curvas dilatométricas de talcos granulares y de talcos...

Curvas dilatométricas de talcos

granulares y de talcos laminares V. ALEIXANDRE FERRANDIS y C. SANCHEZ CONDE

Director del Instituto de Colaborador Científico Cerámica y Vidrio del Instituto de Cerániica y Vidrio

RESUMEN

Se estudian distintas calidades de talcos comerciales y de talcos naturales, de tipo granular y de tipo laminar. Se establecen sus composiciones minera-lógicas y sus curvas de dilatación-contracción asi como las posibles relaciones entre ambas.

RESUME

Diverses qualités de tales granulaires et laminaires sont étudiées dans ses variétés industrielles et naturelles. Les compositions mineralogiques et les courbes de dilatation-contraction sont établies ainsi que leurs posibles relations resultantes.

I. Introducción

El estudio de las variaciones dimensionales de las materias primas cerámicas, al variar las condiciones térmicas a las cuales se encuentran sometidas, nos puede conducir a un conocimiento previo de su composición aproximada, y grosso modo, al conocimiento de su posible comportamiento en la cocción cerámica (1).

En trabajos anteriores (2) (3) hemos procedido al estudio de una serie de arcillas y caolines españoles, de utilización industrial, y continuando en esta línea de trabajo, vamos a intentar establecer las relaciones dilatométricas corres-pondientes a una serie de talcos españoles utilizados también industrialmente.

Es sobradamente conocida la importancia que actualmente se concede al talco dentro de la industria cerámica, en la cual cada día encuentra mayor número de aplicaciones. Su composición mineralógica 3MgO • 4SÍO2 ' H2O le señala ya como posible componente de productos cerámicos magnesianos.

NOVIEMBRE-DICIEMBRE 1970 7 4 1

CURVAS DILATÓME TRICAS DE TALCOS GRANULARES Y DE TALCOS LAMINARES

Los compuestos cerámicos basados en silicatos de magnesio se pueden reunir en cuatro grandes grupos :

a) Compuestos forsteríticos, cuyo principal componente es el ortosilicato de magnesio, Si04Mg2.

b) Productos esteatíticos, cuyo principal componente es el metasilicato de magnesio, MgSiOg.

c) Productos de cordierita, cuyo principal componente es un silicato alu-mínico magnésico, MgsAl^SiaOig.

d) Pastas cerámicas específicas, en las cuales se quiere obtener o mejorar determinadas propiedades.

Las materias primas cerámicas utilizadas para la obtención de los materiales citados son : la serpentina, el talco y la magnesita natural.

En la obtención de productos forsteríticos se utilizan preferentemente la serpentina, el olivino y la magnesita natural. Los refractarios básicos utilizan como materia prima magnésica la magnesita, mientras que los talcos se utilizan en la obtención de productos esteatíticos, de productos cordieríticos y como adicionantes de pastas cerámicas a las que confieren propiedades determinadas.

Los silicatos magnésicos hidratados (talcos) existentes en la naturaleza, son la mayoría de las veces impuros a causa de su formación secundaria a partir de rocas madres, dado que son productos de formación metamórñca. Las impurezas mineralógicas que les acompañan no suelen ser separables industrialmente, a causa de su finura de grano, y pueden modificar profundamente el comporta-miento cerámico de estos materiales. El color y brillo de la roca en bruto son ya un índice de dicha pureza, y constituyen frecuentemente un criterio de selec-ción previa de calidades, incluso dentro de un mismo yacimiento. El color del producto cocido presupone, en algunos casos, la existencia de elementos más a menos deseables para una determinada utilización.

Según Pfeiffer (4) teniendo en cuenta su formación así como también su paragénesis, se pueden diferenciar tres tipos de yacimientos de talco :

1. Talco acompañado de magnesita cristalina. 2. Talco asociado a la serpentina. 3. Talco acompañado de clorita y magnesita.

Los minerales indicados constituyen por lo tanto las impurezas mayoritarias previsibles en un talco, a las cuales hay que añadir, en ciertos casos, carbonatos romboédricos, cuarzo, óxidos de hierro y de titanio, e t c . , pudiéndose encontrar

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V. ALEIXANDRE FERRANDIS Y C. SANCHEZ CONDE

en ellos, algunas veces, entre otros minerales, pequeñas cantidades de horblenda de tremolita y de pirofilita.

Los yacimientos de talco se encuentran ampliamente repartidos por el mundo pero no existe homogeneidad en la denominación de los tipos utilizables indus-trialmente, atendiendo a la mayor o menor cohesión de la roca o a su pureza mineralógica.

Pueden considerarse quizás dos grandes grupos : talcos granulares y talcos laminares. En el primer caso, el talco, una vez molido, es apto para la obtención de productos prensados de gran cohesión ; en el segundo caso, su textura, menos coherente, produce con frecuencia grietas y laminaciones de prensado, poco deseables en los productos cerámicos. Inconveniente que queda compensado por su menor contenido en impurezas técnicamente perjudiciales frente a los talcos granulares, siendo además especialmente aptos para la obtención de pro-ductos de colaje.

Entre ambos grupos extremos existen además una serie de variedades inter-medias cuyas propiedades varían según su textura, composición y procedencia geológica.

Para la obtención de productos esteatíticos se utilizan talcos granulares de especial pureza. Los productos cordieríticos admiten talcos más impuros y por lo tanto pueden utilizarse en su fabricación tanto los talcos laminares como los talcos granulares.

Si bien la literatura alemana y francesa señalan como talcos laminares en general los talcos cloríticos y serpentínicos, no parece ser este el caso en los talcos españoles, según veremos en el estudio de cada uno de los que considera-mos a continuación, ya que los de Boñar, que contienen clorita en cantidades dignas de tenerse en cuenta, son talcos granulares.

II. Plan de trabajo

MATERIALES ESTUDIADOS.

TALCO Procedencia Textura

^ ^ _ . • i en piedra Bonar-P especial.

/ molido Puebla de Lillo (León) Granular.

Boñar-Z. í en piedra ( molido

Puebla de Lillo (León) Granular.

Boñar-SS ( en piedra

) molido Puebla de Lillo (León) Granular.

NOVIEMBRE-DICIEMBRE 1970 743

CURVAS DILATOMÉTRICAS DE TALCOS GRANULARES Y DE TALCOS LAMINARES

TALCO Procedencia

Boñar-TC en piedra

molido

Boñar-S amarillo en piedra

molido

Puebla de Lillo (León)

Puebla de Lillo (León)

en piedra

Blanco j modio clase P especial ventilado

Moreno

Flor copos

Somontín

en piedra

molido clase S

Purchena (Almería)

Purchena (Almería)

Tíjola (Almería)

Somontín (Almería)

Textura

Granular.

Granular.

Laminar.

Laminar.

Laminar.

Laminar.

Los talcos que hemos denominado ''en piedra'', son bloques seleccionados, para cuyo estudio hemos procedido a una trituración previa efectuada en todos ellos en las mismas condiciones.

Los talcos que hemos denominado ''molidos" se pueden designar como "co-merciales", ya que se trata del producto industrialmente molido y separado por aire.

