tratamiento trmico, el incremento en la capacidad de adsorcin

    fue siempre mayor en los ensayos al 98 % HR. Con respecto al tratamiento trmico se observa

    en condiciones de mayor HR un incremento hasta 300C, luego la capacidad de adsorcin

    disminuye levemente.

    Palabras Clave: Bentonitas, tratamiento trmico, estructura, adsorcin.

    1. INTRODUCCIN

    Las bentonitas son materiales esmectticos, con impurezas tales como yeso, cuarzo y

    feldespato. Son capaces de hincharse y aumentar varias veces su volumen en contacto con el

    agua. Estos materiales son de gran inters por su amplia disponibilidad. Se utilizan en la

    industria como adsorbente, catalizadores, intercambiadores, etc. Estas importantes

    aplicaciones estn vinculadas a sus propiedades fisicoqumicas, al tamao de partcula (< 2

    m) y a su capacidad de intercambio. Las esmectitas son filosilicatos con estructura tipo 2:1 [1]. Una alta capacidad de intercambio catinico surge de sustituciones isomrficas en

    posiciones tetradricas y octadricas generndose cargas negativas en la lmina. Esta

    descompensacin de cargas se neutraliza por la presencia de cationes hidratados dbilmente

    ligados en el espacio interlaminar. Con el fin de aumentar la capacidad de adsorcin de estos

    minerales se aplican distintos tratamientos tales como trmicos, pilareado, homoionizacin,

    etc. Estos suelen modificar las propiedades estructurales, texturales, mecnicas, etc. [2-6].

  • Materias Primas ATACer 2013- 12

    Modificaciones por tratamiento trmico en arcillas han sido ampliamente estudiadas [7- 9]. En

    el presente trabajo se evaluaron los cambios estructurales del mineral esmectita por

    tratamiento trmico y su efecto sobre la adsorcin de humedad a 25 C en ambientes cerrados

    a distintas HR.

    2. MATERIALES Y METODOS

    Se utiliz una bentonita perteneciente a la provincia de Neuqun como material adsorbente, el

    cual fue identificado como BQ y caracterizado en estudios previos [10]. El tratamiento

    trmico se realiz durante 3 horas a 100, 300 y 500 C. Las muestras obtenidas fueron

    denominadas BQ 100, BQ 300 y BQ 500. Previo a la caracterizacin, los slidos se

    mantuvieron a 56 % HR. Los estudios de anlisis trmicos (ATD-TG) de la bentonita natural

    se realizaron en un equipo Nestch, STA 409. Las experiencias se realizaron partiendo de 20

    mg de muestra, a una velocidad de calentamiento de 10 C.min-1

    en atmsfera de aire

    dinmico. Los difractogramas fueron realizados en un equipo Philips PW3710, con radiacin

    Cu-K (=1.5405 ), 45 kV, 20 mA, y rango de barrido 2 comprendido entre 3 a 15. Los ensayos de adsorcin de agua se llevaron a cabo a 25 C en ambientes cerrados a 11, 56 y

    98% de HR, utilizando para ello soluciones salinas saturadas de LiCl, Mg(NO3)2 y K2SO4,

    respectivamente. El ensayo consisti en colocar una cantidad conocida de muestra seca en el

    desecador a la HR apropiada y la cantidad de agua adsorbida se determin mediante pesadas

    peridicas hasta obtencin de masa constante [11].

    3. RESULTADOS Y DISCUSION

    En la Figura 1 se presentan los resultados de los estudios de ATD-TG de la arcilla natural BQ.

    En la misma se identifican las temperaturas correspondientes a la prdida de agua absorbida,

    alrededor de 130C, asociada a un proceso endotrmico y la prdida de grupos hidroxilos

    estructurales, alrededor de 670 C, asociada tambin a un proceso endotrmico. El ltimo

    efecto alrededor de 850 C corresponde a la destruccin de la estructura del mineral arcilloso

    y posteriormente formacin de fases de alta temperatura.

    Figura 1. Curvas ATD-TG de BQ.

    El anlisis mineralgico de la bentonita natural determinado en un estudio previo indic que

    la misma est constituida mayoritariamente por esmectita, acompaada por impurezas,

    principalmente cuarzo y yeso [10]. En la Figura 2 se presentan los difractogramas que

    representan a las reflexiones de los espaciados interlaminares del material natural y con

    tratamiento trmico. El d001 en el material natural es de 12,54 , este espaciado interlaminar

    corresponde a la distancia entre una lmina y la siguiente, medida desde la parte superior de

    una lmina (capa tetradrica de Si), hasta la parte superior de la siguiente lmina (capa

  • Materias Primas ATACer 2013 - 13

    tetradrica de Si), que constituyen la estructura del mineral de arcilla. A partir del valor de 2 asociado al pico de la reflexin 001 y aplicando la ley de Bragg, se obtiene el valor de la

    distancia entre las lminas del mineral de arcilla [12,13]. El tratamiento trmico dio lugar a

    una disminucin gradual en el espaciado interlaminar, obtenindose distancias de 9,94; 9,81 y

    9,59 para las muestras BQ 100, BQ 300 y BQ 500 respectivamente. Esto se observa como

    consecuencia de la desorcin de agua de hidratacin causando el acercamiento de las lminas

    de arcilla. El ensanchamiento de los picos respecto al de la bentonita natural claramente se

    observa en las muestras tratadas a 100 y 300 C indicando un desordenado empaquetamiento

    de las partculas. A 500 C la banda se hace agudiza nuevamente, lo cual indicara un

    reordenamiento, probablemente diferente al de la muestra natural [8,13].

    Figura 2. DRX de muestra natural y tratada trmicamente.

