DESARROLLO BENTONITA


DESARROLLO

1.    GEOLOGIA

1.1.    Mineralogía

Las esmectitas son filosilicatos con estructura 2:1, presentando una gran diversidad composicional. Como en el resto de los filosilicatos, su estructura se basa en el apilamiento de planos de iones oxígeno e hidroxilos. Los oxígenos se unen formando capas de extensión infinita con coordinación tetraédrica.

Tres de cada cuatro oxígenos están compartidos con los tetraedros vecinos, en el interior de los tetraedros se alojan cationes Si4+. Los hidroxilos forman capas con coordinación octaédrica. Los oxígenos tetraédricos sin compartir con otros oxígenos (oxígenos apicales) forman parte de la capa octaédrica adyacente. Los cationes octaédricos son, generalmente, Al3+, Mg2+, Fe2+ o Fe3+ y, más raramente, Li+, Cr2+, Mn2+, Ni2+, Cu2+ o Zn2+ (Fig. 1). Una capa octédrica entre dos tetraédricas, unidas fuertemente por enlace covalente, forman la unidad estructural básica de las esmectitas.

Estas láminas se encuentran separadas por cationes débilmente hidratados (fundamentalmente por Ca, Mg y Na). La presencia de la superficie interlaminar asi como de una debil carga en la misma, son características esenciales de este grupo de minerales. Como consecuencia de ello son capaces de incluir en ella no sólo cationes hidratados, sino también agua u otros líquidos polares, dando lugar a una mayor separación de las capas (aumento de su espaciado reticular) y por tanto hinchamiento.

Las esmectitas se dividen en dos subgrupos, en función del tipo de ocupación de las posiciones octaédricas: dioctaédricas y trioctaédricas. Se denominan trioctaédricas aquellas en que están ocupadas todas las posiciones octaédricas y dioctaédricas las que sólo tienen ocupados 2/3 de los huecos.

Las esmectitas más comunes en las bentonitas son las de la serie montmorillonita-beidellita, con pequeñas cantidades de hierro. En cuanto a la composición química, las esmectitas presentan una variabilidad importante debido a la amplia gama de sustituciones isomórficas posibles dentro de los miembros del grupo, así como de la ocupación del espacio interlaminar.

Las esmectitas pueden presentar gran variedad de tamaños de cristal y morfologías. Suelen aparecer en cristales de tamaño variable entre 2 y 0,2 μm y morfologías de hábito rómbico o hexagonal, tabular o lamelar e incluso fibroso

1.2.    Clasificación Industrial de Bentonitas

Los criterios de clasificación utilizados por la industria se basan en su comportamiento y propiedades fisicoquímicas; así la clasificación industrial más aceptada establece tipos de bentonitas en función de su capacidad de hinchamiento en agua. Según este criterio Patterson y Murray (1983) distinguen tres tipos principales:

·         Bentonitas altamente hichables o sódicas
·         Bentonitas pocho hichables o cálcicas
·         Bentonitas moderadamente hinchables o intermedias

La diferencia entre ambas clasificaciones estriba en el hecho de que este último autor considera las Tierras de Fuller como materiales bentoníticos. En la literatura inglesa, generalmente, se considera a las tierras de Fuller como bentonitas. Sin embargo, especialistas norteamericanos, consideran a las tierras de Fuller materiales estrechamente ligados a las bentonitas, pero no necesariamente de la misma composición.

1.3.    Génesis

Los minerales del grupo de las esmectitas se forman y son estables en ambientes supergénicos. Son, posiblemente, el grupo de minerales de la arcilla más ampliamente representados en el medio exógeno. Se han encontrado asociadas a todos los tipos de sedimentos, tanto continentales como oceánicos. Son constituyentes esenciales de muchos suelos. Durante la diagénesis, se transforman en interestratificados illita/esmectita y posteriormente en illita o incluso clorita.

Esta aparición generalizada de las esmectitas en diversos ambientes, se debe a la diversidad de sus procesos de formación, ya que puede originarse tanto por alteración de rocas volcánicas, como por precipitación directa a partir de soluciones o por transformación de minerales preexistentes. Si bien, los mayores depósitos de bentonitas con interés económico se han formado por hidrólisis de rocas volcánicas. Debido a la amplitud del vulcanismo producido en todo el mundo a partir del Cretácico, existen yacimientos de bentonitas en todos los continentes, a excepción de la Antártida.

