caolinita

EXPLOTACION Y COMERCIALIZACION DEMINERALES NO METALICOS CAOLIN FRANCISCO GIL CAHUANA DOCENTE: ING. AGAPITO FLORES JUSTO INGENIERIA DE MINAS 30 DE MAYO DE 2014 UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 1 CONTENIDO INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 2 1. CAOLINITA ................................................................................................................................. 2 2. FORMA Y OCURRENCIA ............................................................................................................ 2 3. FORMA DE PRESENTARSE ......................................................................................................... 5 4. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LA CAOLINITA ..................................................... 7 5. ESTRUCTURA DE LA CAOLINITA ............................................................................................... 8 5.1 COMPOSICION .................................................................................................................... 9 6. PROCESOS DE OBTENCIÓN ..................................................................................................... 10 6.1 EN SECO ............................................................................................................................. 11 6.2 EN HUMEDO ..................................................................................................................... 13 6.3 PROCESO ESTÁNDAR ........................................................................................................ 15 6.4 PROCESO PRODUCTIVO A NIVEL GENERAL DEL CAOLIN ................................................. 17 7. USOS ........................................................................................................................................ 18 7.1 APLICACIONES ................................................................................................................... 20 7.1.1 ESPECIFICACIONES COMO CARGA DE PAPEL DEL CAOLÍN ....................................... 21 7.1.2 ESPECIFICACIONES PARA CAOLÍN GRADO CERÁMICO ............................................. 22 7.1.3 ESPECIFICACIONES PARA CAOLÍN EN LAS DIFERENTES INDUSTRIAS ....................... 22 7.1.4 OTRAS ESPECIFICACIONES QUE NO SON TAN ESTRICTAS EN USOS TALES COMO .. 22 7.2 OTROS USOS ..................................................................................................................... 22 8. RIESGOS .................................................................................................................................. 22 9. MERCADO ............................................................................................................................... 23 9.1 PANORAMA DEL MERCADO INTERNACIONAL ................................................................. 23 9.2 PRINCIPALES PAISES PRODUCTORES ............................................................................... 25 9.3 PRECIOS ............................................................................................................................. 26 10. PRINCIPALES PRODUCTORES DE CAOLÍN REFINADO .......................................................... 27 11. PRINCIPALES YACIMIENTOS DE CAOLIN .............................................................................. 27 12. CAOLIN EN PERU ................................................................................................................... 29 12.1 GEOLOGIA DEL DEPÓSITO .............................................................................................. 30 12.2 TRANSPORTES Y VÍA DE ACCESO.................................................................................... 31 12.3 SISTEMA DE EXPLOTACIÓN Y PROCESAMIENTO ........................................................... 31 12.4 IMPACTO EN EL MEDIO AMBIENTE ................................................................................ 31 12.5 PRODUCCION ANUAL EN EL PERU ................................................................................. 