6 DIATOMITAS
º Composición y Propiedades
La diatomita es una roca sílicea de origen sedimentario, presentando diversos grados de consolidación; principalmente esta constituida de restos fosilizados de diatómeas. La diatomita representa una forma única de silica por cuanto no se ha encontrado en la naturaleza o haya sido producida por la manufactura de arte, que tenga sus características de estructura física.
La diatomita pura esta formada por silica opalina o hídrica, presentando en solución sólida o como una parte esencial del complejo de opalo, pequeñas cantidades de componentes inorgánicos asociados – alumina, hierro, tierras alcalinas, metales alcalinos – y otros constituyentes menores. La diatomita también contiene cantidades inusuales de agua libre, la cual puede variar de 10 a 60 por ciento o más. Los depósitos más importantes del mundo, se caracterizan por ser depósitos del tipo seco, en donde la diatomita se presenta como material de peso liviano. La densidad aparente (base seca) in situ varía de 0.32 a 0.64 TM/m3.
El valor de la diatomita sin tratamiento se basa principalmente en la naturaleza de las partículas diatomaceas, contenido de sílice, carbonatos, argellita o impurezas solubles y el grado de compactación del manto o estrato. Estos factores se reflejan en la densidad aparente, capacidad de absorción, friabilidad y conformación potrográfica del manto. En general la diatomita es extremadamente porosa, baja conductividad de calor y electricidad, químicamente inerte; capaz de absorver y retener gran cantidad de líquidos con los cuales tiene grandes superficies de contacto.
º Características y Usos
Filtración
El uso más importante y espectacular de la diatomita es como ayudante de filtración para la clarificación y purificación de una gran variedad de líquidos en el proceso químico, metalúrgico, alimentos, fármacos, bebidas, petróleo y otras industrias. Las partículas de un producto apropiado de diatomitas molidas permiten, en el proceso de filtración, la formación de una torta de poros abiertos en el cual las impurezas o partículas suspendidas son capturadas, supliendo de esta manera un filtrado bien clarificado libre de tales impurezas. Existen varios grados de diatomita de variados tamaños y formas de partículas, los cuales forman tortas de diferentes porosidades y capacidades de filtración.
Relleno
La diatomita es un importante mineral de relleno, extensión, revestimiento, etc, para diversas composiciones y materiales fabricados. El orden de importancia relativa es en cubiertas de protección (pinturas, varnices, lacas), papel, insecticidas, plásticos, composiciones asfálticas, fertilizantes y una extensa variedad de productos térmicos. Estos incluyen varillas de soldadura, tintas de impresión, compuestos para lacrados; explosivos, fósforos, revestimiento dental y muchos otros.
Aislamiento
La diatomita utilizada como materia prima para la manufactura de elementos de estructuras aislantes del calor y frío, incluye ladrillos, bloques y cementos. La diatomita asilante y ladrillos refractarios se utilizan en la construcción de hornos kiln y de recocido, calentadores y otros equipos de tratamiento térmico.
Aplicaciones de Procesos
Uno de los usos importantes de la diatomita es cuando actúa como soporte o agente para llevar a efecto el proceso de catalisis. Para el primer caso, se tiene la notable catalisis del vanadio para oxidación del dióxido de azufre en la fabricación de ácido sulfúrico; el segundo caso ocurre en la catalisis de tierra diatomacea para los procesos de hidrogeneración de niquel. También actúa como promotor de reacciones, en la ruptura de emulsiones, en procesos de asentamiento; en fundición para lavado de moldes o compuesto de partición.
Los usos de la diatomita como absorbente ocurre en múltiples procesos: - Desinfectantes químicos; - Cartuchos de dinamita solidificada; - Materiales granulares en combinación con agentes desecantes, particularmente silicatos de tierras alcalinas; - Limpiadores industriales de pisos; - Empaques y despacho de materiales líquidos; - Manufactura de sintélicos ultramarinos y pigmentos similares.