    En la Figura 3 se presentan los resultados de la adsorcin de agua sobre bentonita natural y

    modificada trmicamente. La capacidad de retencin de agua crece notablemente con el

    aumento de la humedad relativa del ambiente, con valores de aproximadamente de 0,05; 0,10

    y 0,29 g de agua/g muestra en ambientes de 11, 56 y 98% HR, respectivamente.

    Figura 3. Adsorcin de agua en muestra natural y tratada trmicamente.

  • Materias Primas ATACer 2013- 14

    Los valores de retencin se repiten similares para las muestras naturales hasta secas a 300C,

    en tanto que, en el caso de la muestra calcinada a 500C, BQ 500, la capacidad desecante de la

    arcilla disminuy un 25 % aproximadamente con respecto a la muestra natural en todo el

    rango de HR analizado.

    Considerando la retencin de humedad, a cada HR (Figura 3), con el espacio interlaminar

    (Figura 2) y al comparar las muestras tratadas trmicamente se observa que a pesar de tener

    valores prximos de d001, el material BQ 500 presenta una disminucin de la capacidad de

    adsorcin respecto a la muestra natural, en tanto que BQ 100 y BQ 300 muestran una

    tendencia a aumentar la capacidad de adsorcin respecto de BQ, como ya se coment

    anteriormente.

    Este comportamiento podra deberse a que BQ 500 adems de perder agua fisisorbida podra

    presentar, junto al reordenamiento, una modificacin de la estructura expandible reduciendo

    el acceso de molculas de agua y derivando en una menor capacidad desecante. En tanto las

    muestras BQ 100 y BQ 300 presentan mayor capacidad de retencin dado que, de acuerdo a

    los resultados de ATD-TG, con el tratamiento trmico slo hubo prdida de agua fisisorbida.

    Estos sealan una fuerte relacin entre la prdida de masa inducida por la deshidratacin y la

    capacidad desecante de las bentonitas BQ 100 y BQ 300.

    4. CONCLUSIONES

    La capacidad de retencin de agua crece notablemente con el aumento de la humedad relativa

    del ambiente, con valores de aproximadamente de 0,05; 0,10 y 0,29 g de agua/g muestra en

    ambientes de 11, 56 y 98% HR, respectivamente.

    Las muestras tratadas a 100 y 300 C mostraron bandas menos agudas, lo cual estara

    asociado a una disminucin en el orden de apilamiento de las lminas de arcilla respecto al

    material de partida. En este sentido, el material natural BQ mejora su capacidad adsortiva

    cuando es tratada hasta 300C, lo cual indicara que no habra modificacin estructural sino

    solo eliminacin de agua fisisorbida provocando un aumento en la capacidad desecante.

    El tratamiento trmico a 500C no solo elimin agua fisisorbida sino que, adems de inducir

    un reordenamiento posiblemente diferente al del material natural, modific irreversiblemente

    la estructura laminar expandible reduciendo el acceso de molculas de agua y derivando en

    una menor capacidad desecante.

    5. REFERENCIAS

    1. C. D. Newman, (ed.). Chemistry of Clays and Clay Minerals. Mineralogical Society

    Monograph 6. ISBN 0 582 301149 (1987).

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    behavior of clayey soils. Appl. Clay Sci.. 20, 129-135 (2001).

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  • Materias Primas ATACer 2013 - 15

    7. C. Volzone y colaboradores, Correlacin entre el efecto trmico y mecnico en la estructura

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    como desecantes. Actas de Argentina Ambiental- Congreso Internacional de Ciencia y

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    materiales para edificios. Determinacin de las propiedades de sorcin higroscpica. ISO

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  • Materias Primas ATACer 2013- 16

  • Materias Primas ATACer 2013 - 17

    CARACTERIZACIN DE MATERIAL BASLTICO DE MISIONES Y

    SU APLICACIN EN CERMICA

    Susana E. Ciccioli

    1*, Liliana B. Garrido

    2, Isidoro B. Schalamuk

    3

    1Direccin Provincial de Vialidad, Francisco de Haro y Luchessi s/n, (3300) Posadas,

    Misiones, Argentina. 2Centro de Tecnologa de Recursos Minerales y Cermica (CETMIC), Camino Parque

    Centenario y 556 CC. 49, (1897) M. B. Gonnet, Buenos Aires, Argentina. 3Instituto de Recursos Minerales UNLP (INREMI), Calle 64 N 3 (e/119 y 120), (1900) La

    Plata, Buenos Aires, Argentina.

    * suciccioli@hotmail.com

    RESUMEN

    El basalto se usa principalmente en la construccin civil como agregado ptreo en hormigones

    y asfaltos. No obstante, algunos estudios realizados indican que estas rocas se pueden utilizar

    en ciertas composiciones de esmaltes y cermicos [1].

    El objetivo de este estudio fue caracterizar y evaluar las posibilidades de uso de algunos

    basaltos de la Formacin Serra Geral (Misiones) como componentes no plsticos o materiales

    de relleno filler para la fabricacin de cermica roja. Para ello se emplearon dos muestras baslticas correspondientes a residuos generados en una planta de trituracin y asfltica y una

    roca de composicin similar que fue molida y utilizada como comparacin. Se prepararon

    diversas formulaciones con arcilla como componente plstico de las mezclas. Se estudi el

    efecto de la incorporacin del basalto y de la temperatura de sinterizado (900 y 1100 C) en

    las propiedades tecnolgicas y fases formadas en los cermicos.

    Los residuos recuperados de la planta de trituracin resultaron adecuados para sustituir a la

    roca molida en las diferentes formulaciones, presentndose como una alternativa factible para

    su aprovechamiento y gestin ambiental.

    Palabras clave: basaltos, residuos de plantas de trituracin, filler, cermica roja.

    1. INTRODUCCIN

    En la ltima dcada se ha incrementado la tendencia a incorporar nuevas materias primas o

    diferentes tipos de residuos industriales en determinadas composiciones cermicas [2-3]. En

    particular, con algunos materiales es posible sustituir al feldespato y favorecer la formacin

    de fase lquida o reemplazar el cuarzo en la reduccin de la deformacin y contraccin de la

    pieza.