32 UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 2 INTRODUCCIÓN La caolinita es una arcilla blanca muy pura que se utiliza para la fabricación de porcelanas y de aprestos para almidonar. El caolín es un suelo natural en el que abunda la caolinita, que le aporta a menudo un color blanco. También es utilizada en ciertos medicamentos y como agente adsorbente. Cuando la materia no es muy pura, se utiliza en fabricación de papel. Conserva su color blanco durante la cocción. 1. CAOLINITA Es silicato de aluminio hidratado formado por la descomposición de feldespato y otros silicatos de aluminio. Esta descomposición se debe a los efectos prolongados de la erosión. La formación del caolín se debe a la descomposición del feldespato por la acción del agua y del dióxido de carbono. Está formado por pequeñas capas hexagonales de superficie plana. En su estructura cristalina se distinguen dos láminas, una formada por tetraedros, en cuyos vértices se situarían los átomos de oxígeno y el centro estaría ocupado por el átomo de silicio, y otra formada por octaedros, en cuyos vértices se situarían los átomos del grupo hidróxido y el oxígeno, y en el centro el átomo de aluminio. Composición: Al4 (Si4O10) (OH)8 2. FORMA Y OCURRENCIA En rocas la caolinita se encuentra principalmente como hojuelas planas submicroscópicas en sedimentos arcillosos o puede formar pseudomorfos de minerales especial de feldespatos como resultado de una alteración hidrotermal. En suelos y en rocas alteradas a la intemperie la caolinita es probablemente el nivel arcilloso más común y extendido. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 3 En los suelos se presentan por lo general como placas submicroscópicas que se presentar aisladamente con orientación al azar haciendo que la matriz sea isotrópica. Puede estar en masas agregadas formando campos o depositada sobre superficies para formas recubiertas de arcilla. La caolinita puede derivar el material original o puede formarse in situ. En muchos terrenos inferiores fuertemente alterados por la intemperie la caolinita forma masas vermiculares dentro de los espacios de los poros o pseudomorfos después de muchos minerales en especial feldespatos y biotita. Algunos terrenos concrecionaros en zonas tropicales pueden tener caolinita formando ramificaciones sinuosas entre esas concreciones. Sin embargo, las concentraciones mayores y más puras se presentan en las zonas pálidas.  Dureza: Se raya con la uña  Color: Blanco  Color de Raya: Blanca  Clivaje: Laminar no específico  Densidad: 2.6 g/cm3  Forma: Individual  Textura: Fina muy ligera, lisa  Estructura: Abrasiva. Monoclínico. Cristal triclínico en láminas muy delgadas, rómbicas o de forma hexagonal. Generalmente en masas arcillosas.  Brillo: Opaco  Luz U.V.: Se observa reflejo lila amarillento  Peso Específico: 2.6 - 2.63  Composición Química: H4Al2Si2O9 o 2H2O.Al2O3.2SiO2 Al2O3 39.5% SiO2 46.5%, H2O 14% el contenido de los componentes varia algo.  Clivación: Perfecta en una dirección similar a las micas.  Relieve: Bajo.  Birrefringencia: Débil (pequeña)  Interferencia de colores: El máximo es el gris y blanco del primer orden.  Orientación: Lenta longitudinal.  Productos de alteración: La Caolinita es extremadamente resistente a la alteración a la intemperie, pero se puede descomponer para dar soluciones diluidas de sílice y alúmina con o sin formación de gibsita.  Identificación: Su bajo relieve y sus colores de primer orden son suficientemente distintivos, pero se puede confundir fácilmente con gibbsita y algunos otros minerales, UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 4 pero ello cuando no hay una identificación positiva por la forma del cristal se necesita análisis con rayos x u otras técnicas, por ejemplo, absorción de colorantes.  Grupo: Minerales de arcilla. Silicatos: el silicio y el oxígeno, los elementos más abundantes en la corteza terrestre, combinan con diversos elementos metálicos para producir silicatos. El grupo mineral más extenso y más variado. Por lo general, los silicatos son duros, transparentes o translúcidos y densidad media. Se suelen agrupar por cómo se disponen los átomos de silicio y oxígeno; cada uno de los primeros está rodeado por cuatro de los segundos. Existen más de 900 silicatos distintos. La Caolinita es un mineral 1:1 que se encuentra formado por placas planas cada una de las cuales consiste de una lámina de tetraedro de Silicio con fórmula Si2O3, y una lámina de octaedros de Aluminio con fórmula Al2O3(OH)4 las placas