III. Técnicas utilizadas

Análisis químico; análisis granulométrico; A. T. D.; análisis roentgenográ-fico; curvas de deshidratación; dilatación diferencial; microscopía de alta tem-peratura (punto de fusión); espectroscopia infrarroja.

En las muestras cocidas se estudió : cocción a r.340''C; análisis roentgenográ-fico; dilatación diferencial.

IV. Muestras estudiadas

A. TALCOS GRANULARES.

a) Análisis químicos.

Los análisis químicos de las muestras estudiadas se encuentran reunidos en la tabla I, en ellos puede apreciarse que su composición se acerca en todos los casos a la composición teórica, estando el contenido en impurezas, en general, dentro de los límites admitidos industrialmente para este tipo de materiales (8).

744 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 9 - N.^ 6


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CURVAS DILATOMETRICAS DE TALCOS GRANULARES Y DE TALCOS LAMINARES

La cantidad de SÍO2 se encuentra en relación correcta con el contenido en MgO, salvo en los talcos S amarillo (en piedra y molido) en los cuales pudiera existir algo de SÍO2 libre (las curvas de dilatación-contracción demuestran que efecti-vamente es así).

El contenido demasiado elevado en AI2O3, en algunos de estos talcos (SS en piedra, TC en piedra y TC molido) hace pensar en la existencia de cloritas en ellos.

Se ha determinado la cantidad de CO2, contenido en las muestras y se ha observado en algunos casos que es superior a la que correspondería a su con-tenido en CaO determinado en el análisis ; esto nos hace pensar en la posibilidad de existencia en dichas muestras de ligeras cantidades de carbonato magnésico (magnesita) o de dolomita. Hemos podido observar que esta circunstancia se da solamente en los talcos piedra y no se da en las muestras molidas más que en el caso del talco TC.

En los talcos molidos el CaO obtenido por análisis es superior al que corres-pondería al CO2 existente. Podemos suponer que el exceso de CaO correspon-dería a la existencia de pequeñas cantidades de anfibol al cual habría que asig-narle también en principio los álcalis existentes (10).

b) Análisis granulométrico.

Los datos correspondientes se hallan reunidos en la tabla IL La cantidad de fracción fina « 1,5 /x) es pequeña y no parece inñuir en las curvas de ATD ni en la dilatación de estas muestras, de una forma palpable.

TABLA IL

Talcos de Boñar

G R A N U L O M E T R I A S

MUESTRA

P especial en piedra P especial molido Z en piedra Z molido SS en piedra SS molido TC en piedra TC molido S amarillo en piedra S amarillo molido

> 20 /- r: < 20 /x > 5 M

1,5 / /

18,6

< 1,5 /' < 1 M > 0,5 /x

4,2

< 0,5 /x

35,6 32,6

1,5 / /

18,6 5,0

< 1 M > 0,5 /x

4,2 4,0 18,8 40,0 31,0 4,2 3,8 2,2 41,6 19,6 22,0 5,6 6,8 4,4 29,0 31,8 28,4 4,2 5,4 1,2 34,2 27,2 22,8 5,4 6,0 4,4 25,6 32,0 26,6 5,8 7,6 2,4 45,2 19,4 22,4 4,0 4,2 4,8 29,4 26,4 30,0 6,4 6,0 1,8 38,4 31,2 21A 6,6 0,4 2,0 29,8 37,6 24,4 3,8 3,0 1,4

7 4 6 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 9 - N.° 6

V. ALEIXANDRE FERRAxNDIS Y C. SANCHEZ CONDE

O 16 cr> 1x1

a u Q 12 < o Q a: CL 8 ÜJ Û

P especial en piedra

P especial molido

— S5 en piedra

— . S5 molido

200 400 600 800 1000

TEMPERATURA 'C

FiG. 1.—Curvas de deshidratación (talcos granulares).

Z molido

Z en piedra

— S amarillo molido

4-—+ S amarillo en piedra

TC en piedra

TC molido

400 600 800

TEMPERATURA °C

FiG. 2.—Curvas de deshidratación (talcos granulares).



Esto parece indicar que la molienda industrial que han sufrido las muestras molidas no ha afectado a su composición estructural (9), por lo menos hasta el punto de que se manifieste en las curvas de dilatación-contracción.

c) Curvas de deshidratación.

Estas curvas se obtuvieron por calefacción de las muestras a temperatura constante, con intervalos de IGO'', hasta constancia de peso.

En las figuras 1 y 2 puede apreciarse que, salvo en las muestras molidas de los talcos SS, TC y Z, las curvas tienen un hábito semejante, presentando un máximo de pérdida de peso entre 700 y 90O'C que indica la existencia de un material mayoritario de tipo talco. En las tres muestras citadas aparece además una pérdida de peso apreciable a unos 500^ lo que hace pensar en la existencia de impurezas mineralógicas, probablemente de tipo clorita.

d) Análisis térmico diferencial.

Las curvas de ATD de los talcos de Boñar indican, salvo en los talcos S amarillo en piedra y S amarillo molido, que se trata de muestras constituidas posiblemente por una mezcla de talco y de algunos otros minerales.

Comparando entre sí las curvas correspondientes a talcos en piedra y mo-lidos del mismo tipo, puede apreciarse que : En las muestras SS y TC existen en ambas curvas ligeras variaciones de los efectos correspondientes a las clo-ritas.

En el talco P especial, la muestra molida parece más impura que la muestra en piedra.

En el talco Z molido aparece un doble pico endotérmico (920" y 975'') que pudiera indicar una mayor cantidad de carbonatos en éste que en el talco en piedra, lo cual se halla en contradicción con el resultado del análisis.

En las figuras 3 y 4, puede apreciarse que, salvo en el caso de los talcos S ama-rillo, que presentan un sólo efecto endotérmico aproximadamente a 970", el resto de los materiales estudiados presentan una serie de efectos endotérmicos y exotérmicos debidos en general a la presencia de cloritas en ellos.

Según Mackenzie (5), en el talco se produce un efecto endotérmico muy marcado, aproximadamente a 950-1.000"C, característico, pero que puede suñir interferencias con los de algunos de los minerales con los cuales se encuentra asociado paragenéticamente, tales como calcita, ankerita, dolomita y anfiboles.

7 4 8 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 9 - N.° 6


100 200 300 400 500 600 700

TEMPERATURA 'C

800 QOO 1000

FIG. 3.—Curvas de ATD (talcos granidares).


750

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 TEMPERATURA X

FIG. 4.-—Curvas de ATD (talcos granulares).

BOL. s o c , ESP. CERÁM., VOL. 9 - N.° 6


La posible presencia de cloritas serpentina y pirofilita, complican la interpreta-ción de este tipo de curvas.

Dado que las muestras estudiadas son muestras escogidas, en el caso de los talcos en piedra, y son muestras totales en el caso de los talcos molidos, pueden quizás producirse variaciones en la forma de las curvas de ATD a las que pueden sumarse también los efectos producidos a causa de la molienda industrial, que probablemente serán muy ligeros, dado que la molienda de éste tipo de materiales es corta.

En la mayor parte de estas curvas puede indicarse la presencia en el material de cloritas, minerales que presentan efectos exotérmicos a 450° y 890°, y efectos endotérmicos a '^ 650° y a '^ 800° y a 830°C. Según el tipo de clorita varían las temperaturas ligeramente, y según su estado de división pueden variar tanto los efectos como las temperaturas a las cuales se producen.