    En Misiones la explotacin de rocas baslticas es una de las principales actividades mineras.

    Se realiza a travs de canteras a cielo abierto que en muchos casos incluyen plantas de

    trituracin para la produccin de ridos y fabricacin de concretos. Si bien parte de los finos

    generados durante estos procesos tienen aplicacin por ejemplo, en la elaboracin de mezclas

  • Materias Primas ATACer 2013- 18

    asflticas, otra parte de ellos, constituye residuos cuya recuperacin y aprovechamiento podra

    contribuir a optimizar la gestin ambiental de estas plantas.

    En este estudio se evalu la posibilidad de usar estos materiales como componente no plstico

    para la fabricacin de cermica roja. Para ello se utiliz una arcilla local conocida como au

    que es empleada en la regin como materia prima para ciertos tipos de cermica roja,

    principalmente ladrillo comn para la construccin y alfarera artstica.

    De acuerdo con los objetivos del trabajo se examin el efecto de las diversas relaciones de

    peso de basalto en material arcilloso en las propiedades tecnolgicas de las piezas en verde,

    as como tambin, las propiedades fsicas y la resistencia mecnica de las cermicas

    calcinadas entre 900 y 1100 C. Las fases cristalinas formadas se determinaron por DRX.

    2. MATERIALES Y MTODOS

    Los residuos finos baslticos (

  • Materias Primas ATACer 2013 - 19

    La distribucin de tamaos de partculas de SR5 (Fig. 3) indica que la fraccin arcilla (< 2

    m) constituye cerca del 76 % del peso y que la proporcin de la fraccin >74 m es inferior al 2 % por lo que se trata de un material rico en la fraccin arcillosa. Ello sumado a la

    presencia de minerales expansivos explica la elevada plasticidad (89,7/90). La refractariedad

    medida por el CPE fue baja, 1262 C y se atribuy a la escasa presencia de caolinita y al

    elevado contenido de xidos fundentes (Fe2O3, CaO, K2O, Na2O). As el cermico producido

    con SR5 como nico componente y calcinado a 850 C result denso (2,35 g/cm3), con una

    porosidad del 7% y contraccin lineal superior al 15%. Estas caractersticas estn indicando

    una pronunciada vitrificacin a esta temperatura relativamente baja.

    Materiales baslticos

    La figura 1 muestra que los residuos baslticos estn compuestos por plagioclasas y piroxenos

    (augita) con xidos de hierro (hematita), ilmenita y cuarzo como minerales accesorios. No se

    detect vidrio y el contenido de olivina es escaso.

    El anlisis qumico corrobor que se trata de basaltos subalcalinos y de tipo toletico, tpicos

    de provincias de basaltos de inundacin continental (Provincia Magmtica Paran) [5]. Este

    tipo de basaltos, en comparacin con las variedades calcoalcalinas y alcalinas, presentan un

    menor contenido de Al2O3 (12-16%), mayor cantidad de xidos de hierro y titanio, y estn

    empobrecidos en Mg y K as como tambin en Rb, Ba, U, Th, Pb, Zr y tierras raras livianas.

    Los basaltos toleticos se caracterizan por una reducida tendencia a la cristalizacin

    espontnea, debido a su alta viscosidad [6-7].

    La distribucin acumulativa del tamao de partculas de los residuos baslticos (Figura 3)

    indica que ambas muestras presentaron un grado de molienda semejante. El dimetro

    promedio d50 vari entre 30 y 50 m para RFA y RTF respectivamente. La fraccin menor a 2

    m fue inferior al 10 % del peso.

    3.2 Caracterizacin del producto seco producido con SR5 y residuos baslticos

    La densidad relativa del compacto seco aument del 71 al 74% de la densidad terica para la

    mezcla con 40% de basalto indicando una leve mejora en el empaquetamiento de las

    partculas. Para mayores adiciones de basalto se produjo una escasa prdida de eficiencia en el

    empaquetamiento asociada al incremento de partculas mayores a 20 m y al bajo contenido de la fraccin arcilla.

    Figura 1. DRX de los residuos baslticos RFT y RFA

    y de la arcilla SR5.

    Figura 2 Composicin qumica de los materiales

    utilizados.

    10 20 30 40

    0

    1000

    2000

    3000

    4000

    arcilla

    RTA

    RTF

    Q Pl

    Pl

    Pl

    A

    AA

    A

    PlH

    Pl

    Pl Pl

    2

    Inte

    nsid

    ad R

    ela

    tiva,

    u.a

    .

    PlA

    Q

  • Materias Primas ATACer 2013- 20

    La Figura 4 muestra que la contraccin por secado se redujo gradualmente del 15 al 10% con

    el aumento de la adicin de RFT hasta 80%.

    Figura 3. Distribucin tamaos de partcula de

    arcilla y materiales baslticos CELD 004, RFT

    y RFA.

    Figura 4. Contraccin, MOR vs. Contenido de

    basalto para mezclas con residuos RFT y RFA.

    La adicin de RFA fue menos beneficiosa para reducir la contraccin desde el 15 al 13%. El

    MOR del compacto seco fue de 4-5 MPa, satisfactorio para el rango adicionado.

    3.3 Efecto de la temperatura de sinterizado en las fases presentes en el cermico

    El cermico con SR5 sinterizado a 900 y 1000 C (Figura 5) est constituido de fase amorfa

    (debido a la descomposicin trmica de las arcillas) con cuarzo, hematita y hercinita como

    componentes minoritarios.

    Figura 5. DRX de diferentes composiciones 60% de basalto sinterizadas a 900 y 1000 C. a: arcilla, b:

    CELD 004, c: RFT y d: RFA. Q= cuarzo, P= plagioclasa, H= hercinita, A= augita, X= cristobalita.