La relativa suavidad pero efectiva acción de la diatomita constituye el componente abrasivo en la formulación de limpiadores para obtener el acabado de pulimento y brillo de automóviles y metales en general. La diatomita también es de uso preferencial como agente acondicionante para prevenir el endurecimiento y/o adherencia del nitrato de amonio de uso en la agricultura y otros productos químicos fertilizantes; así como de diversos materiales industriales.
Materiales Estructurales
En el campo de los materiales de construcción, la diatomita se utiliza en la fabricación de varios tipos de ladrillos, placas/tabiques (mayólica, locetas, tejas, baldosas), los mismos que pueden ser unidos con diferentes materiales incluyendo arcillas, cemento portland, yeso , cal o magnesia. Adicionalmente los morteros, argamasas, enlucidos y estucos contienen tierras diatomaceas. También, en combinaciones procesadas de ingredientes activos de superficie y entrampamiento de aire con diatomita, se ha logrado obtener una adecuada composición de baja capacidad de retención de agua, mejorando la calidad del concreto.
Las mezclas de diatomitas constituyen excelentes composiciones en la perforación de pozos petrolíferos, ya sea como modificadores de los lodos de perforación o bien para la cementación de los huecos de perforación.
º Origen y Formación Geológica
La diatomita es una roca formada por caparazones de algas unicelulares llamadas diatomeas con dimensiones microscópicas. Estas plantas aparecieron durante la transición del Cretáceo al Terciario, formando colonias en agua dulce o salobre de acuerdo con su especie. Las caparazones, formadas por sílice amorfa (ópalo) y acumuladas a considerables profundidades, sufrieron subsecuente compactación convirtiéndose en depósitos potenciales de diatomitas. Cuando se elevan por encima de los niveles de agua, expuestos a lixiviación y erosión, tales sedimentos constituyen los depósitos actuales de interés.
La abundancia extraordinaria de diatomitas en el Perú está vinculada con la intensa actividad hidrotermal durante el Terciario y principios del Cuaternario que aportó la silice para las caparazones de diatomeas. Las rocas ricas en diatomeas marinas abundan en los departamentos de Ica, Piura y Tumbes; los sedimentos constituidos presentan grosores de algunos cientos de metros. Los depósitos del Mioceno, existentes en la costa, están íntimamente vinculados con los de fosfatos. Los depósitos con diatomeas lacustres se conocen en los departamento de Cajamarca, Ancash, Junín, Ayacucho, Cuzco y Arequipa.
El depósito Tarucani en el departamento de Arequipa presenta un potencial estimado de 50 MM de TM. La composición representativa es la siguiente:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 % 69.2 5.2 2.2 4.68 6.5 1.04 1.18 0.34
Cerca de Arequipa también se explota las diatomitas de Polobaya. La diatomita en la formación Ayacucho tiene 85 a 98 % de ópalo (SiO2 amorfo).
6 DIATOMITES
º Composition and Properties
The diatomite is a rock silice of sedimentary origin, presenting diverse consolidation grades; mainly this constituted of fossilized remains of diatomeas. The diatomite represents an unique form of silica since has not been in the nature or have been produced by the art factory that has its characteristics of physics structure.
The pure diatomite is formed by opaline silice or hidric, presenting in solid solution or like an essential part of the opal complex, small quantities of components inorganic associates - alumina, iron, alkaline lands, alkaline metals - and other smaller constituents. The diatomite also contains unusual quantities of free water, which can vary from 10 to 60 percent or more. The most important deposits in the world, are characterized to be deposits of the dry type where the diatomite is presented as material of light weight. The apparent density (dry base) in situ varies from 0.32 to 0.64 TM/m3.
The value of the diatomite without treatment is based mainly on the nature of the particles diatomaceas, silica content, carbonates, argellite or soluble sludges and the grade of compactation of the mantel or stratum. These factors are reflected in the apparent density, capacity of absorption, friability and potrographic conformation of the mantel. In general the diatomite is extremely porous, low conductivity of heat and electricity, chemically inert; capable of absorbation and to retain great quantity of liquids with which has big contact surfaces.