están unidas por condensación, con eliminación del agua, de la siguiente manera: UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 5 Las placas de Silicio-aluminio se encuentran separadas por expansión, la distancia entre la lámina de Silicio de una placa y la siguiente es de 7.2 Ao Cuando la estructura está completamente expandida estos espacios están ocupados por moléculas de agua. Cuando la estructura se ve desprovista de agua por desecamiento, las placas se aproximan entre sí, y por lo tanto, el cristal se contrae. En el caso de la Caolinita la contracción ni la expansión no es grande y su fórmula representativa es: (Di silicato alumínico di hidratado) Diagrama de un cristal de Caolinita: 3. FORMA DE PRESENTARSE En masas terrosas sueltas o compactas formando finísimas escamas o laminillas. De carácter untuoso o magro al tacto según su cohesión. Raras veces en cristales laminares. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 6 UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 7 4. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LA CAOLINITA  Alto grado de estabilidad.  Poca capacidad de contracción y expansión.  Poca cohesividad.  Baja capacidad de retención de agua (espacio poroso capilar pequeño).  Baja capacidad de intercambio de cationes (5-15 meq. /100 g).  Baja capacidad de fijación de Potasio.  Baja capacidad de fijación de Amonio.  Alta capacidad de fijación de fosfato.  Alta disponibilidad de Calcio y Magnesio.  Baja disponibilidad de fosfato al suelo.  Baja capacidad combinatoria con el humus.  Olor característico a humus. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 8 5. ESTRUCTURA DE LA CAOLINITA La baja capacidad de intercambio de cationes se explica por el hecho de que la capacidad de cambio está solamente restringida a sus radicales OH- situados en la superficie de los cristales y a uniones rotas en sus aristas. La alta capacidad de fijación de fosfato se explica por el cambio con radicales OH- que en la Caolinita existen en abundancia. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 9 5.1 COMPOSICION Es silicato de aluminio hidratado formado por la descomposición de feldespato y otros silicatos de aluminio. Esta descomposición se debe a los efectos prolongados de la erosión. La formación del caolín se debe a la descomposición del feldespato por la acción del agua y del dióxido de carbono Está formado por pequeñas capas hexagonales de superficie plana. En su estructura cristalina se distinguen dos láminas, una formada por tetraedros, en cuyos vértices se situarían los átomos de oxígeno y el centro estaría ocupado por el átomo de silicio, y otra formada por octaedros, en cuyos vértices se situarían los átomos del grupo hidróxido y el oxígeno, y en el centro el átomo de aluminio. El caolín es un silicato de aluminio hidratado, producto de la descomposición de rocas feldespáticas principalmente. El término caolín se refiere a arcillas en las que predomina el mineral caolinita; su peso específico es de 2.6; su dureza es 2; de color blanco, puede tener diversos colores debido a las impurezas; brillo generalmente terroso mate; es higroscópico (absorbe agua); su plasticidad es de baja a moderada. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 10 Otras propiedades importantes son su blancura, su inercia ante agentes químicos, es inodoro, aislante eléctrico, moldeable y de fácil extrusión; resiste altas temperaturas, no es tóxico ni abrasivo y tiene elevada refractariedad y facilidad de dispersión. Es compacto, suave al tacto y difícilmente fusible. Tiene gran poder cubriente y absorbente y baja viscosidad en altos porcentajes de sólidos. 6. PROCESOS DE OBTENCIÓN Básicamente se clasifican en dos procesos de acuerdo a la calidad del caolín: seco y húmedo. El primero es utilizado en caolines con un mayor contenido de sílice y el segundo en caolines con contenidos superiores de alúmina. En el seco sólo se remueve la arena, se clasifica el caolín por tamaño y se seca; en el húmedo se realizan además otros pasos que involucran agua para realizar el lavado obteniendo un producto más fino y de mayor calidad y pureza; este último se usa sólo para el caolín papelero. Además se presenta un proceso con tecnología reciente: tecnología estándar. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 11 6.1 EN SECO  EXTRACCIÓN: El caolín se explota a cielo abierto y de las minas se transporta en greña, con un contenido de humedad promedio de 10 a 18%, a la planta procesadora.  TRITURACIÓN: Después de tener la materia prima, se procede a reducir el tamaño de la roca por medio de una quebradora de quijada dando por resultado una roca de menor tamaño que la original y casi uniforme.  SECADO: El caolín ya triturado es conducido por un transportador de cangilones para ser descargado en la tolva de alimentación del secador de tipo rotativo y a contra corriente. Lo anterior es con el fin de eliminar la humedad. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 12  MOLIENDA: El caolín seco cae a un trasportador de banda que lo lleva a la tolva de alimentación del molino de rodillos para reducir su tamaño entre 200 y 325 mallas. El material previamente pulverizado ascenderá hasta donde se encuentra el clasificador.  CLASIFICACIÓN: En el clasificador, será separado el producto deseado y el sobre tamaño caerá para ser procesado nuevamente en la molienda.  COLECTOR: El caolín seleccionado es transportado en forma neumática mediante un compresor centrífugo a un sistema de colección de caolín, de donde se saca una muestra para su control de calidad, determinando su humedad y granulometría, si cumple con las especificaciones se conduce al almacén de producto terminado listo para el mercado, en caso contrario se vuelve a procesar.  MICRONIZACIÓN: En el caso que el mineral esté dirigido a la industria papelera u otras que requieran una mayor finura, será necesario que pase por el proceso de micronización donde el mineral es pulverizado a diferentes mallajes superiores a 325, al pasar por los molinos micronizadores de donde se obtendrá un producto mínimo de 400 mallas o más fino.  ENVASE Y EMBARQUE: Los productos obtenidos de la micronización serán depositados en tolvas para su envasado y posteriormente se procederá a su embarque. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 13 6.2 EN HUMEDO UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 14  EXTRACCIÓN Y TRITURACIÓN: El caolín se explota a cielo abierto y de las minas se transporta en greña, con un contenido de humedad promedio de 10 a 18%, a la planta procesadora. Después de tener la materia prima, se procede a reducir el tamaño de la roca por medio de una quebradora de quijada dando por resultado una roca de menor diámetro que la original y casi uniforme.  ATRICIONADO: El atricionado es un proceso mediante el cual se libera el caolín de la roca enajenante. Este consiste en un batido enérgico que da un trabajo mecánico al mineral dejando la caolinita prácticamente libre de la roca enajenante. El material posteriormente alimenta por gravedad a un agitador.  AGITADO: Con el fin de dar la consistencia necesaria para que el mineral pueda ser procesado en el hidrociclón, se agita agregándole agua formando con esto una mezcla homogénea que alimenta por gravedad al hidrociclón.  CLASIFICACIÓN: Pasa enseguida a un clasificador que por medio de agua, en proporción de 20% de sólidos, efectúa la clasificación. La clasificación por hidrociclones es en serie, haciendo un corte por cada paso de hidrociclonado y con sus tanques de paso intermedios dan las características de flujo y presión requeridas para cada paso. El residuo denominado “colas” es desechado por medio de una purga que tiene el mismo clasificador.  ESPESADO: Para reducir el contenido de agua y concentrar más el material, la lechada pasa a través de una máquina centrífuga que elimina parte del agua y concentra al caolín. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 15 El producto obtenido en este paso ofrece dos alternativas a seguir: A. Caso A. Si las impurezas de color, producidas por lo general con óxidos de hierro, no afectan a los fines que se desea el producto, se continúa el proceso con un filtro prensa, enseguida pasa a una tolva que alimenta un secador rotatorio saliendo el producto deseado en un transportador metálico a la tolva de almacenaje y envasado, posteriormente se procede a su embarque. B. Caso B. Si hay necesidad de someterlo a un proceso de blanqueo, se conduce a las pilas de lavado donde se efectúa el blanqueo por medio de soluciones diluidas de ácido sulfúrico, agitación y asentamiento, por un periodo de 5 a 6 horas, para después seguir con los mismos pasos que en el caso A. 6.3 PROCESO ESTÁNDAR UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 16  EXTRACCIÓN Y TRITURACIÓN: El caolín se explota a cielo abierto y de las minas se transporta en greña, con un contenido de humedad promedio de 10 a 18%, a la planta procesadora. Después de tener la materia prima, se procede a reducir el tamaño de la roca por medio de una quebradora de quijada dando por resultado una roca de menor diámetro que la original y casi uniforme.  