    Estas ltimas fases estn formadas por la transformacin de Fe, hidrxidos o de sustitucin y

    por la reaccin entre la almina de la arcilla y Fe, respectivamente. A 1000 C la composicin

    fue similar con mayor formacin de cristobalita y la consecuente reduccin del pico de

    cuarzo.

    La calcinacin a 1100 C favoreci el desarrollo de cristobalita, mullita y espinela

    (Fe2MgO4), el aumento de estas fases contribuy a la reduccin de hercinita y cuarzo, con

    importante contenido de hematita. El cermico con basalto present composicin similar a

    SR5 mostrando adems plagioclasa y augita dadas por la composicin de la roca. A partir de

    1000 C se aprecia la reduccin del contenido de cuarzo, plagioclasa y augita junto con el

    aumento de la formacin de cristobalita y mullita. Para el 20% de basalto el desarrollo de

    mullita ocurri a partir de 1050 C favorecido con respecto a SR5, en la que se detect a 1100

    1 10 100

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    Ma

    sa

    acu

    mu

    lad

    a,

    %

    Dimetro, m

    SR5

    Celd004

    RFT

    RFA

    0 20 40 60 80

    10

    12

    14

    16

    2

    3

    4

    5

    6

    RFT

    RFA

    celd004

    Contenido de basalto, % en peso

    Co

    ntr

    acci

    n lin

    ea

    l, %

    MO

    R, M

    Pa

    20 25 30 35 40 45 50

    0

    500

    1000

    1500

    2000

    2500

    d

    c

    b

    HcHc

    Hc

    HH

    H

    AA

    A A

    P

    P

    P

    P PP H

    Q

    Q

    Q

    2

    Inte

    nsid

    ad r

    ela

    tiva,

    u.a

    P

    a

    T: 900 C

    20 25 30 35 40 45 50

    0

    500

    1000

    1500

    2000

    2500T: 1000 C

    d

    c

    b

    a

    I A

    Q

    A

    AAA

    P

    P

    P

    PPPP

    QQ

    H

    X

    HH

    H

    HcHcHc

    Inte

    nsid

    ad r

    ela

    tiva,

    u.a

    2

  • Materias Primas ATACer 2013 - 21

    C. Probablemente la presencia de plagioclasa, Fe y otras impurezas aceler las

    transformaciones debido a la formacin de fase lquida y por sustitucin en las estructuras.

    Altos contenidos de basalto conducen al aumento de plagioclasa y augita (Figura 5),

    favorecen el desarrollo de cristobalita y de hematita, en tanto impiden la formacin de

    espinela y hercinita, debido al insuficiente contenido de arcilla.

    3.3 Efecto del contenido de basalto y de la temperatura en la densificacin y resistencia

    mecnica de los cermicos

    La densidad de los cermicos con RFT y RFA sinterizados a distintas temperaturas result en

    un rango de 2,1 a 2,3 g/cm3, la variacin ms notable fue por calcinacin entre 950 y 1000

    C.

    kkkk

    Figura 6. Densidad, porosidad y MOR de cermicos con SR5 vs. contenido de basalto de

    trituradora para diferentes temperaturas de sinterizado

    A su vez, la porosidad de los cermicos con 20% de RFT disminuy de 25 a 18%, calcinados

    a temperaturas de 950 y 1100 C, respectivamente. Con el aumento en el contenido de basalto

    a 80%, los cermicos resultaron ms porosos (28-25%). Es decir, el aumento de la

    temperatura en la reduccin de la porosidad result poco efectivo para altos contenidos de

    basalto debido a la insuficiente vitrificacin por la baja proporcin de arcilla. La contraccin

    del cermico vari entre 2 y 5%, correspondiendo el menor valor a altos contenidos de

    basalto.

    La adicin de RFA origin productos con caractersticas similares. Para la composicin con

    60% de basalto, la porosidad alcanz el 22% a 950 C. Si bien la reduccin de la porosidad

    fue menor que RFT, la contraccin mejor al 3-4%. Las piezas fabricadas con 80% de residuo

    poseen las mximas porosidades de 28 y 22% por sinterizacin entre 900 y 1100 C,

    evidenciando el reducido efecto de la temperatura en la porosidad.

    20 30 40 50 60 70 80

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    Po

    rosid

    ad

    Contenido de basalto, % en peso

    T C

    900

    950

    1000

    1050

    1100

    SR5 + RFT

    20 30 40 50 60 70 80

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    SR5 + RFA

    Poro

    sid

    ad a

    bie

    rta

    Contenido de basalto, % en peso

    T C

    900

    950

    1000

    1050

    1100

    20 30 40 50 60 70 80

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    SR5-asfaltica

    MO

    R ,M

    Pa

    Contenido de basalto, % en peso

    mor900

    mor950

    mor1000

    mor1050

    mor1100

    20 30 40 50 60 70 80

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    SR5-trituradora

    MO

    R ,M

    Pa

    Contenido de basalto, % en peso

    mor900

    mor950

    mor1000

    mor1050

    mor1100

  • Materias Primas ATACer 2013- 22

    El MOR de composiciones con bajo contenido de basalto sinterizado a partir de 900 C fue

    mayor debido a la reduccin de la porosidad. El efecto de la temperatura en el MOR fue

    levemente menor en los materiales ricos en basalto, debido al aumento relativo de la

    porosidad y/o menor cohesin entre partculas por insuficiente vitrificacin.