1.4.    Tipología de yacimientos

1.4.1.   Alteración de cenizas o tobas volcánicas "in situ"

La mayor parte de los yacimientos importantes son de este tipo. En ellos la bentonita presenta una pureza elevada, conservando, a veces, algunas de las características texturales del material volcánico original. Las bentonitas se forman por la alteración de cenizas o tobas volcánicas bajo una lámina de agua. La alteración consiste, esencialmente, en la desvitrificación de la ceniza seguida de la hidratación y cristalización de la esmectita a partir de numerosos núcleos.

La composición del material volcánico original puede ser variable, por ello, los distintos yacimientos de bentonitas formados por este proceso presentan importantes variaciones en su composición química y mineralógica y, como consecuencia, en sus propiedades. Sin embargo, en un mismo yacimiento hay una gran uniformidad mineralógica en la vertical, con ausencia de perfiles edáficos.

En la mayor parte de los casos la deposición de la ceniza precursora de la bentonita tuvo lugar en medio marino somero, aunque también se han encontrado bentonitas formadas en lagos salinos, estuarios, lagoons, o intercaladas entre capas de carbón.

1.4.2.   Alteración hidrotermal

Se trata de yacimientos de bentonitas asociados a zonas de fracturación. Presentan morfologías irregulares con cambios de composición graduales hacia las rocas encajantes, generalmente de caracter ígneo, encontrandose asociadas a otros minerales de origen hidrotermal. Estas bentonitas son destinadas fundamentalmente a la obtención de catalizadores para la industria del petroleo.

1.4.3.   Alteración "deutérica" de materiales ígneos

Según Grim y Güven (1978) los "procesos deutéricos son aquellos cambios que tienen lugar en una roca ígnea inmediatamente después de su emplazamiento y como consecuencia de la reacción de gases y vapores incluidos en la masa ígnea con otros componentes. Sin embargo, es difícil separar estos procesos de formación de los fenómenos de alteración hidrotermal, ya que en muchos casos ambos se encuentran superpuestos. Estos depósitos son muy escasos y de morfología muy irregular.

1.4.4.   Otros tipos de yacimientos

Del segundo tipo son los yacimientos de bentonitas de origen sedimentario, bien hayan sufrido transporte y deposición, o hayan sido formados por precipitación en la cuenca de sedimentación

2.    EXPLOTACION

La actividad de Extracción de Minerales comprende la explotación de minas y canteras, es decir la extracción de los minerales que se encuentran en estado natural, ya sea en minas subterráneas ó tajo abierto. Esta actividad comprende también la molienda, preparación y beneficio. Este conjunto de actividades generalmente se realiza en el lugar de la extracción del mineral o en sus cercanías

La explotación se efectúa a cielo abierto, utilizando medios mecánicos convencionales. La potencia del recubrimiento a remover varía de unos yacimientos a otros, pero, generalmente, en la mayor parte de las explotaciones son inferiores a los 15 m. Sin embargo, en los yacimientos del sur de Estados Unidos se explotan depósitos con más de 35 m de recubrimiento. En la mayor parte de los casos, dichos recubrimientos son blandos y poco cohesionados, lo que hace fácil su desmonte.
Muchos yacimientos son explotados de forma selectiva, en función de sus propiedades físicas. En ocasiones la bentonita de un mismo nivel se separa, incluso, hasta en tres calidades diferentes; otras calidades del producto pueden prepararse a partir de mezclas de diferentes materias primas.

El presente trabajo tiene como objetivo principal aportar algunos resultados de investigaciones realizadas en algunas zonas que pueden considerarse como perspectivas para la explotación de bentonitas




a)    BENTONITA LISTA PARA EXTRAER

b)   ACUMULACIÓN
Secado al aire
Elimina 50% humedad
Reduce costes de secado

c)    CARGA DE BENTONITA EN CAMIONES
Transporte a la planta  de tratamiento
se acumula según  tipos y calidade

d)   MOLINO DE BENTONITA
Reducción del tamaño De partícula

e)    PLANTA DE TRATAMIENTO
Secado:
Hornos rotatorios
Calcinación:
Control exhaustivo de la tª.
Un exceso Puede alterar las  Propiedades finales