La existencia de carbonatos acompañando a las cloritas y al talco pueden no detectarse en estas curvas, ya que estos carbonatos se encuentran en canti-dades inferiores al 5 % (10), en cuyo caso la temperatura de descomposición del COgMg coincide casi con el primer endotérmico de la clorita.

En la tabla III se encuentran reunidas las temperaturas a las cuales se pro-ducen los efectos térmicos en los talcos de Boñar. En aquellos que contienen mayor cantidad de alúmina, que en general debe de corresponder a mayor cantidad de cloritas, se presentan curvas con efectos más marcados y más nu-merosos.

Comparando entre sí los talcos en piedra y los talcos molidos del mismo tipo, se observa que, cuando la cantidad de alúmina es superior al 2,39 %, la tempe-ratura de los picos es más elevada que en los que contienen menor cantidad de AI3O3.

El efecto exotérmico a 500° debe corresponder a la existencia de ion ferroso, que a esta temperatura pasa a férrico en presencia del oxígeno del aire.

e) Puntos de fusión.

Se utilizó un microscopio de horno caliente tipo Leitz y una velocidad de aumento de temperatura de 7°C/minuto.

En las figuras 5, 6, 7, 8 y 9 se encuentran reunidos los resultados obtenidos. A pesar de la existencia de carbonatos en algunos de estos talcos, no se

aprecia hinchamiento por desprendimiento de COg durante la calefacción de las muestras, a la temperatura correspondiente.

No puede apreciarse el punto de semiesfera. En todos ellos se inicia el reblandecimiento alrededor de los 1.450° (Tabla III).



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752 BOL. SOC. E S P . CERÁM., VOL. 9 - N.° 6

V. ALEIXANDRE FÊRRANDIS Y C. SÁNCHEZ CONDE

Talco SS en piedra-Boñar

500° 745° 1.420° 1.440° 1.450°

í^ î ^̂ à̂̂ s „.^ÊÊÊ^ ' m ^ --U^^^l. i Ä X ^ ^

1.470° 1.480° 1.485°

Talco SS molido-Boñar

1.320° 1.370° 1.380° 1.400° 1.410°

1.415° 1.440° 1.480° 1.490° 1.500°

FIG. 5.



Talco S amarillo en piedra-Boñar

20« 1.220° 1.390° 1.430« 1.460°

1.470O 1.480« 1.490«

Talco S amarillo molido-Boñar

20O 1.390° 1.430« 1.460« 1.470°

1.475° 1.480°

FiG. 6.

754 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 9 - N.° 6

V. ALEIXANDRE FERRANDIS Y C. SÁNCHEZ CONDE

Talco TC en piedra-Boñar

20« 1.400« 1.440« 1.440« 1.460«

1.470« 1.480«

Talco TC molido-Boñar

20« 1.400« 1.410« 1.430« 1.440«

1.460« 1.460« 1.465«

FlG. 7.



Talco Z en piedra-Boñar

20'' 1.300° 1.305° 1.400° 1.450°

1.475° 1.485°

Talco Z moIido-Boñar

20° 1.440° 1.445° 1.485° 1.490°

1.495° 1.500°

FiG. 8.



Talco P especial en piedra-Boñar

20« 440" 1.385" 1.420" 1.440«

^ ; -1^ ^ ̂ ̂ ̂ ̂ ^ ;; L i ^ ' - ^ o,¡^^^^. ..^^ J

1.460« 1.475« 1.470« 1.480«

Talco P especial molido-Boñar

20« 1.340« 1.405« 1.460« 1.470«

1.480« 1.480« 1.485« 1.495«

FlG. 9.



f) Espectroscopia infrarroja.

Los espectros obtenidos entre 4.000 cm~̂ y 340 cm~̂ en un aparato Perkin Elmer 225, mediante la técnica de pastilla de BrK, con una concentración de 0,2 a 0,30 mg en 300 mg. de bromuro, ponen de manifiesto que el mineral mayo-ritario que forma estos materiales es en todos los casos el talco, como indican las bandas de absorción presentes a 3.680 cm"\ 1.025 cm"\ 530 cm"\ 464 cm"\ 448 cm"\ atribuidas al talco por Farmer (19). En algunos casos se aprecian impu-rezas que pueden considerarse, en su mayor parte, como cloritas (bandas de

758

400 200 Número de onda (cm ')

FIG. 10.—Espectros de absorción infrarroja (talcos granulares),

BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 9 - N.*̂ 6


absorción a 3.440-3.560 cm"^). En general, la intensidad de las bandas de absor-ción atribuibles a la existencia de cloritas, aumenta al aumentar en las muestras el contenido en AI2O3. Lo que hace suponer la presencia del aluminio formando parte de estos minerales (figs. 10 y U).

100

80

100

80 F

^100

80 CO

60b

20

P aspec ia l - BOÑAR en p iedra

P especia l - BOÑAR mol ida

Z-BONAR en p iedra

Z-BOÑAR molido

4000 3000 2000 1500 1000 Número de onda (cm"^^

400 200

FiG. W.—Esxfectros de absorción infrarroja (talcos granulares).

La ausencia de las bandas de absorción a 810-832 y 841 cm~^ así como a 950 cm~^ y 1.120 cm"\ indica la ausencia de pirofilita en estos materiales.

g) Estudio por difracción de rayos X.

El estudio de los röntgenodiagramas de polvo de estos materiales crudos, calcinados a 500^ y una vez eliminados en ellos los posibles carbonatos, indica que se trata de talcos relativamente puros (Tabla IV).

En todos ellos, salvo en los de la clase S, se aprecia la existencia de cloritas, que parecen más abundantes en la calidad Z.

La composición mineralógica así obtenida concuerda con los resultados pro-porcionados por el resto de las técnicas utilizadas en este estudio.


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n o w o > c r > w CA

Ö

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> w (y3


h) Curvas de dilatación-contracción.

Las curvas de dilatación-contracción de estos talcos se han obtenido sin aglo-merante, humedeciendo suficientemente el material en polvo y formando con él, por extrusión, barritas de tamaño adecuado.

Se encuetran reunidas en la figura 12, en la cual pueden efectuarse las siguientes observaciones :

TC en piedra

TC molido

• S5 molido

— • - 55 (zn piedra

Z en piedra

- + — Z molido

5 amarillo en piedra

S amarillo molido

P especial en piedra

• — " " P especial molido

FiG. 12.—Curvas de dilatación-contracción (talcos granulares),

NOVIEMBiRE-DICIEMBRE 1970 761


En las curvas correspondientes a los talcos con mayor contenido en AI2O3 tiene lugar un rápido aumento de dilatación en el intervalo comprendido entre 50O''C y 600''C, correspondiente a la existencia de cloritas en ellos.

El resto de los talcos presentan una dilatación relativamente pequeña, casi lineal, seguida de una brusca contracción.

En las curvas puede apreciarse una variación de la temperatura, a la cual comienza la contracción fuerte, que puede oscilar entre unos 750°C y 850°C. En este intervalo se producen probablemente una serie de fenómenos simultánea-mente, como son: la destrucción de la red en las cloritas y en el talco y la descomposición de los posibles carbonates existentes.