MEZCLA Y DESARENADO: Después que el caolín es minado, es alimentado a un mezclador, donde se agrega agua y dispersante. La función del dispersante es suspender al caolín en la fase de agua. En la salida del mezclador la pulpa es bombeada a dragas, donde las arenas son asentadas por gravedad y empujadas hacia afuera por un extremo a cajas de arrastre por una serie continua de barras de rastrillos inclinados.  CRIBADO: Las arenas relativamente libres fluyen y se deslizan hacia el otro extremo de la caja de arrastre y se envían a las cribas, donde la arena residual, mica y material orgánico son removidos.  CLASIFICACIÓN: El deslizamiento de la arena libre a menudo asemeja una especie de "tubería", es mezclada en proporciones necesarias de acuerdo a las normas de calidad que requiera el producto a elaborarse. Este producto es bombeado a la planta de beneficio para su clasificación. El flujo de sólidos es retirado en forma continua por decantadores centrífugos, donde el sobre derrame es clasificado por tamaño de partícula diseñada específicamente a un porcentaje más fino a dos micras. El derrame inferior centrifugado es regresado al proceso para deslamar la arcilla después de varios pasos a través del centrifugado hasta obtener la calidad deseada y el material inerte es descargado a las colas.  SEPARACIÓN MAGNÉTICA: El flujo decantado es transferido a un separador magnético de alto gradiente donde una combinación paramagnética de titanio y óxido de fierro se extrae bajo un campo cargado electromagnéticamente que resiste hasta 50,000 Gauss. La producción de magneto, aun en un estado disperso, es precipitada bajo condiciones ácidas, a un pH de 2-4, por la introducción de un químico reductor del fierro (usualmente hidrosulfito de sodio). El químico convierte una porción importante del fierro remanente al estado de agua soluble.  FILTRACIÓN ROTARIA AL VACÍO: La arcilla precipitada contiene entre 15 y 30% de sólidos secos, la cual es introducida a un filtro de vacío de tambor rotario. El labio de deslizamiento del filtro es calentado entre 110-125°F para facilitar el deshidratado. El deslizador de arcilla, no debe ser calentado a más de 125°F ya que puede ocasionar incendios dentro del filtro y dañarlo. Posteriormente, el caolín precipita pesadamente, con un contenido de sólidos secos de entre 50 y 60%, en un estado que no es líquido ni sólido y tiene consistencia de arcilla húmeda. Esta masa pseudoplástica es transportada para re dispersión.  REDISPERSIÓN Y SECADO: La redispersión es semejante al procedimiento original de mezclado, excepto que no desprende polvo al envasarlo. La arcilla es relicuada bajo intensa agitación mecánica con la adición de un dispersante químico y agente alcalino para tener un pH neutro.  SECADO DE SPRAY: Posterior al paso anterior, la arcilla beneficiada es pasada al secado y enviada al secador de spray, el producto acabado está listo para el embarque. Una cantidad significativa de la capacidad del secador de spray es dedicada a producir pulpa para los embarques en carros tanque.  FABRICACIÓN DE SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN: Para preparar de esta manera el producto de la pulpa, la arcilla seca por el spray es mecánica o neumáticamente UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 17 transportada a los sistemas productores de pulpas que generalmente consisten de tanques y zonas de mezcla de alta intensidad para facilitar la incorporación de polvo seco dentro de la pulpa con altos sólidos. 