    En cuanto al efecto de la composicin sobre las caractersticas de los cermicos dependi de

    la temperatura de sinterizado. A 900 C, la mayora de los cermicos present elevada

    porosidad sumado a un leve aumento de la densidad y contraccin, evidenciando que el

    proceso de vitrificacin est en su etapa inicial. De hecho la densidad result poco afectada

    por la presencia de fases ms densas del basalto sin reaccionar. Por calcinacin a 950 1000 C, debido al considerable avance del proceso de vitrificacin, cermicos con las

    composiciones ricas en SR5 resultaron con baja porosidad (densos). Mientras que cermicos

    con abundante basalto presentaron un leve aumento de la densidad y contraccin acompaado

    de una reduccin menor de la porosidad. Este resultado se explica por el efecto combinado de

    una distribucin de tamaos de partcula ms gruesa que result difcil de sinterizar y por el

    contenido de arcilla relativamente bajo que promovi la menor vitrificacin. La sinterizacin

    a 1100 C caus un leve incremento de densidad con respecto al cermico calcinado a 1000

    C, coincidente con una disminucin menor de la porosidad.

    4. CONCLUSIONES

    Se realiz la caracterizacin qumica, mineralgica y granulomtrica de residuos finos

    baslticos generados en una planta de trituracin y elaboracin de asfalto. La adicin de estos

    residuos fue beneficiosa para reducir la contraccin por secado del 15 al 20%, en tanto el

    MOR del compacto en seco (4-4,5 MPa) result satisfactorio para el rango adicionado. En

    general, la mxima densidad (alto grado de vitrificacin) se alcanz a 950 C. Se observ que

    el avance de la vitrificacin con el aumento de la temperatura favoreci la densificacin de los

    cermicos hasta un contenido de basalto de aproximadamente 40-60%. El cermico con SR5

    60% de basalto a 950 C present baja contraccin (7%) manteniendo la porosidad inferior al 20% (AA mnima de 8%) y MOR prximo a 20 MPa. Para 80% de basalto, el efecto del

    aumento de la temperatura en el grado de vitrificacin no fue apreciable y consecuentemente

    no lleg a compensar la mayor porosidad. En particular, la porosidad apenas se redujo o fue

    similar con respecto a la de 1000 C. La adicin de residuos ejerci en las propiedades

    cermicas un efecto comparable al que produjo la muestra de roca (CELD 004).

    5. REFERENCIAS

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    5. S.L. Lagorio, H. Vizn El volcanismo de Serra Geral en la Provincia de Misiones: aspectos geoqumicos e interpretacin de su gnesis en el contexto de la Gran Provincia

    gnea Paran Etendeka Angola. Su relacin con el volcanismo alcalino de Crdoba (Argentina), Asociacin Argentina de Geofsicos y Geodestas, Geoacta (online), Vol. 36-1 (2011), p. 27-53.

    6. S. Yilmaz, O.T. Ozkan, V. Gunay, Crystallization kinetics of basalt glass. Ceramics

    International 22 (1996) 477.

    7. S Ergul , F Ferrante , P Pisciella, A Karamanov , M. Pelino. Characterization of basaltic

    tuffs and their applications for the production of ceramic and glassceramic materials Ceramics International 35 (2009) 27892795.

  • Materias Primas ATACer 2013- 24

  • Materias Primas ATACer 2013 - 25

    SELECCIN DE ARCILLAS ARGENTINAS PARA SU POTENCIAL

    USO EN LA SNTESIS DE MULLITA DE ALTA CALIDAD

    Angela X. Moreno E.(1)

    , Alberto N. Scian(1,2)

    (1)

    CETMIC (Centro de Tecnologa de Recursos Minerales y Cermica, CICPBA-CONICET

    La Plata), Camino centenario y 506 M.B. Gonnet 1897 Fac. de Cs Exactas, Universidad Nacional de la Plata - Argentina.

    (2) Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata. Argentina.

    (1)axmoreno@cetmic.unlp.edu.ar,

    (1,2)sciana@cetmic.unlp.edu.ar,

    RESUMEN

    Las arcillas constituyen la principal materia prima para la elaboracin de la cermica

    tradicional, para la fabricacin de cermicos de construccin y para la obtencin de materiales

    refractarios. En este trabajo se indican los resultados y anlisis de cinco (5) tipos de arcillas

    y/o caolines Argentinos provenientes de diferentes regiones. Las tcnicas utilizadas para la

    caracterizacin de las materias primas arcillosas fueron: Difraccin de Rayos X (DRX),

    anlisis trmicos (ATD/TG), Cono Piromtrico Equivalente (CPE), e ndice de plasticidad.

    Adems se brinda informacin sobre los resultados de los anlisis qumicos suministrados por

    los proveedores comerciales.

    A partir de los resultados obtenidos por DRX se determin que las fases cristalinas presentes

    en todas las materias primas arcillosas fueron mayoritariamente caolinita y cuarzo, variando la

    cantidad y proporcin de acuerdo a cada arcilla, encontrndose tambin algunos vestigios de

    mineral tipo illtico. En los anlisis termogravimetrco se observaron dos prdidas de masa,

    una entre 20 - 200 C, y la otra entre 200 - 800 C. Las curvas de ATD de las materias primas

    arcillosas presentaron en su mayora cuatro procesos trmicos; el primero endotrmico en ~

    100 C, el segundo en ~ 560C proceso endotrmico, el tercero en ~ 980 C proceso

    exotrmico y el cuarto un pequeo pico exotrmico en ~ 1200 C.

    Del anlisis anterior se seleccionaron las tres mejores materias primas arcillosas para ser

    utilizadas en la elaboracin de mullita refractaria de alta calidad. De las tres (3) seleccionadas

    se hicieron mezclas estequiomtricas con almina calcinada y se calcinaron a 1600 C por 3

    horas caracterizndolas por DRX.

    Palabras claves: Arcilla, caracterizacin, Mullita.