f)     ALMACENAMIENTO DE BENTONITA A GRANEL Y ENSACADA

3.    PROCESAMIENTO Y COMERCIALIZACION

El procesado industrial del producto de cantera viene fijado por la naturaleza y uso a que se destine. Generalmente es sencillo, reduciédose a un machaqueo previo y eliminación de la humedad y finalmente, a una molienda hasta los tamaños de partícula deseados.
La bentonita de Wyoming, o altamente hinchable, cuando llega a la planta de tratamiento, suele contener aproximadamente un 30 % de humedad, mientras que en otras bentonitas puede ser del orden del 25 %. Después del procesado su humedad oscila entre un 7 y un 8 %. El secado se suele realizar en hornos secadores rotatorios de grandes dimensiones (20 m de longitud por 3 m de diámetro).
La temperatura de secado depende de la utilización posterior de la bentonita. Las temperaturas más altas se emplean cuando se prepara materia prima para la obtención de gránulos absorbentes y las más bajas, para las destinadas a aplicaciones coloidales.
La benonita seca se envasa y transporta, normalmente en contenedores de plástico o papel reforzado y, en ocasiones, sobre todo cuando se trata de granulados o cuando se requieren largos periodos del amacenamiento, en tambores metálicos de 40 Kg de capacidad.
Las hectoritas y algunas bentonitas de calidad especial se benefician mediante hidroclasificación. Esta consiste en una suspensión de arcilla en agua que se bombea a través de un circuito; durante el proceso, los minerales no arcillosos y otras impurezas se separan y eliminan de la suspensión. Posteriormente, la pasta obtenida se pasa a través de secadores de tambor y finalmente se muele.

3.1.        EL PROCESADO
Varía en función de la naturaleza y uso final:

a)    MACHAQUEO PREVIO
Hornos rotatorios

b)   SECADO
Eliminación humedad: 25-30% →7-8%
Temperatura de secado

c)    MOLIENDA
El tamaño de partícula
Depende de la aplicación

d)   ENVASADO
Contenedores de plástico o papel reforzado
Tambores metálicos → 40 Kg. Capacidad

e)    HIDROCLASIFICACIÓN
Método usado en hectoritas y bentonitas de calidad especial
Bombeo de agua a través de un circuito (arcilla en suspensión)

Minerales no arcillosos
Impurezas

Minerales arcillosos
Secado
Molienda

TRATAMIENTOS PARA MEJORAR LA CALIDAD DEL PRODUCTO

ACTIVACIÓN ÁCIDA:

Adición de H2O + H2SO4 (o HCl)

Agitación
Filtrado
Secado
Pulverizado

Incremento de:
Porosidad
Área superficial
Capacidad Intercambio Catiónico
Actividad catalítica






3.2.        COMERCIALIZACION

Se comercializa en sacos de Polipropileno de hasta 50 kg, en Big Bag o a granel.

 VENTA DE BENTONITA
S/. 18,00  Precio

Venta de Bentonita para Pozos a Tierra en sacos de 30 Kg.


4.    APLICACIONES INDUSTRIALES

Desde el punto de vista industrial, la mayor parte de las aplicaciones no requieren especificaciones estrictas en cuanto a composición química. Sin embargo, tienen importancia en el comportamiento de las bentonitas, el quimismo del espacio interlaminar y sus propiedades fisicoquímicas.
4.1.    Propiedades fisicoquímicas

Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades fisico-químicas. Dichas propiedades derivan, principalmente de:

·         Su extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 μm)
·         Su morfología laminar (filosilicatos)
·         Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar.

4.1.1     Superficie específica

La superficie específica o área superficial de una arcilla se define como el área de la superficie externa más el área de la superficie interna (en el caso de que esta exista) de las partículas constituyentes, por unidad de masa, expresada en m2/g.
Las bentonitas poseen una elevada superficie específica (150-800 m2/g), muy importante para ciertos usos industriales en los que la interacción sólido-fluido depende directamente de esta propiedad.

4.1.2     Capacidad de Intercambio catiónico

Es una propiedad fundamental de las esmectitas. Son capaces de cambiar, fácilmente, los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales, en los espacios interlaminares, o en otros espacios interiores de las estructuras, por otros existentes en las soluciones acuosas envolventes. La capacidad de intercambio catiónico (CEC) se puede definir como la suma de todos los cationes de cambio que un mineral puede adsorber a un determinado pH. Es equivalente a la medida del total de cargas negativas del mineral. Estas cargas negativas pueden ser generadas de tres formas diferentes:
* Sustituciones isomórficas dentro de la estructura.
* Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas.
* Disociación de los grupos hidroxilos accesibles.
El primer tipo es conocido como carga permanente y supone un 80 % de la carga neta de la partícula; además es independiente de las condiciones de pH y actividad
iónica del medio. Los dos últimos tipos de origen varían en función del pH y de la actividad iónica. Corresponden a bordes cristalinos, químicamente activos y representan el 20 % de la carga total de la lámina. En el caso de las bentonitas la capacidad de intercambio catiónico varía entre 70 y 130 meq/100 g.