La cantidad relativa de los distintos componentes podría ser responsable de la variación de temperatura a la que se produce la contracción.

Es muy posible que la dilatación que se insinúa en general entre 900'' y 1.000 ,̂ sea debida a la formación de nuevos compuestos sumada, en su caso, a la termi-nación de la descomposición de los carbonatos.

Parece ser que el punto de inflexión dilatación-contracción es tanto más ele-vado cuanto menor es el contenido de las muestras en AI2O3.

2. TALCOS LAMINARES.

a) Análisis químico.

De todos estos talcos, y teniendo en cuenta únicamente el análisis químico, parece deducirse que el más puro es el de Somontín, en el cual tanto la rela-ción SiOo/MgO como también la pérdida por calcinación se ajustan a las teóricas. En el resto de las muestras se aprecian para los tantos por ciento de los compo-nentes, separaciones de su valor teórico muy acentuadas en algunos casos.

En general, todos ellos parecen contener una cantidad de MgO más ele-vada que la correspondiente a un talco, lo cual, unido al desprendimiento de ÇO2 que se produce en el tratamiento con CIH, puede indicar la presencia de mag-nesita o de dolomita.

La cantidad de alúmina es en algunos de ellos elevada y, teniendo en cuenta que también lo es la cantidad de agua que contienen, puede pensarse en la posible existencia de cloritas o de pirofilita (Tabla V).

b) Análisis granulométrico.

Los resultados de este análisis se hallan reunidos en la tabla VL


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TABLA V

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ANALISIS Q U Í M I C O S

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o MUESTRA SiO^ MgO AhO^ FeÔ, CaO TÍO, KNaO Per. cale. TOTAL

Purchena blanco bruto

Purchena blanco moli-

61,11 30,18 1,03 0,20 1,14 — NaÔ 0,07 K̂ 0 0,02

6,41 100,16 p

>̂ n w N

do P especial vent. 50,17 33,06 2,60 0,43 0,03 NaÔ 0,05 K̂ O 0,07

12,92 99,33 O O "Z Ö w

Purchena moreno bruto

Purchena moreno moli-

40,39 24,78 16,49 2,69 2,24 1,17 NaÔ 0,20 Ka O 0,95

10,35 99,26

do clase S 37,74 27,89 16,56 2,21 2,52 0,94 NaÔ 0,02 K̂ 0 0,17

11,28 99,33

Tijola flor copos 46,72 28,08 9,98 0,99 2,53 1,02 NaÔ 0,02 Ka 0 0,27

9,88 99,49

Somontin 63,61 31,08 0,40 0,11 0,18 • NaÔ 0,07 Ka 0 0,02

4,66 100,13


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764 BOL. SOC. ESP. CERXM., VOL. 9 - N.° 6


c) Curvas de deshidratación.

En todos estos talcos, salvo en el de Somontin (fig. 13), puede apreciarse que la pérdida de peso al aumentar la temperatura tiene lugar en dos fases bien marcadas, situadas a las temperaturas comprendidas entre 400" y 600°C la pri-mera, y entre 750° y 900°C la segunda. La cantidad de pérdida total de agua varía ampliamente de unas muestras a otras. Esto parece indicar la existencia en ellos de material de tipo clorita, y corrobora quizás la presencia de carbona-tos, acompañando al talco que constituye el principal componente.

o CO

< o

cr LiJ ei-

le

14

12

10

8

6

4

2 h

^ T. blanco an piedra Purchcno •••I moreno (zn piedra Purchcno

I clase P blanco molido Purchcna — ~ . - T . molido clase 5 moreno Purchena + —+ — I Tijola

\f/

-L _L 1000 200 400 600 800

TEMPERATURA °C

FiG. 13.—Curvas de deshidratación (talcos laminares).

Las cloritas presentan curvas de deshidratación del tipo anteriormente citado, en las cuales, el primer máximo, situado a unos 600°C, corresponde a la deshi-droxilación de la capa brucita y el segundo máximo, a unos 850°C, a la deshidro-xilación de la capa de mica de estos minerales (5).

S. Caillère y S. Henin (6) indican, para estos máximos, temperaturas com-prendidas entre 450° y óOO"" para el primero y de 500° a 830° para el segundo. Hacen notar también que, en algunos casos incluso no tiene lugar más que una



deshidroxilación, como si las dos capas constitucionales de la clorita se descom-pusieran en la misma etapa.

Sabatier (7), en un estudio llevado a cabo sobre cloritas de diferente tamaño de cristal, llega a la conclusión de que las curvas de deshidratación pueden di-ferir notablemente por esta causa, apareciendo un sólo máximo de pérdida de peso en el caso de cloritas constituidas por cristales de tamaño grande, y dos máximos para las mismas cloritas una vez molidas a tamaño de grano pequeño, pero sin que se haya producido la destrucción o deformación de la red minera-lógica. Dicho investigador atribuye estas diferencias a la expulsión del agua de la capa brucita en dos etapas distintas. En las cloritas de cristales grandes puede eliminarse la mayor parte de esta agua a temperatura elevada solamente, apa-reciendo por lo tanto un sólo máximo en las curvas de deshidratación. La mo-lienda favorece la expulsión de toda el agua de la capa brucita a baja tempera-tura, produciéndose entonces los dos máximos de pérdida de peso correspon-dientes a estas muestras.

Salvo algunas muestras de talco más puro, las muestras estudiadas (talcos granulares y talcos laminares) contienen en general clorita como impureza, incluso en algunos casos en que las curvas de deshidratación presentan un má-ximo único. El comportamiento de éstas últimas podría explicarse porque quizás el tamaño de cristales que poseen es lo suñcientemente grande para no permitir la diferenciación entre las deshidroxilaciones de las dos capas cloríticas estructurales o bien, siguiendo a Caillère y Henin (6) podemos pensar que ambas temperaturas se encuentran tan cercanas que se superponen, puesto que depen-den de los elementos existentes en la estructura, y varían ampliamente.

En ambos casos, la deshidratación del talco o de la posible piroñlita se en-cuentra superpuesta a la de la capa mica de las cloritas.

En el caso de las cloritas, el fenómeno de la deshidratación suele encontrarse superpuesto al de la oxidación de los iones ferroso que se encuentran frecuente-mente dentro de su estructura, en cuyo caso las pérdidas de peso no corres-ponden a las pérdidas teóricas calculadas a partir de las fórmulas estructurales. Esta anomalía puede corresponder a dos transformaciones (6), a la oxidación del ion ferroso a férrico por cesión de un electrón, dando lugar a la expulsión de hidrógeno por neutralización de su carga iónica, fenómeno que puede acelerarse por la acción del calor, o bien puede suceder que durante la deshidratación, los iones ferroso pasen al estado férrico reteniendo una parte del oxígeno liberado, en cuyo caso el mineral no pierde más que hidrógeno, y la pérdida de peso se reduce aproximadamente a la mitad.

Este fenómeno se suma al anterior y se manifesta particularmente, según los autores, cuando se aumenta lenta y progresivamente la temperatura. La


V. ALEIXANDRE FERRANDIS Y G. SÁNCHEZ CONDE

deshidratación rápida, por el contrario, provoca una reoxidación generalmente mínima.