    INTRODUCCIN

    Las arcillas son minerales silico aluminosos de gran importancia como materia prima

    industrial. Estas son muy utilizadas y estudiadas en la industria cermica debido a su

    transformacin trmica hasta su conversin a mullita 3-2 (3Al2O3.2SiO2) y slice, a alta

    temperatura [1 - 2]. La mayora de los materiales refractarios silicoaluminosos poseen mullita

    en su composicin aunque sta no haya sido expresamente adicionada como tal en la

    formulacin del material, sino formada por reaccin de las materias primas durante el

    proceso de coccin de los mismos cuando se encuentra en servicio; por esta razn el

  • Materias Primas ATACer 2013- 26

    sistema SiO2-Al2O3 ha sido muy estudiado, tanto a partir de la ocurrencia en la coccin de

    arcillas y otros materiales silico aluminosos (rocas con mayor contenido de slice que la

    mullita), como en la calcinacin de bauxitas de distinta procedencia (rocas con menor, igual

    mayor contenido de slice que la mullita) [2 - 3].

    El presente trabajo consiste en la seleccin de las mejores arcillas argentinas para su

    potencial uso en la sntesis de mullita. Estas materias primas arcillosas se caracterizaron por

    DRX, ATD/TG, CPE, ndice de plasticidad, y anlisis qumico suministrado por los

    proveedores. Del estudio anterior se seleccionaron las tres mejores materias primas arcillosas

    que podran ser utilizadas en la elaboracin de mullita refractaria de alta calidad basndose

    en: alto tenor de Al2O3 y bajo lcalis, composicin mineralgica, caracterizacin trmica y la

    plasticidad para el conformado. Posteriormente se realizaron tres mezclas estequiometricas 3-

    2 a partir de arcillas o caolines, cada una de ellas se mezcl con almina calcinada, tales que

    al ser calcinados a 1600 C por 3 horas se obtenga el material deseado (mullita).

    PROCEDIMEINTO EXPERIMENTAL

    Se realiz la caracterizacin fisicoqumica de las materias primas arcillosas procedentes de

    diferentes partes de Argentina, provistas directamente de proveedores con pasante malla 200,

    salvo la arcilla La Rioja que fue recibida en piedra y molida hasta pasante malla 200. La

    caracterizacin se realiz por: anlisis trmicos (ATD/TG) [NETZSCH 409/c, a una

    velocidad de 10C/min, hasta 1400C], Cono Piromtrico Equivalente (CPE) [IRAM 12507],

    e ndice de plasticidad [IRAM 10501 / 10502], y DRX [difractmetro Philips 3020 modelo

    PW 10] analizados los difractogramas con tarjetas PDF (Powder Difraction File), las tarjetas

    utilizadas fueron; PDF 46-1045 - 14-0164 - 42-1468 y 15-0776. Adems se brindara

    informacin sobre los resultados de los anlisis qumicos suministrados por los proveedores

    comerciales. De los estudios anteriores se seleccionaron las 3 mejores materias primas

    arcillosas para ser utilizadas en la elaboracin de mullita. De acuerdo al anlisis qumico de

    las materias primas seleccionadas se procedi a la elaboracin de tres mezclas (arcilla -

    almina) para producir mullita estequiomtrica 3-2 (3Al2O3.2SiO2). Para la formacin de cada

    mezcla se usaron 100 g de arcilla, con 115.2 gr de almina calcinada para el caoln C-80, para

    la arcilla Tincar Sper 147.2 gr y para la arcilla La Rioja 80 gr. Los porcentajes de almina

    calcinada se calcularon en base al tenor de slice y almina arrojadas en el anlisis qumico,

    para formar una estequiometra 3-.2.

    Para garantizar una buena homogenizacin de cada mezcla se utiliz una mezcladora tipo

    Hobart, posteriormente se compactaron por prensado a 40 MPa con una humedad de 12.4 %

    utilizando un compuesto orgnico como ayudante de prensado. Se prepararon por esta va

    probetas prismticas de aproximadamente 50 x 8 x 8 mm3, stas fueron secadas y calcinadas a

    1600C durante 3 horas con una velocidad de calentamiento de 5C por minuto en un horno

    elctrico. Las probetas elaboradas fueron caracterizadas por DRX.

    RESULTADOS Y DISCUSIN

    Con el fin de conocer las fases cristalinas presentes en las materias primas arcillosas se utiliz

    la tcnica de Difraccin de Rayos X, los difractogramas obtenidos se muestran en la figura 1.

    En la figura 1 se puede observar que en todos los difractogramas son evidentes dos minerales

    caractersticos de las materias primas arcillosas de tipo caolinitico, cuarzo y caoln, variando

    la intensidad de sus picos caractersticos de acuerdo a la naturaleza de cada materia prima y

    por ende la cantidad relativa de estos dos minerales.

  • Materias Primas ATACer 2013 - 27

    0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

    QQQQQ

    Q

    QQ

    QQQ

    K

    K K

    KKK

    K K

    K K

    KK

    K

    K

    K

    KK

    K

    K

    K

    Q

    Q

    Q Q

    QQQ

    Q

    Q

    Inte

    nsid

    ad

    (u

    .a)

    2 (Cu K1)

    ARCILLA TINCAR SUPER

    CAOLIN C-80

    K=CAOLIN

    Q=CUARZO

    0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

    QQQ KK

    K

    KK

    K KKQ Q

    QQ

    Q

    Q

    KKK

    QQQ

    QK KQ Q

    Q Q

    K

    K

    K Q

    Q

    Inte

    nsid

    ad (

    u.a

    )

    2 (Cu K1)

    CAOLIN SUR DEL RIO

    CAOLIN PATAGONIA

    K= CAOLIN

    Q= CUARZO

    (a) (b)

    0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

    Q

    Q

    Q

    K

    QKKQKKKK

    K

    K

    KK

    QK

    Q

    KK

    K

    KK

    K

    K

    K

    K= CAOLIN

    Q= CUARZO

    Inte

    nsid

    ad

    (u

    .a)

    2 (Cu K1)

    ARCILLA RIOJA

    KK

    K

    KQ

    (c)

    Figura 1. Difractogramas de las materias primas arcillosas. (a) Arcilla Tincar Sper, Caoln

    C-80; (b) Arcilla Sur del Rio y Caoln Patagonia; (c) Arcilla La Rioja.