4.1.3     Hidratación e hinchamiento

La hidratación y deshidratación de la superficie interlaminar son también propiedades únicas de las esmectitas, y cuya importancia es crucial en los diferentes usos industriales. Aunque hidratación y deshidratación ocurren con independencia del tipo de catión de cambio presente, el grado de hidratación sí está ligado a la naturaleza del catión interlaminar y a la carga de la lámina.
La absorción de agua en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la separación de las láminas dando lugar al hinchamiento. Este proceso depende del balance entre la atracción electrostática catión-lámina y la energía de hidratación del catión. A medida que se intercalan capas de agua y la separación entre las láminas aumenta, las fuerzas que predominan son de repulsión electrostática entre láminas, lo que contribuye a que el proceso de hinchamiento pueda llegar a disociar completamente unas láminas de otras. Cuando el catión interlaminar es el Na, las esmectitas tienen una gran capacidad de hinchamiento, pudiendo llegar a producirse la completa disociación de cristales individuales de esmectita, teniendo como resultado un alto grado de dispersión y un máximo desarrollo de propiedades coloidales. Si por el contrario, tienen Ca o Mg como cationes de cambio su capacidad de hinchamiento será mucho más reducida.

4.1.4     Plasticidad

Las esmectitas son eminentemente plásticas. Esta propiedad se debe a que el agua forma una envuelta sobre las partículas laminares de esmectita produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas partículas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas.
La elevada plasticidad de las esmectitas es consecuencia, nuevamente, de su morfología laminar, extremadamente pequeño tamaño de partícula (elevada área superficial) y alta capacidad de hinchamiento.
Generalmente, esta plasticidad puede ser cuantificada mediante la determinación de los índices de Atterberg (Límite Líquido, Límite Plástico y Límite de Retracción). Estos límites marcan una separación arbitraria entre los cuatro estados o modos de comportamiento de un suelo sólido, semisólido, plástico y semilíquido o viscoso (Jimenez Salas, et al., 1975).
La relación existente entre el límite líquido y el índice de plasticidad ofrece una gran información sobre la composición granulométrica, comportamiento, naturaleza y calidad de la muestra. Existe una gran variación entre los límites de Atterberg de diferentes minerales de la arcilla, e incluso para un mismo mineral arcilloso, en función del catión de cambio. En gran parte, esta variación se debe a la diferencia en el tamaño de partícula y al grado de perfección del cristal. En general, cuanto más pequeñas son las partículas y más imperfecta su estructura, más plástico es el material.




4.1.5     Viscosidad

Las propiedades de viscosidad de las bentonitas pueden variar o ser uniformes, dentro de un mismo yacimiento. Estas diferencias se deben a variaciones en el grado de dispersabilidad, fundamentalmente. Los mejores valores se dan cuando el recubrimiento sedimentario superior no es muy potente y una gran parte del Fe se encuentre en estado oxidado. Valores menos altos aparecen en yacimientos con más de 10 m de recubrimiento y bajo estado de oxidación del Fe.

4.1.6     Tixotropía

La tixotropía se define como el fenómeno consistente en la pérdida de resistencia de un coloide, al amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo. Las arcillas tixotrópicas cuando son amasadas se convierten en un verdadero líquido. Si, a continuación, se las deja en reposo recuperan la cohexión, así como el comportamiento sólido. Para que una arcilla tixotrópica muestre este especial comportamiento deberá poseer un contenido en agua próximo a su límite líquido. Por el contrario, en torno a su límite plástico no existe posibilidad de comportamiento tixotrópico.