Lo anteriormente apuntado podría explicar quizás, el que en las muestras estudiadas no coincida a veces la ¿)érdida por calcinación obtenida en el análisis químico con la pérdida máxima obtenida para las curvas de deshidratación.

d) Curvas de ATD, j

Las curvas de ATD correspondientes a las muestras sin ningún tratamiento presentan los efectos térmicos propios de los carbonatos (fig. 14).

Una vez eliminados los carbonatos, por tratamiento ácido, los citados efectos térmicos se reducen en intensidad, pero no se aprecia en general el endotérmico, situado entre 900-LOOO^ característico del talco. Circunstancia que puede indicar la existencia de gran cantidad de cloritas.

El talco blanco de Purchena, tanto en su forma de talco en piedra como en su forma de talco molido industrialmente, presenta curvas de ATD muy semejantes. En ambas desaparecen dos efectos endotérmicos comprendidos en-tre 800° y 900°C, al eliminar en ellas los carbonatos, lo cual nos induce a pensar en la existencia en ellos de dolomita. La curva que resulta podría atribuirse a una clorita, sin que, juzgando sólo por ella, pueda suponerse la existencia de talco. Esto es debido probablemente a que el pico endotérmico que presenta este mineral a unos 900'' quede enmascarado por el exotérmico típico de algunas cloritas a esta misma temperatura. Pudiera también suceder que la presencia de cloritas disminuyera la temperatura de este pico.

Sabatier (7) observa que las curvas de ATD de las cloritas son completa-mente diferentes en los minerales molidos que en los minerales que contienen cristales de grandes dimensiones, llegando a veces a tener una apariencia tal, que se diría pertenecen a minerales completamente diferentes. Se puede obser-var en general que uno de los picos endotérmicos se refuerza notablemente, y que se desplaza hacia temperaturas más bajas, apareciendo a veces un pico exo-térmico hacia los 800°, que antes no se veía o aparecía ligeramente marcado.

Si suponemos la existencia en estas muestras de cloritas finamente reparti-das por toda la masa, podría ser esta la causa de la desaparición del efecto típico del talco. /

El talco moreno de Purchena presenta curvas de ATD muy semejantes para la muestra en piedra y para la muestra molida. Presentan tres picos endo-térmicos y dos exotérmicos, variando en ambas muestras la relación de intensi-dades de ellos. Tratada para eliminar los carbonatos, desaparece casi completa-mente el efecto a 850°, que hay que atribuir por lo tanto a la presencia de estos compuestos, quedando una curva de tipo clorita, en la cual no se aprecia el



Talco blanco en piedra Purcheriu

Talco blanco en piedra Purchena (sin carbonatos)

Talco blanco molido Purchena (sin carbonatos)

Talco moreno en piedra Purchena (sin carbonatos)

FiG. 14.—Curvas de ATD (talcos laminares).

100 200 300 um 500 600 700 800 900 1000

TEMPERATURA °C

768 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 9 - N.« 6


efecto talco. En algunas cloritas, ricas en hierro, especialmente en aquellas mal cristalizadas y de tamaño pequeño de partícula, las reacciones de deshidratación, que normalmente tienen lugar a 600° y 800°, se producen a temperaturas más bajas y se complican por la oxidacióii del hierro ferroso a férrico. En estas mues-tras de talco moreno podemos pensar que el pico exotérmico situado entre 450° y 500° será debido a esta oxidacióiU, el endotérmico a 700°C es probablemente la suma de la deshidratación de las cloritas y de la descomposición de los carbonatos. El exotérmico, que parece iniciarse a 1.000°, podría indicar la presencia de anto-filita.

En el talco de Tí jola, flor copos, la curva puede corresponder a la de una clorita. El doble efecto endotérmico a 850°-870° puede atribuirse a dolomita o bien a calcita y talco.

El talco de Somontin parece ser una muestra muy pura, ya que presenta úni-camente un efecto endotérmico muy marcado a 1.060°.

En la tabla VII se encuentran reunidas las temperaturas a las cuales se pro-ducen los efectos térmicos en estas muestras.

Brindley y Ali (12) interpretan los efectos térmicos de las cloritas suponiendo que la primera reacción endotérmica de las curvas de ATD corresponde a la deshidratación de la capa brucitá de estos minerales, habiéndose perdido a 700° aproximadamente 2/3 de los oxhidrilos de dicha capa. La reacción endotérmica que se presenta frecuentemente a 750-800°C se encuentra en relación con la des-hidratación de la capa de tipo mica de la estructura de la clorita y con la pérdida de la estructura de ésta. En algunas cloritas la pérdida del agua por la capa mica es brusca, mientras que en otras es gradual. La reacción exotérmica a unos 800-900°C se encuentra en relación con la formación de olivino, y en algunos ca-sos de otras fases, subsiguiente a la pérdida de estructura de las capas mica.

Lo anteriormente expuesto corrobora la existencia de cloritas en las mues-tras estudiadas, las cuales presentan los efectos arriba indicados, sumados en muchos casos a los de los posibles carbonatos que contienen.

d) Espectros de absorción infrarroja.

Gomo complemento al estudio mineralógico de estos materiales por difracción rontgenográñca, se ha procedido a la obtención y estudio de los espectros de absorción infrarroja de las correspondientes muestras crudas y de las calcina-das a 700° durante cuatro horas, en la región del espectro comprendida entre 4.000 cm"^ y 340 cm~^. Se ha utilizado un aparato Perkin Elmer 225, preparán-dose las muestras por la técnica de comprimidos de BrK, con un contenido en talco de 0,2 a 0,3 mg. en 300 mg. de bromuro.

NOVIEMBRE-DICIEMBRE 1 9 7 0 769

V I

TABLA VII

AS DE LOS EFECTOS DE ATD EN GRADOS C c > Vi

AUO, peso %

Exot.

485

Endot. (°C)

685

Endot. (°C)

825

Endot.

ce) Endot.

845

Exot. (°C)

925

Exot. (°C)

Punto de fusión

1.400

Ö

r > H O

16,56

Exot.

485

Endot. (°C)

685

Endot. (°C)

825

Endot.

ce) Endot.

845

Exot. (°C)

925

Exot. (°C)

Punto de fusión

1.400 H

16,49 485 705 830 900 > 1.000 1.395 >

450 660 815 880 910 Ö

tn

H 9,98 480 613 800 835 845 865 1.360 > O O

:. 2,60 485 650 815 861 885 1.400 S

475 635 820 890 > c

1,03 650 810 865 880 925 1.438 >

630 785 840 865 Kl

0,40 1.060 1.500

O

n tri

o

Purchena moreno molido, clase S


Purchena moreno bruto (sin carbonat.)

Tíjola flor copos

Purchena blanco molido, P especial vent,

Blanco molido, P esp. (sin carbonat.)


Purchena blanco bruto (sin carb.)

Somontín

n O


Como puede apreciarse en la tabla VIII y en las figuras 15, 16 y 17, en todos estos espectros se observan las absorciones propias del talco, según Farmer (19), y algunas otras que es necesario atribuir a impurezas.

2000 1500 1000 Número úd onda (cm"^)

FiG. 15.—Espectros de absorción infrarroja (talcos laminares).