    En la figura 1(a) se puede ver que el pico ms intenso es del cuarzo (26.6 de 2), y con menos intensidad los de caolinita, la arcilla Tincar present mayor intensidad de cuarzo en

    comparacin a la otra. Respecto al caoln C-80 se observaron pequeos vestigos de mineral

    tipo illtico. En la figura 1(b) se observa que el pico ms intenso es el cuarzo, con similar

    intensidad para ambos, lo mismo ocurre para la caolinita. En la figura 1(c) se observ que el

    pico con mayor intensidad corresponde a la caolinita, tambin se pudo ver que existe poca

    presencia o casi nula de la fase cuarzo. Igualmente se caracteriz por DRX la almina

    calcinada, encontrndose fases cristalinas mayoritarias de Al2O3 con vestigios de almina. Para conocer el comportamiento trmico de las materias primas arcillosas y obtener

    informacin cuantitativa sobre tenores de caolinita se realizaron las caracterizaciones por

    termogravimetra (TG) y Anlisis trmico diferencial (ATD), los diagramas correspondientes

    se pueden ver en la figura 2.

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

    -8

    -7

    -6

    -5

    -4

    -3

    -2

    -1

    0

    1

    Temperatura (C)

    TG

    (%

    )

    ARCILLA TINCAR SUPER

    TG

    ATD

    79,7 C

    558,8 C

    978,4 C

    1205,2 C

    Exo

    Endo

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

    -8

    -6

    -4

    -2

    0

    Temperatura (C)

    CAOLIN C-80

    TG

    (%

    )

    ATD

    TG

    557,8 C

    94,7 C

    977,3 C

    Exo

    Endo

    (a) (b)

  • Materias Primas ATACer 2013- 28

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

    -5

    -4

    -3

    -2

    -1

    0

    Temperatura (C)

    TG

    (%

    )CAOLIN SUR DEL RIO

    TG

    ATD

    82,6 C

    250,4 C

    533,1 C

    979,2 C

    Endo

    Exo

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

    -20

    -15

    -10

    -5

    0

    5

    10

    Temperatura (C)

    TG

    (%

    )

    TG

    DTA

    68,8 C

    577,1 C

    984,5 C

    1265,5 C

    ARCILLA RIOJA

    Endo

    Exo

    (c) (d)

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

    -12

    -10

    -8

    -6

    -4

    -2

    0

    Temperatura (C)

    TG

    (%

    )

    CAOLIN PATAGONIA

    TG

    ATD

    581,7 C

    1231,4 C

    973,3 C

    108,1 C

    -100

    -80

    -60

    -40

    -20

    0

    20

    40

    60

    80

    DT

    A (u

    V)

    (e)

    Figura 2. Diagramas de ATD/TG de: (a) Arcilla Tincar Super; (b) Caoln C-80; (c) Caoln

    Sur del Rio; (d) Arcilla La Rioja; (e) Caoln Patagonia.

    En la tabla 1, se observan los valores obtenidos de las curvas termogravimetricas de las

    materias primas arcillosas, presentando para todas dos perdidas de masa, la primera entre 20 200 C que corresponde a valores entre 1,2 2,2 %, esto debido a la prdida de agua absorbida; la otra entre 200 800 C mostrando perdidas entre 2,6 13,5 % la cual est asociada a la deshidroxilacin del caolinita. Respecto a los valores de las curvas de ATD, se

    puede observar (figura 2 y tabla 1) que casi todas las materias primas arcillosas presentaron

    cuatro procesos trmicos. El primer proceso endotrmico entre 68 108 C debido a la prdida de agua absorbida sobre las partculas finas y de agua interlaminar, el segundo pico

    endotrmico para la arcilla Sur del Rio es 250.4C que representa la descomposicin de

    ciertas impurezas presentes en el mineral, y para las dems arcillas se present un pico

    endotrmico entre 557 581 C, y para la arcilla Sur del Rio en 533 C (tercer pico endotrmico), que est asociado a la deshidroxilacin de la caolinita y al cambio de fases de

    cuarzo a (superpuesto al de deshidroxilacin). Un tercer proceso trmico (exotrmico) entre 973 - 978 C y para la Sur del Rio 979 C (cuarto pico exotrmico), que corresponde a

    la formacin del metacaoln, y un cuarto pico exotrmico para la arcilla Tincar Sper, La

    Rioja y caoln Patagonia entre 1205 - 1243C que est asociado a la transformacin de cuarzo a cristobalita y a la nucleacin de la mullita. El porcentaje de caolinita de cada materia

    prima arcillosa se calcul en base a los TG (perdida entre 200 800 C) de acuerdo a la formulacin estequiomtrica de la caolinita, donde se puede ver que la arcilla La Rioja

    presento el ms alto porcentaje de caolinita (96.7%) y la arcilla Sur el Rio menor valor

    (18.6%). [4]

  • Materias Primas ATACer 2013 - 29

    Tabla 1. Porcentaje de prdidas de masas, procesos trmicos y porcentaje de caolinita de las

    arcillas en estudio.