6.4 PROCESO PRODUCTIVO A NIVEL GENERAL DEL CAOLIN En este esquema, se presenta el flujo del proceso productivo a nivel general referente al Caolín y analizado con más detalle. Al respecto, se debe evaluar en cada caso la pertinencia de cada una de las actividades previstas, la naturaleza de la maquinaria, el equipo, el tiempo, el tipo de las operaciones a realizar y las formulaciones o composiciones diferentes que involucra cada producto o variante que se pretenda realizar. En el gráfico representa la cadena que se utiliza como esquema para la distribución de instalaciones, el flujo de operaciones orientado a expresar gráficamente y punto por punto, todo el proceso de producción del Caolín, desde la recepción de las materias primas hasta la distribución de los productos terminados, pasando obviamente por el proceso de fabricación. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 18 7. USOS El caolín es utilizado en la preparación de pinturas de caucho o emulsionadas, ya que por su blancura es de alto grado de rendimiento. Al mismo tiempo se utiliza como espesante.  Papel: Como carga y recubrimiento del papel. En el acabado de papel de arte y tapiz y en papel corrugado. Reduce la porosidad y da suavidad y brillo a la superficie.  Refractarios: En la elaboración de perfiles, bloques y ladrillos refractarios, así como en ladrillos de alta alúmina. En la elaboración de cemento refractario y resistente a los ácidos. En cajas de arcilla refractaria para cocer alfarería fina.  Cerámica: En la fabricación de sanitarios, comedores, porcelana eléctrica y tejas de alto grado, vajillas, objetos de baño, refractarios y cajas de arcilla refractaria para cocer alfarería fina.  Vidrio: En la formulación de placas de vidrio.  Pinturas: En la elaboración de pigmentos de extensión para pinturas y en la fabricación de tintas. Se usa como dilatador por su inercia química, suave fluidez, facilidad de dispersión y por no ser abrasivo. En pinturas de agua con liga de aceite, a base de silicato y al temple; en pinturas para moldes de fundición; en pigmentos para el color ultramarino. Da suavidad y brillo a la superficie, mejora la durabilidad de la misma y reduce la cantidad de pigmento necesario.  Plásticos: Es usado como relleno en hules y plásticos y auxiliar en procesos de filtración. En revestimientos plásticos para ductos y tejas plásticas. Se mezcla bien con oleorresinas en plásticos y mejora la rigidez y dureza del mismo.  Agroquímicos: Forma parte de los componentes de insecticidas y pesticidas bien como material de acompañamiento a insecticidas presentados en polvo o bien solo, uso este hoy en alza para el control de determinadas plagas agrícolas, como por ejemplo la mosca del olivo sobre todo en agricultura ecológica. También se está viendo su uso en UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 19 la protección de las quemaduras solares o golpes de sol en los frutos debido a su capacidad para absorber las ondas cortas de la radiación solar.  Farmacéutica: En la elaboración de medicamentos por ser químicamente inerte y libre de bacterias.  Medicina: Se utiliza como adsorbente en ciertos casos de diarrea junto con la pectina.  Cosméticos: Es uno de los principales componentes de los cosméticos. Absorbe humedad, mejora las bases blancas para colores, se adhiere a la piel y tiene textura suave.  Construcción: Usado como terraplén y como material crudo en la formulación de crisolita y placas de vidrio. Usado para producir arcillas pesadas. En pistas para aterrizaje de aviones y en mezclas termoplásticas para techar. Como relleno en linóleo y en cementos resistentes a los ácidos y refractarios. En cojines de fieltro para paneles o tableros de metal. En revestimientos plásticos para ductos, ladrillos para pisos y para sellar mezclas. En mezclas termoplásticas para techar. En el concreto mejora la durabilidad, remueve el hidróxido de calcio químicamente activo, mejora la porosidad y la adhesión entre el cemento, la arena y la grava.  Material eléctrico: Es usado en la fabricación de cable eléctrico, en recubrimientos y aislantes eléctricos. Da resistencia térmica.  Caucho: Para reforzar el caucho y hacerlo más rígido.  Hule: En la industria del hule es usado como carga y por su resistencia a la humedad y ataque químico. Mezcla bien con el hule, le incrementa la dureza y durabilidad.  Metales: En ruedas abrasivas, para soldar cubiertas en varillas y en material de adherencia en fundición  Química: En la elaboración de productos como sulfato de aluminio, alúmina y alumbre; en catalizadores y absorbentes; en el acabado de textiles; en jabón, recubrimientos, curtiduría y productos de asbesto; en ruedas abrasivas, como material de adherencia en fundición y para soldar cubiertas en varillas.  