Las bandas de absorción a 1.420 cm~\y a 872 cm"^ son debidas a la presencia de COa"^ (20) correspondientes al contenido en carbona;tos de los talcos. Las bandas a 1.632 cm~^ corresponden al agua existente en el BrK de las pastillas, por adsorción de la humedad atmosférica.

En los talcos moreno bruto y moreno molido de Purchena, así como en el talco flor copos de Tíjola, se presentan tres bandas de absorción en la zona com-prendida entre 3.700 cm"^ y 3.000 cm"\ La primera intensa y muy aguda y las otras dos más amplias. Bandas cuyos valores concuerdan con los correspondientes a las cloritas (21). La primera, situada a 3.670 cm"^ es debida a los grupos OH de las capas de mica existentes en la clorita, y se encuentra, en nuestro caso, super-puesta a la banda del talco. Las otras dos bandas (a 3.570 cm"Vy a 3.420 cm"^)


2000 1500 1000 Número de onda (cm"0

FIG. 16.—Espectros de absorción infrarroja (talcos laminares).

4000 2000 1500 Número de onda (cm ) ,

FIG. 17.—Espectros de absorción infrarroja (talcos laminares).

o <

W

o

TABLA VIII

ESPECTROS DE INFRARROJO > w

Ö w

w

Ö

n

n o Ü

3

MUESTRAS CRUDAS INTERPRETACIÓN

NÚMEROS DE ONDA EN CM"' NÚMEROS DE OtiDíi 1 EN CM"'

1 2 3 4 5 6 Talco (19) CO,'- (20) Cloritas (21) HOH (20) Bending

3.670 3.680 3.680 3.680 3.680 3.680 3.670 (OH)- str 3.680 3.570 3.565 3.565 3.500 3.565 3.430 3.430 3.440 3.430 3.430 3.427 1.632 1.634 1.632 1.634 1.634 • • . 1.449 1.634 1.420 1.440 1.416 1.440 1.440 1.410 1.048 1.045 SiO v^J-1.016 1.016 1.016 1.016 1.016 1.016 1.018 SÍOV311

952 872 872 872 880 880 880 824 824 828 760 728 772 783 708 684 690 SiO v,-í-668 664 668 664 664 664 670 SiO v̂ II 532 532 532 532 532 532 539 MgO V, J-500 500 500 500 464 464 464 464 464 464 467 ( ^^ _ V, II 448 448 448 448 448 448

467 ( ^^ _ V, II

436 440 436 440 440 436 444 420 420 420 520 40 420 426 SiO V5II 390 390 390 390 390 380 380 380 380 380 380 340 350 350 320 340

1. 2.

Talco moreno bruto Purchena. Talco moreno molido csase S Purchena.

3. Talco blanco bruto Purchena. 5. 4. Talco blanco molido esp Purchena. 6.

Talco flor copos Tíjola. Talco Somontin.


son atribuibles a grupos OH que participan en enlaces de hidrógeno y que co-rresponden a las capas de brucita, estando asociadas con los oxígenos basales tetraédricos de las capas de mica adyacentes.

Todo parece indicar por lo tanto la presencia en estos talcos de cloritas trioc-taédricas, ya que las dioctaédricas presentarían una tercera banda a 3.620 cm"^.

No parecen existir vermiculitas, difícilmente identificables rontgenográficamen-, te en presencia conjunta de talco y de cloritas. La vermiculita presenta en la zona de 3.400 cm~^ bandas correspondientes a agua de absorción interlaminar, no distinguibles en las muestras estudiadas.

Los talcos blanco bruto y blanco molido de Purchena, son semejantes, en su composición mineralógica a los anteriormente citados, diferenciándose de ellos únicamente por su menor contenido en cloritas.

El talco de Somontín es mucho más puro que el resto de estos talcos lamina-res. No parece contener cloritas ni carbonatos.

No parecen existir en ninguno de los talcos sustituciones isomórficas dignas de tenerse en cuenta, porque en este caso presentarían dos o tres bandas en lugar de la banda única que se encuentra a 3.670 cm~\

No puede apreciarse en ningún talco la presencia de pirofilita, puesto que no aparecen las bandas de absorción a 1.120 cm"^ característica, ni las tres a 810 cm- \ 832 cm-i y 841 cm-\

d) Puntos de fusión.

Se han determinado en todos los talcos utilizando el microscopio de calefac-ción. En todas las muestras el punto de fusión se encuentra aproximadamente a la misma temperatura, salvo en el de Somontín, en el cual es más elevado, debido a su mayor pureza (figs. 18, 19 y 20).

e) Estudio por difracción de rayos X.

Por los estudios previos mediante otras técnicas puede suponerse que estas muestras de talco son, en general, complejas en su composición, pudiendo con-tener, al parecer, talco, cloritas, carbonatos, quizás además pirofilita, vermicu-lita, serpentina y anfiboles.

Teniendo en cuenta lo que antecede se han obtenido, para todas las mues-tras difractogramas del polvo, del agregado orientado, del agregado orientado con glicerina, del polvo cocido a 500°C y del polvo cocido a 700° durante cuatro horas.

7 7 4 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL, 9 - N,° 6


Talco blanco en piedra-Purchena

20« 1.410« 1.435« 1.440« 1.445«

Talco blanco molido-Purchena

1.410« 1.415« 1.420« 1.440«

FiG. 18.



Talco moreno en piedra-Purchena

20« 1.318« 1.360« 1.386«

1.395« 1.400°

20«

Talco S moreno molido-Purchena

J ^ ^ III ^ ^ III 1^^ III 618« 700« 1.062" 1.200«

1.298« 1.340« 1.370« 1.395« 1.400«

1.420«

FIG. 19.

776 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 9 - N.« 6


Talco flor copos-Tíjola

20« 1.100« 1.315« 1.350« 1.360«

1.380« 1.370«

Talco de Somontín

g^^^MHB^^i^B^^^^KffBH^ 1.280« 1.3950 1.440« 1.445« 1.455«

1.460«

NOVIEMBRE-DICIEMBRE 1970

FlG. 20.

777

^

TABLA IX

COMPOSICIÓN MINERALÓGICA DE LOS TALCOS

n c no < >

o

o p w

y o m 5«

o r

MUESTRA


Purchena moreno molido, clase S


Purchena blanco molido, P especial

Tí jola flor copos

Somontín

Talco aoritos ^ Calcita Cuarto ^ ^ - ^ ^ Rutilo Crisotilo

+ + + + +

+ + + + Posible Posible

+ + + +

+ + + Posible Posible

+ + Posible +

+

Posible

Posible

Posible

H O

n > VI

u

w

o (A

w

H

O

5


Las difracciones a 9,34 Â, 4,66 Â, 3,11 Â, 2,47 Â y 1,53 Â indican en todas las muestras que el constituyente principal es talco, si bien en algunos casos, y debido probablemente a orientaciones, algunas de dichas difracciones pre-sentan intensidades superiores a las normales (11).

La difracción a 14 Â de menor intensidad que la de Â indica la presencia de cloritas, si bien no excluye la presencia simultánea de vermiculita.