4.2.    Tratamientos para mejorar la calidad del producto

En ocasiones se procede a someter a las bentonitas a procesos físicos y químicos que tienen por objeto potenciar algunas de sus propiedades para determinadas aplicaciones industriales. Desde el punto de vista industrial tienen gran importancia los procesos destinados a modificar el quimismo del espacio interlaminar, a dichos procesos se les denomina "Activación" (activación ácida y activación sódica). La activación ácida consiste en la adición de una mezcla de agua y ácido sulfúrico o cloridrico, (tras el secado y la molienda del material), seguida de agitación, filtrado, secado y pulverizado. Con ella se consigue la disolución de impurezas tales como calcita, el reemplazamiento de iones calcio (divalentes) en posición interlaminar por hidrógenos y la eliminación de iones Al de la capa tetraédrica y Fe2+, Fe3+,Al y Mg de la capa octaédrica.
Mediante la activación ácida se consiguen cambios importantes en el mineral. Los bordes de las láminas de arcilla se abren y se separan aumentando la porosidad y el área superficial. Esta última aumenta con el tratamiento hasta un máximo más allá del cual tanto el área superficial como la capacidad de blanqueo caen progresivamente. Así mismo, aumentan la capacidad de intercambio iónico y la actividad catalítica. Las variaciones en el tipo de arcilla (granulometría y mineralogía) y en el tipo y grado de acidulación (tipo de ácido, temperatura, tiempo de contacto, proporción de arcilla, etc.) darán lugar a diferentes productos con diversas propiedades.
Igualmente, se puede efectuar una activación sódica, sobre bentonitas cálcicas, tratándolas con carbonato cálcico, para obtener bentonitas sódicas.
Norteamérica, Europa y Japón son los principales productores de bentonitas activadas.
Si los cationes de cambio inorgánicos de una esmectita son sustituidos por cationes orgánicos de cadena larga tipo compuestos tetraamonio o alkilamina, a esta arcilla se la denomina arcilla organofílica. Las arcillas naturales son organofóbicas; sin embargo, cuando son modificadas orgánicamente presentan afinidad por las moléculas orgánicas; por ello tienen importantes aplicaciones como adsorbentes de residuos orgánicos. Además son hidrofóbicas, adecuadas para su empleo en la fabricación de pinturas, como gelificantes de líquidos orgánicos, en lubricantes, etc.
El uso de la hectorita como base para las arcillas organofílicas está muy extendido, ya que esta esmectita da un producto de alto poder gelificante en sistemas altamente polarizados.
En Japón, a partir de 1969, se comercializa el producto llamado HIKKAGEL, que consiste en bentonita tratada con alcohol, a presión y temperaturas elevadas y posteriormente tratada con una sal orgánica de amonio (Takeshi y Kato, 1969).
En 1970 comenzó a funcionar por primera vez en Houston (Texas) una planta de fabricación de montmorillonita sintética. Se trata, en realidad, de un interestratificado al azar illita/montmorillonita (Granquist et al., 1972). El material se vende para catálisis en cracking, hidrogenación/deshidrogenación, y como componente en catalizadores hidrotratantes. Posee un área superficial de 110-160 m2/g, y una capacidad de cambio entre 150 y 160 meg/g.
También se fabrica hectorita sintética en el Reino Unido, que se comercializa con el nombre de Laponita (Green, 1970). Es, evidentemente, más pura que el material natural y se destina a los mismos usos que la bentonita sintética.

4.3.    Campos de aplicación industrial y especificaciones requeridas en cada una

Las bentonitas propiedades muy amplias y atractivas lo que hace que sus usos sean muy amplios y diversos.
Sus aplicaciones industriales más importantes son:


La bentonita se utiliza en la fabricación de moldes para fundición, a pesar de que la industria ha empezado a utilizar otras tecnologías y ha ido sustituyendo a las bentonitas por otros productos.
El proceso conocido como fundición es aquel en el que un metal fundido es vaciado en un molde que tiene la forma del artículo que se va a producir, el cual se obtiene una vez enfriado y solidificado el metal.
Las arenas de moldeo están compuestas por arena y arcilla, generalmente bentonita, que proporciona cohesión y plasticidad a la mezcla, facilitando su moldeo y dándole resistencia suficiente para conservar la forma adquirida después de retirar el molde y mientras se vierte el material fundido.
La proporción de las bentonitas en la mezcla varía entre el 5 y el 10%, pudiendo ser ésta tanto sódica como cálcica, según el uso a que se destine el molde. La bentonita sódica se usa en fundiciones de mayor temperatura que la cálcica por ser más estable a altas temperaturas, suelen utilizarse en fundición de acero, hierro dúctil y maleable y en menor medida en la gama de los metales no férreos. Por otro lado la bentonita cálcica facilita la producción de moldes con más complicados detalles y se utiliza, principalmente, en fundición de metales no férreos.
Las especificaciones desarrolladas por las asociaciones de industrias de fundición para las Bentonitas, abarcan propiedades tales como contenido de humedad, índice de hinchamiento, valor de pH y límite líquido entre otras.