ºCharacteristic and Uses
Filtration
The most important and spectacular use in the diatomite is as filtration assistant for the clarification and purification of a great variety of liquids in the chemical process, metallurgist, foods, pharmaceutical, drinks, petroleum and other industries. The particles of an appropriate product of milled diatomites allow, in the filtration process, the formation of a cake of pores opened up in the one which the sludges or suspended particles are captured, replacing this way a well clarified filtrate free of such sludges. Several grades of diatomite of varied sizes and forms of particles exist, which form cakes of different porosities and filtration capacities.
Filler
The diatomite is an important filler mineral, extension, lining, etc, for diverse compositions and manufactured materials. The order of relative importance is in covered with protection (paintings, varnish, lacquers), paper, insecticides, plastics, asphaltic compositions, fertilizers and an extensive variety of thermal products. These include welding bars, impression inks, compounds for sealed; explosive, matches, dental lining and many others.
Isolation
The diatomite used as matter prevails for the factory of elements of insulating structures of the heat and cold, it includes bricks, blocks and cements. The diatomite aslant and refractory bricks are used in the construction of ovens kiln and of having recooked, heaters and other teams of thermal treatment.
Applications of Processes
One of the important uses of the diatomite is when it acts like support or agent to take to effect the catalysis process. For the first case, one has the remarkable catalysis of the vanadium for oxidation of the dioxide of sulfur in the production of sulfuric acid; the second case happens in the catalysis of earth diatomacea for the processes of nickel hydrogeneration. It also acts as promoter of reactions, in the rupture of emulsions, in establishment processes; in foundry for laundry of molds or made up of partition.
The uses of the diatomite like absorbent happens in multiple processes: - Chemical disinfectants; - Cartridges of solidified dynamite; - Granular materials in combination with agents desiccant, particularly silicates of alkaline lands; - Industrial cleaners of floors; - Pack and office of liquid materials; - Factory of ultramarine sintelics and similar pigments.
The relative softness but effective action of the diatomite constitutes the abrasive component in the formulation of cleaners to obtain the polish finish and shine of automobiles and metals in general. The diatomite is also of preferential use as agent aconditioner to prevent the hardening and/or adherence of the nitrate of ammonium to be used in the agriculture and other chemical fertilizers products; as well as of diverse industrial materials.
Structural materials
In the field of the construction materials, the diatomite is used in the production of several types of bricks, plagues/thin walls (majolica ware, flagstones, tiles), the same ones that can be together with different materials including clays, cement portland, plaster, lime or magnesium. Additionally, the mortars, cements, plastered and stuccos contain diatomaceas lands. Also, in processed combinations of active ingredients of surface and entramp of air with diatomite, it has been possible to obtain an appropriate composition of low capacity of retention of water, improving the quality of the concrete.
The diatomites mixtures constitute excellent compositions in the perforation of oil wells, either as modifiers of the perforation muds or for the cementation of the perforation holes.
º Origin and Geologic Formation
The diatomite is a rock formed by shells of algae unicelulars called diatomeas with microscopic dimensions. These plants appeared during the transition from the Cretaceous to the Tertiary, forming colonies in fresh water or brackish of agreement with their species. The shells, formed by amorphous silica (opal) and accumulated to considerable depths, they suffered subsequent compact becoming potential deposits of diatomites. When they rise above the levels of water, exposed to leaching and erosion, such silts constitute the current deposits of interest.
The extraordinary abundance of diatomites in Peru is linked with the intense activity hydrothermal during the Tertiary and principles of the Quaternary one which contributed the silica for the diatomeas shells. The rocks rich in marine diatomeas are plentiful in the departments of Ica, Piura and Tumbes; the constituted silts present thicknesses of some hundred of meters. The deposits of the Mioceno, existent in the Coast, they are intimately linked with those of phosphates. The deposits with lacustrine diatomeas are known in the department of Cajamarca, Ancash, Junin, Ayacucho, Cuzco and Arequipa.
The deposit Tarucani in the department of Arequipa presents a dear potential of 50 MM of TM. The representative composition is the following one:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 % 69.2 5.2 2.2 4.68 6.5 1.04 1.18 0.34
Near Arequipa also exploits the diatomites of Polobaya. The diatomite in the Formation of Ayacucho has 85% to 98% opal (amorphous SiO2).