    TG

    (% Perdidas)

    ATD

    Efectos trmicos (C)

    %

    Caolinita

    ARCILLA

    TINCAR SPER

    1). 1.5

    2). 6.1

    1). 79.7 (endo) 2). 558.8 (endo)

    3). 978.4 (exo) 4). 1205 (exo)

    43.8

    CAOLIN C-80 1). 2.2

    2). 5.7

    1). 94.7 (endo) 2). 557.8 (endo)

    3). 977.3 (exo)

    41.1

    ARCILLA SUR

    DEL RIO

    1). 1,4

    3). 2.6

    1). 82.6 (endo) 2). 250.4 (endo)

    3). 533.1 (endo) 4). 979.2 (exo)

    18.6

    ARCILLA LA

    RIOJA

    1). 2.2

    2). 13.5

    1). 68.8 (endo) 2). 577.2 (endo)

    3). 977.3 (exo) 4). 1243.4 (exo)

    96.7

    CAOLIN

    PATAGONIA

    1). 1.2

    2). 10.4

    1). 108.1 (endo) 2). 581.7 (endo)

    3). 973.3 (exo) 4). 1231.4 (exo)

    74.5

    La composicin qumica de las materias primas arcillosas se tomaron de las fichas tcnicas

    suministradas por proveedores comerciales. Ver tabla 2.

    Tabla 2. Anlisis qumico por fichas tcnicas de las materias primas arcillosas

    Caoln C-80 Caoln Sur

    del Rio

    Caoln

    Patagonia

    Arcilla

    tincar sper

    Arcilla La

    Rioja

    SiO2 57.10 58.70 60.80 64.40 44.57

    Al2O3 31.00 28.60 27.24 24.20 39.60

    Na2O 0.00 0.40 0.22 0.06 0.07

    K2O 0.60 0.90 1.06 0.53 0.39

    CaO 0.00 0.40 0.29 0.42 0.05

    Fe2O3 0.40 0.40 1.61 0.60 0.46

    MgO 0.00 0.00 0.54 0.18 0.11

    TiO2 0.13 0.30 0.37 0.49 0.60

    PxC 10.80 10.30 7.87 9.12 14.15

    En la tabla 2, se puede que todas las arcillas analizadas contienen un alto porcentaje de slice

    y almina, que son caractersticas de arcillas silicoaluminosas de base caolinitica, lo que las

    hace favorables para la elaboracin de mullita, ya que otro tipo de arcilla silicoaluminosas que

    no son de base caolinita (ejemplo esmectitas), poseen un bajo potencial para la formacin de

    mullita primaria (mullita generada por la propia arcilla) y requeriran por lo tanto mayores

    cantidades de almina para mullitizar completamente por tratamiento trmico. Cabe aclarar

    que se observ una inconsistencia entre el anlisis qumico suministrado por el proveedor con

    el tenor de caolinita calculado a partir de la prdida de masa (agua de estructura) observada en

    el ATD-TG en el caoln Patagonia. Respecto al porcentaje de SiO2 la arcilla Tincar Sper

    present un valor mayor y La Rioja una cantidad menor con respecto a las dems. Para el

    porcentaje de Al2O3 la arcilla Tincar mostr el menor valor en comparacin a las otras, y la La

    Rioja que present un mayor porcentaje con relacin a las dems. El caoln Patagonia y Sur

    del Rio mostraron en suma los mayores porcentajes de impurezas, sobre todo de Na2O y K2O,

    los cuales no son muy favorables para la elaboracin de mullita refractaria de alta gama,

    debido a que contribuiran a bajar el punto de fusin, produciendo mayor fase vtrea y por

    tanto bajas propiedades mecnicas en el producto final, por lo tanto se descart el uso de estos

    2 caolines. Las arcillas con las que se prosigui trabajando fueron caracterizadas con el

    ensayo de Cono Piromtrico Equivalente (C.P.E) e ndice de plasticidad (IP), encontrando

  • Materias Primas ATACer 2013- 30

    para el caoln C-80 vales de CPE = 29 (1659 C) y IP=7.4, para la arcilla Tincar Super valores

    de CPE= 32 (1717 C) y IP= 8.0 y para la arcilla La Rioja valores de CPE= 34 (1763 C) y

    IP= 3.8. Los resultados de CPE muestran que la arcilla La Rioja present mayor

    refractariedad debido a un menor tenor de impurezas y una mayor cantidad de caolinita en su

    composicin (observado en el TG), en cambio para el caoln C-80 present menor

    refractariedad con respecto a la arcilla Tincar Sper. Luego de realizada la caracterizacin de

    las materias primas, se procedi al mezclado de las mismas en forma estequiomtrica 3-2,

    como se indic en el procedimiento experimental, obtenindose 3 mezclas (Cc80Acal,

    AtinAcal, y AriojAcal) las cuales fueron prensadas uniaxialmente y calcinadas a 1600 C

    durante 3 horas. Los DRX de las muestras tratadas a 1600C durante 3 horas se observan en la

    figura 3.

    0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

    AA

    AA

    A

    M MM

    M

    M

    MMMMM

    M

    M

    MM

    MM

    M

    M

    M

    M

    M

    A

    AA

    A

    AAM

    MM

    M

    M

    MM

    MMM

    M

    MM

    MM

    M

    M

    M

    M

    M

    MMM

    M

    M

    MMMMMM

    M

    M

    MM

    MM

    M

    M

    M

    M

    Inte

    nsid

    ad

    (u

    .a)

    2 (Cu K1)

    AriojAcal a 1600C

    AtinAcal a 1600C

    Cc80Acal a 1600CM = MULLITA

    A = ALUMINUM OXIDE

    M

    A

    Figura 3. Difractograma de las mezclas; AtinAcal (Arcilla Tincar - Almina calcinada), y

    Cc80Acal (Caoln C-80 Almina calcinada) y AriojAcal (Arcilla La Rioja - Almina calcinada).

    En la figura 3 se puede observar que las tres arcillas seleccionadas al mezclarlas con la

    cantidad de almina correspondiente para obtener mullita 3-2, y calcinarlas a 1600 C durante

    3 horas, producen una conversin casi total a mullita, quedando solo vestigios de almina sin

    reaccionar y un resto de fase vtrea no apreciable en estos diagramas pero si en los diagramas

    originales.

    CONCLUSIONES

    Se analizaron 5 arcillas caoliniticas de diferente origen geolgico nacionales p