A pesar de los numerosos cambios que han tenido las formulaciones de los lodos de perforación, la bentonita sigue utilizándose en gran medida.
Los lodos de perforación son los fluidos bombeados que circulan a través del pozo mientras este es perforado. Su composición se ajusta a medida que cambian las exigencias, de acuerdo con la profundidad de la perforación y los otros materiales encontrados. Las funciones que debe cumplir el lodo de perforación son:

-       Control de presiones de formación y estabilización de las paredes
-       Enfriamiento de la herramienta de perforación
-       Sellamiento o formación de un recubrimiento delgado e impermeable contra la pared del pozo que no dejar filtrar agua en la formación geológica.
-       Permitir la adición de agentes densificantes
-       Producción de una presión hidrostática suficiente para estabilizar la pared y conservar en la formación geológica sus fluidos.
-       Remoción de escombros del fondo del pozo y transporte de los mismos a la superficie.
-       Soporte de parte del peso del taladro.
-       Transmisión de potencia hidráulica a la broca

Una gran variedad de minerales industriales y productos químicos es utilizada en la formación de lodos de perforación, pero siempre, el ingrediente más importante es la Bentonita y su utilización se basa en el incremento de la viscosidad del lodo, que garantiza una efectiva extracción a la superficie de los escombros.


La bentonita se ha venido desde hace más de cincuenta años como agente aglutinante en la producción de pelets del material previamente pulverizado durante las tareas de separación y concentración.
Aunque no existen especificaciones estandarizadas para este uso, se emplean bentonitas sódicas, naturales o activadas, puesto que son las únicas que forman buenos pelets con las resistencias en verde y en seco requeridas, así como una resistencia mecánica elevada tras la calcinación.


La elevada superficie específica de la bentonita, le confiere una gran capacidad tanto de absorción como de adsorción. Debido a esto se emplea en decoloración y clarificación de aceites, vinos, sidras, cervezas, etc. Tienen gran importancia en los procesos industriales de purificación de aguas que contengan diferentes tipos de aceites industriales y contaminantes orgánicos.
Se utiliza además como soporte de productos químicos, como por ejemplo, herbicidas, pesticidas e insecticidas, posibilitando una distribución homogénea del producto tóxico.


Las bentonitas se pueden utilizar como material de sellado en depósitos de residuos tanto tóxicos y peligrosos, como radiactivos de baja, media y alta actividad. Las bentonitas se utilizan en mezclas de suelos con el fin de disminuir su permeabilidad. De esta forma se impide el escape de gases o lixiviados generados en el depósito.
El proceso normal consiste en mezclar la arena con bentonitas, aunque recientemente ha surgido una tendencia en el diseño de barreras de impermeabilización basada en geomembranas y geotextiles. Esto se forma mediante una barrera de arcilla compactada ente dos capas, una de geotextil y otra de geomembrana.
La geomembrana es impermeable, mientras que el geotextil es permeable, de modo que permite a la bentonita hinchar, produciendo la barrera de sellado compactada.
Esta utilidad de las bentonitas como material de sellado se basa fundamentalmente en algunas de sus propiedades características, como son: su elevada superficie específica, gran capacidad de hinchamiento, buena plasticidad y lubricidad, alta impermeabilidad, baja compresibilidad. Las bentonitas más utilizadas para este fin son las sódicas, por tener mayor capacidad de hinchamiento.




En zonas rocosas o volcánicas en que es difícil obtener valores satisfactorios de resistencia es común utilizar bentonita como agregado al terreno en el que se instalará la puesta a tierra, con el fin de mejorar las descargas.


La Bentonita constituye una carga muy interesante para los jabones, por su poder emulsionante o por su afinidad por las partículas carbonadas al efecto detergente. Entre sus propiedades y ventajas tenemos su gran poder emulsionante y acción detergente debido a la suspensión viscosa del gel que contiene; su capacidad de dispersarse en el agua más rápidamente que los otros jabones por el hecho de contener arcilla en estado coloidal; su propiedad de cambios de base que ablanda las aguas duras y corrige el exceso de álcalis del jabón realizando un efecto autoprotector sobre los tejidos.
Sus propiedades emulsivas, saponificación más rápida e íntegra de materias grasas; la desecación o envejecimiento mucho menor que en los otros jabones y buena estabilidad después de la obtención rápida del equilibrio del agua y su baja sensibilidad a la deformación y reblandecimiento en el agua caliente.