En los agregados orientados con glicerina puede apreciarse que las difrac-ciones correspondientes a las cloritas van aumentando sensiblemente de inten-sidad al aumentar la cantidad de AI2O3 que contiene el talco, lo cual nos hace pensar que toda la alúmina de estos materiales se encuentra en forma de clo-ritas.

El talco de Somontín, la muestra más pura de todas las estudiadas, contiene ligerísimas cantidades de cloritas, que se ponen de manifiesto en el agregado con glicerina y se confirman en el diagrama de la muestra cocida a 700°C.

Se confirma la existencia de carbonatos en el resto de los talcos, en forma de dolomita o de calcita, coexistiendo ambas en algunos casos. En algunos de ellos existen pequeñas cantidades de cuarzo libre (Tabla IX).

f) Curvas de dilatación-contracción.

Las muestras estudiadas en este trabajo pertenecen al tipo de talco denomi-nado laminar, es decir, al tipo que los alemanes consideran talk (reservan el nombre de Speckstein para los talcos granulares compactos).

En todos los casos, la naturaleza laminar del polvo de estos talcos hace muy difícil la obtención de barritas adecuadas para la determinación de su dilatación-contracción diferencial, por cuya razón se ha añadido, en cada caso, 2 % de arcilla de Villaverde, roja, a cada una de las muestras (fig. 21).

En los materiales en cuestión puede apreciarse la existencia de dos tipos diferentes de curvas (fig. 22). El talco de Somontín presenta una curva muy semejante a la que presentan los talcos de Boñar. Se dilata de forma casi lineal hasta 800°C, donde comienza una contracción que se acentúa a 900°. A 950° existe un codo que hace pensar en la existencia de una transformación minera-lógica.

Los talcos de Tí jola y Purchena presentan una dilatación lineal hasta apro-ximadamente 550°C donde comienza una fuerte dilatación hasta ~ 650°C. A partir de esta temperatura la dilatación continúa, pero más suavemente, hasta 800° donde tiene lugar una brusca contracción. A 950° se dilata de nuevo la muestra.

Todo parece indicar que existe una párdida de agua y una reorganización

NOVIEMBRE-DICIEMBRE 1 9 7 0 779


Arcilla de Viliavcrdc - roja

FiG. 21.—Curva de dilatación-contracción. Arcilla de Villaver de, roja,

reticular que se verifica en dos fases y que comienza a unos 550°, y una rotura de estructura reticular a unos 800°. A 950° parece comenzar la formación de una nueva fase.

Puede suponerse que esta modificación de la curva respecto a la de un talco puro es debida a la presencia de cloritas, y que la dilatación a 550° es mayor



T. molido

T. morano

moreno 5 Purchcna

(zn piedra Purchcna ^ . -- . ^ T. blanco molido P especial venMIado Purchena

— + T. blanco T. Ti jola

en piedra Purchena

T. Somoní ¡n

. / ^ — '•. \

Y 1

\ \ \ \

. - ¿ ^ .•^i^""^" ^ ^ 1 \

\ \

—

XelKrY ' ' 1 1 • ' 1 -- j • \ \\^ 1 r 100 200 300 400 500 500 700 800

• \ \ V. Jf TEMPERATURA 'C

• \ \ V. Jf

\ \ \̂ V

FiG. 22.—Curvas de dilatación-contracción (talcos laminares).

cuanto mayor es el contenido en estos minerales. La razón de la no existencia de este escalón en las curvas correspondientes a algunos de los talcos de Boñar, que contienen también cloritas, es debido probablemente a la menor cantidad de esta impureza en ellos. Teniendo en cuenta además la opinión más generali-zada de los minerálogos que no encuentran entre los talcos laminares y los talcos granulares más diferencia que los efectos producidos por las diferentes acciones tectónicas a las cuales se han encontrado sometidos.


— s polvo amarillo 1340 *" .. —..«-^. p especial molido 1340*

SS molido 1340°

TC molido 1240° . Z molido 1340**

900 1000 100 200 300 400 500 600 700 800

TEMPERATURA °C

FiG. 23.—Curvas de dilatación-contracción (talcos granulares cocidos).

P molido Purchcna 1240° T. de SomonMn 1340° T. Tijola flor 1240° S morena molido Purchena 1240'

100 200 300 400 500 600 700 800

TEMPERATURA 'C

FiG. 24.—Curvas de dilatación-contracción (talcos laminares cocidos).


Z O o <

P especial molido 1340 "C — — - P especial en piedra

P especial molido

FiG. 25.—Curvas de dilatación-contracción (talco P-especial Boñar).

3. ESTUDIO DE LOS TALCOS COCIDOS.

La extensa utilización del talco para la obtención de porcelanas de esteatita, de forsterita y de cordierita, justifica el interés que siempre han suscitado las transformaciones térmicas sufridas por el mineral extraído de los yacimientos.

Han sido por esta razón muy numerosos tanto los trabajos efectuados para llegar a establecer la estructura del talco como los encaminados a determinar la formación de nuevas fases por la acción del calor, así como la temperatura a la cual se forman. Ya que éstas son directamente responsables de las propiedades técnicas de las pastas obtenidas con estas materias.

En los trabajos de M. Koltermann (13) (16) y de B. Bushan (14) se halla reunida gran parte de la bibliografía actual sobre este asunto, en el cual existen



criterios muy dispares, debido probablemente a la diferente composición de la materia prima utilizada por los distintos autores, y a la profunda influencia que sobre la formación de estas fases ejerce la presencia de ciertos elementos, que pueden actuar, en este caso, como catalizadores de la reacción en estado sólido.

Teniendo en cuenta que no existe tampoco unanimidad de criterio en cuanto a las condiciones que favorecen la formación de una o de otra de las formas (clinoenstatita, protoenstatita y enstatita) en que se produce el MgSiOg, por descomposición térmica del talco (15), hemos procedido al estudio de la compo-sición de los talcos de Boñar y de Almería cocidos, para establecer las posibles relaciones existentes entre estas composiciones y las curvas dilatometricas de las muestras correspondientes.

La temperatura de cocción se ha mantenido en 1.350° durante tres horas en aquellas muestras en las cuales no se han presentado síntomas de fusión pa-

o

<

Û

FiG. 26.—Curvas de dilatación-contracción (talco Z-Boñar),

784 BOL. SOC. ESP. C E R Á M . , VOL. 9 - N.° 6


2 O O

<

. - 55 molido 1340 °C

— 53 (zn piedra

— 55 molido

FiG. 27.—Curvas de dilatación-contracción (talco SS-Boñar).

tentes a esta temperatura y a 1.240"C durante el mismo tiempo para el resto de ellas.

En cada una de las muestras cocidas se han obtenido röntgenodiagramas de polvo y curvas de dilatación-contracción.

En la tabla X se indican las composiciones de los distintos talcos cocidos.

Para la caracterización rontgenográfica de las tres formas del MgSiOg ens-tatita, clinoenstatita y protoenstatita, nos hemos atenido a las indicaciones de Koltermann (17) sobre las difracciones características y diferenciales de ellas, dada la diversidad de datos que sobre este asunto existen (18). Sin embargo, hay que hacer resaltar, según Foster (15), que en el caso de que existan conjun-tamente clinoenstatita y protoenstatita, el röntgenodiagrama puede presentar gran semejanza con el de la enstatita.