Las bentonitas se utilizan para cementar fisuras y grietas de rocas, absorbiendo la humedad para impedir que esta produzca derrumbamiento de túneles o excavaciones, para impermeabilizar trincheras, estabilización de charcas, etc. Sus principales usos son:

-       Aumenta la capacidad del cemento de ser trabajado y su plasticidad.
-       Ayuda a la estabilización y soporte en la construcción de túneles.
-       Como lubricante y rellenando grietas en tuberías
-       Como soporte de excavaciones
-       Creación de membranas impermeables en torno a barreras en el suelo.
-       En las obras puede ayudar a evitar el desplome de paredes lubricándolas con lechadas de bentonita.
-       Proporciona seguridad en el caso de rotura de cables enterrados en tomas de tierra.

En excavaciones, los barros de bentonita son usados para proveer soportes de paredes no mecánico. Los barros de bentonita también pueden ser usadas como un lubricante para el hinchamiento del molde, perforación de pilotes y fundaciones similares. También son usadas en una gran variedad de materiales de construcción incluyendo ladrillos, cemento portland, productos de yeso, caños para cloacas y azulejos.


La Bentonita tiene aplicaciones en la preparación de alimentos concentrados para animales, como adsorbente de toxinas, como aglutinante en los procesos de peletización o formación de gránulos y como aditivo nutricional.
Su aplicación como ligante en la fabricación de alimentos pelletizados para animales se emplea ampliamente en la alimentación de pollos, cerdos, pavos, cabras, corderos, y ganado vacuno. Actúa como ligante y sirve de soporte de vitaminas, sales minerales, antibióticos y de otros aditivos
Recientemente se empezó a incorporar a la alimentación de aves de corral reportándose importantes beneficios como el incremento de la producción de huevos, su tamaño y el endurecimiento de su cáscara.
La bentonita tiene una doble misión: actúa como promotor del crecimiento y como atrapador de toxinas. Esto se debe a que el alimento mezclado con bentonita, debido a su gran capacidad de adsorción, permanece más tiempo en la zona intestinal, la arcilla adsorbe el exceso de agua, y hace que los nutrientes permanezcan más tiempo en el estómago, siendo mayor su producción. Por otro lado adsorben toxinas, no pudiendo éstas, por tanto, atravesar las paredes intestinales. La mayor adsorción de agua de los nutrientes, además, hace que los excrementos sean menos húmedos, así los lechos permanecen más tiempo limpios y se reduce la probabilidad de epidemias y la proliferación de moscas y parásitos.
Es un agente natural adsorbente de toxinas especialmente de aflatoxina. Actúa por aspersión sobre los granos de cereales, oleaginosas y sus subproductos, impidiendo la proliferación de hongos causados por la humedad y la temperatura y, eliminando las toxinas, para lo cual utiliza su alto poder astringente, su gran capacidad de adherencia y su condición fungicida.
Al ponerse en contacto con el agua y los jugos digestivos, ejerce una acción destoxificadora en el tracto intestinal del animal, formando un complejo indisoluble y estable entre las micotoxinas y la bentonita que al no ser asimilable se elimina con las heces.
Como aglutinante, no transmite sabor ni olor a los alimentos y ofrece un excelente comportamiento en la fabricación de pelets o gránulos actuando como lubricante y aumentando la dureza.
Como aditivo nutricional favorece la interacción con proteínas, péptidos y aminoácidos a través de enlaces débiles, mejorando los rendimientos zootécnicos. además se comporta cono vehículo para el suministro de vitaminas, minerales, antibióticos y otros suplementos alimenticios.





Son muchas las aplicaciones de las arcillas como catalizadores en diferentes procesos químicos. Así, son utilizadas en reacciones de desulfuración de gasolina, isomerización de terpenos, polimerización de olefinas, cracking de petróleo, etc.
Las propiedades catalíticas de las bentonitas son resultado directo de su elevada superficie específica y localización de centros ácidos (activación ácida). Por esta razón la búsqueda de la maximización de la superficie específica es una línea habitual de investigación y aplicación de arcillas.


Desde hace tiempo las bentonitas se vienen usando como excipiente por la industria farmacéutica debido a que no son toxicas ni irritantes. Gracias a que no pueden ser absorbidas por el cuerpo humano se utilizan para la elaboración de preparaciones tanto de uso tópico como oral. Se utiliza como adsorbente, estabilizante, espesante, agente suspensor y como modificador de la viscosidad. Su principal uso es la preparación de suspensiones tópicas, geles y soluciones.


La clarificación artificial o provocada, en contraposición a las clarificación espontánea que se produce naturalmente en los vinos, tiene por fin la obtención en tiempo más o menos breve, la limpidez del vino.
La clarificación artificial consiste en el agregado de determinadas substancias en estado coloidal, las cuales al coagular y flocular, arrastran por acción fisico-química a los compuestos coloidales del vino. Estas sustancias empleadas para clarificar los vinos, se llama clarificantes.
La bentonita es el clarificante de mayor difusión, debido a su bajo costo, ser totalmente inerte, inalterable, de fácil aplicación y notable acción estabilizadora sobre el vino. Los mismos criterios resultan aplicables para la clarificación de jugos en general y de frutas en especial.


Además de los usos campos de aplicación industrial indicados anteriormente, las bentonitas se utilizan:

-       Como abrasivos (estabilizador de arco, formador de escoria, como auxiliar de extrusión, etc.)
-       Como absorbente: se aplica en la industria de los absorbentes en cama de mascotas y como desecante.
-       Como portadores de pesticidas y otros biocidas
-       En agricultura para mejorar las propiedades de suelos arenosos o ácidos, asi mismo se utilizan esmetitas sódicas para recubrir ciertos tipos de semillas, de forma que su tamaño aumente, y resulte más fácil su distribución mecánica, a la vez que se mejora la germinación.
-       En aplicaciones cerámicas como agente de suspensión y plastificante en vidrios. 
-       En electrodos para soldadura como estabilizadores del arco, protectores de grupos de soldaduras, agentes de fundición y modificadores de escoria
-       En la industria del papel (desteñir el papel reciclado, control de pitch, clarificación de aguas servidas, auxiliar de retención, cobertura, papel de copia sin carbón, etc.)
-       En pinturas son usadas en pinturas tixotrópicas o impermeables.
-       En porcelanas eléctricas la bentonita es usada como un plastificante que incrementa la resistencia en seco y quemado y reduce la absorción
-       Para desarrollar el color en leucocolorantes, en papeles autocopiativos, se utilizan bentonitas activadas con ácido.
-       Para la fabricación de pinturas, grasas, lubricantes, plásticos, cosméticos, se utilizan arcillas organofílicas, capaces de hinchar y dispersarse en disolventes orgánicos, y utilizarse, por lo tanto, como agentes gelificantes, tixotrópicos o emulsionantes.
-       Para pesticidas y otros biocidas son ampliamente usadas como transportadores en seco y diluyentes.
-       Para plásticos la bentonita reduce la permeabilidad del gas en películas plásticas.



5.    YACIMIENTOS Y PRODUCCION EN EL PERÚ

Según el INGEMMET (1996) los depósitos de bentonita se encuentran distribuidos a lo largo de la Franja Interandina y la Costa. Los principales depósitos se encuentran en Tumbes, Piura —en la Formación Chira— e Ica —en la formación Paracas.

La producción de bentonita en el Perú es de 18 471 toneladas al año, lo que nos situó, según el U.S. Geological Survey, como el cuarto productor latinoamericano en el 2005. La producción nacional se concentra en las regiones de Piura e Ica y en las empresas Compañía Minera Agregados Calcáreos S.A. y Shougang Hierro Perú S.A.A.

Producción de bentonita por principales unidades mineras 2005 (TM):




En Tumbes y Piura la bentonita está compuesta de montomorillonita entre 45 a 75% y cristobalita entre 10% y 30%8. En Ica, el contenido de sílice y sodio en las bentonitas es menor pero son más ricas en calcio. En Piura y Tumbes abundan las bentonitas sódicas, y en Ica, las cálcicas. Existen asimismo depósitos menos abundantes y puros en las regiones de Lima y Arequipa. Finalmente en Cajamarca, Ancash, Junín, Ayacucho y Puno existen también depósitos de bentonita.

6.    PRODUCCION MUNDIAL

YACIMIENTOS EN EL MUNDO – Bentonita Países importadores de Wyoming Bentonita:

·         Estados unidos
·         Japón
·         Canadá
·         México
·         Canada
·         Australia
·         Rusia




CONCLUSIONES

1.    Se considera de muy alta pureza sin presencia de elementos pesados y es usado casi exclusivamente para la industria alimenticia animal.

BIBLIOGRAFIA

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