00 ON

TABLA X

COMPOSICIÓN MINERALÓGICA DE LOS TALCOS COCIDOS o

I > > H O

t—I n > w Ö w H > n o

C3

> w

Ö w H

> r n o

g > W C/3

MUESTRA Temp, ^ Cristo-'̂ "«'•̂ ^ balita

Fors-terita

Protoens- Clinoens- ^ tnttn^^^^^^' Tremo-tatita tatita ^"^^«"^^ rita lita

öd O p

O

p w

o w 50

Talco Z molido Boñar 1.340

Talco SS molido Boñar 1.340

Talco T C molido Boñar 1.240

Talco P especial molido Boñar 1.340

Talco S amaril lo molido Boñar 1.340

Talco blanco P esp. molido Purchena 1.240

Talco S moreno mol ido Purchena 1.240

Talco Tí jola flor copos 1.240

Talco Somont ín 1.340

no SI no SI si no si no

posible mucho no sí no no no no

posible sí no sí no sí no sí

no sí no sí ? no no no

no sí no sí no no no no

no no sí sí sí sí no

no sí no sí sí ?

posible posible sí sí sí posible sí no

no sí no sí sí no no no

V. ALEIXANDRE FERRANDIS Y G. SANCHEZ CONDE

La consideración de la tabla X pone inmediatamente de manifiesto diferencia entre los talcos de Boñar y de Somontín respecto a los de Almería : a) La tem-peratura de reblandecimiento es mayor en los primeros, b) Los talcos de Boñar y Somontín no contienen forsterita y sí cristobalita detectable ésta última tam-bién dilatometricamente, mientras que en los de Almería se da la circunstancia contraria.

En cuanto a la existencia de clinoenstatita, protoenstatita y enstatita se re-fiere, no puede apreciarse una relación de formación o de formación preferente con la temperatura de cocción ni con la composición del talco. Existiendo en

< <

FiG. 28.—Curvas de dilatación-contracción (talco TC-Boñar),



O o <

FiG. 29.—Curvas de dilatación-contracción (talco S-Boñar),

algunas de las muestras las tres modificaciones juntas. Lo cual se encuentra de acuerdo con los trabajos de Foster (15).

La formación de cristobalita es la responsable del alto coeficiente de dilata-ción de algunos de estos talcos cocidos y es muy posible que la necesidad de añadir bario a algunas pastas esteatíticas para conseguir coeficientes de dilata-ción menores responda a la difícil formación de cristobalita en presencia de este aditivo.

Según Koltermann (13) la descomposición del talco entre 800° y 1.000°C tiene lugar de la forma siguiente :

Mg3SiO,0,o(OH)e 3MgSi03 + Si02 + H 2 0

788 BOL, SOC. ESP. CERÁM., VOL. 9 - N.° 6


El SÍO2 producido se encuentra en forma amorfa. Por encima de 1.100° se forma cristobalita.

Sin embargo, en algún caso de los estudiados, como es en el del talco SS mo-lido de Boñar y en el talco de Tijola flor copos, parece existir cuarzo a pesar de que es sorprendente, puesto que no debe formarse en un talco puro, no es detectable en nuestro caso dilatométricamente y además en un estado de la muestra próximo a la fusión el cuarzo debe de reaccionar con alguno de los óxidos o bien transformarse en cristobalita.

En algunos de estos talcos en los cuales parece existir cuarzo, puede suponerse que en lugar de cuarzo exista tremolita, que presenta líneas del mismo tipo.

En algunos diagramas, si se descifran utilizando las fichas ASTM para las formas polimorfas del MgSiOs, quedan difracciones no identificadas, pero si se consulta el trabajo de Koltermann (18) que reúne las fichas propuestas por los

T. blanco molido - Purchena

T blanco en piedra - Purchcna T. blanco molido cocido a 1240*'

100 200 300 400 500 600 700

TEMPERATURA '̂C

FiG. 30.—Curvas de dilatación-contracción (talco blanco-Purchena),



diferentes investigadores que han estudiado esta cuestión, se encuentra que estas difracciones pertenecen a algunas de las formas del silicato, si bien las líneas totales de nuestros diagramas no concuerdan con las líneas totales de los diagramas a los cuales pertenece la difracción identificada.

100 200 300 400 500 600 700

TEMPERATURA ""C

800 \ \ 1000

\

T moreno molido clase S Purchcna 1240 °C T. moreno molido clase S Purchena T moreno en piedra Purchena

FiG. 31.—Curvas de dilatación-contracción (talco moreno-Purchena),

Hay que tener en cuenta que en el estudio de estas muestras, a las dificulta-des propias de las formas del MgSiOs para su identificación, hay que añadir que el contenido en AI2O3 complica las reacciones producidas y es responsable de la formación de cordierita. No se encuentra explicación a que no se forme cor-dierita en el talco moreno bruto que contiene más de un 16 % de AI2O3.

790 BOL. SOC. ESP. CERÁM.; VOL. 9 - N.° 6

V. ALEIXANDRE FERRANDIS Y G. SANCHEZ CONDE

T. Tijofa

T. Tijola 1240'C

.-^•"^

100 200 300 400 500 600 700

TEMPERATURA °C

\900 \ \ \ \ \ \

FiG. 32.—Curvas de dilatación-contracción (talco flor copos-Tijola).

a) Curvas de dilatación-contracción.

En algunos de ellos se aprecia claramente la presencia de cristobalita, que llega a ser muy abundante en ciertos casos (tabla X y figs. 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 y 33), dando lugar a un aumento notable de la dilatación a unos 250''C. La dilatación es, a partir de esta temperatura, lineal en todas las mues-tras, apreciándose variaciones en la inclinación de las curvas debidas a la dis-tinta composición de los productos resultantes de la cocción.

En general, la formación de cristobalita se aprecia en aquellos talcos cocidos



T. de SornonMn

T. de SornonMn 1340''C

100 200 300 400 500 600 700 800 900 \ 1000

TEMPERATURA **C V

FiG. 33.—Curvas de dilatación-contracción {talco de Somontín).

correspondientes a muestras crudas que no presentan el efecto dilatométrico propio de las cloritas.

V. Conclusiones

De los resultados obtenidos en este estudio puede deducirse que en los talcos crudos :

a) La forma de las curvas de dilatación-contracción de los talcos estudiados parece independiente de su naturaleza granular o laminar.

b) La existencia de determinadas impurezas influye fuertemente sobre la forma de dichas curvas, y por lo tanto sobre la dilatación de los talcos.

792 BOL. SOC. ESP. CERÂM., YOL. 9 - N.° 6


c) La existencia de cloritas produce un aumento notable de dilatación en

el intervalo de temperaturas comprendido entre 550°C y 800°C, aproximadamente,

dando lugar a un salto brusco, que puede ser característico.

Agradecimiento,

Agradecemos a los doctores J. García Vicente y J. M. Serratosa, del Instituto

de Edafología y Fisiología Vegetal (C. S. I. C , Madrid), su valioso asesoramiento

en el estudio rontgenográfico y de espectroscopia infrarroja de estos materiales,

y al doctor F. Valle Fuentes la obtención de los análisis químicos de los mismos.

BIBLIOGRAFÍA

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curvas dilatométricas de talcos granulares y de talcos...

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