Forraje: Para forraje se usa molido entre 60 y 80 mallas.  Refractarios: En la elaboración de perfiles, bloques y ladrillos refractarios, así como en ladrillos de alta alúmina. En la elaboración de cemento refractario y resistente a los ácidos. En cajas de arcilla refractaria para cocer alfarería fina.  Cosméticos: Es uno de los principales componentes de los cosméticos. Absorbe humedad, mejora las bases blancas para colores, se adhiere a la piel y tiene textura suave.  Hule: En la industria del hule es usado como carga y por su resistencia a la humedad y ataque químico. Mezcla bien con el hule, le incrementa la dureza y durabilidad. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 20 7.1 APLICACIONES El caolín se utiliza para la fabricación de porcelanas y de aprestos para almidonar. También es utilizada en ciertos medicamentos y cuando la materia no es muy pura, se utiliza en la fabricación de papel. Conserva su color blanco durante la cocción. En las industrias se usa como relleno para la creación o transformación. Muy usado en la industria de la fabricación de pintura vinílicas (base agua) y en la fabricación de piezas de plástico por medio de inyección. En la industria alimentaria es usado como anti aglomerante y anti humectante (por su cualidad de absorción). UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 21 * Tamaño de la partícula de laminada inexacto debido al aspecto de la proporción * * También usado para relleno de papel, pintura y pigmento plástico 7.1.1 ESPECIFICACIONES COMO CARGA DE PAPEL DEL CAOLÍN Los análisis típicos de caolines de grado como carga se muestran en la tabla siguiente. Las especificaciones para el caolín de grado de papel normalmente incluye las distribuciones de partícula y las apreciaciones de brillo, los cuales son medidos en unidades GE (principalmente USA) o en unidades ISO (generalmente 1 o 2 unidades menos que las apreciaciones de GE). ESPECIFICACIONES DE CAOLÍN COMO CARGA EN PAPEL UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 22 7.1.2 ESPECIFICACIONES PARA CAOLÍN GRADO CERÁMICO 7.1.3 ESPECIFICACIONES PARA CAOLÍN EN LAS DIFERENTES INDUSTRIAS 7.1.4 OTRAS ESPECIFICACIONES QUE NO SON TAN ESTRICTAS EN USOS TALES COMO 7.2 OTROS USOS Se utiliza caolín como talco para realización de pleurodesis química (sellado de las pleuras) en cirugía de tórax. Como absorbente gastrointestinal. Actualmente el caolín también es usado en tratamientos de belleza, se aplica luego de tratamientos de exfoliación y como blanqueante de la piel. Empleado frecuentemente en talcos para pies y mascarillas faciales, por sus efectos des inflamatorios, astringentes y correctores de exceso de sebo. 8. RIESGOS La exposición al polvo de caolín puede ser causa de una enfermedad pneumoconiótica, la caolinosis. Ésta se produce al depositarse y acumularse partículas en los pulmones. Originan UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 23 pneumopatías y alteraciones fibróticas degenerativas del tejido pulmonar. La prevención debe realizarse con mascarillas adecuadas al tamaño de estas partículas. 9. MERCADO 9.1 PANORAMA DEL MERCADO INTERNACIONAL La producción global de caolín grado revestimiento se estima, en alrededor de 6.7 millones de toneladas. De éste el estado de Georgia, EU produce cerca de 4.2 millones, del cual el 85% es acuoso y el resto calcinado. Del total de 4.2 millones de toneladas el 75% fue para caolín grado papel. El 90% de las exportaciones americanas son de caolín grado revestimiento de papel y el principal destino es Asia (60%) y Europa (40%), con algunas pequeñas exportaciones a otras regiones. En la última década Brasil se ha convertido en productor y exportador líder de caolín. La capacidad de producción de la industria brasileña se estimaba en el 2001 superior de 1.8 millones de toneladas. Alrededor del 90% del caolín grado revestimiento de papel producido en Brasil se exporta a Europa, Asia y Norteamérica. China representa un mercado cada vez mayor para la industria del papel. Las empresas papeleras occidentales comenzaron a invertir en China a mediados de los años 90 para establecer plantas de papel como Stora Enso Suzhou Paper y UPM-Kymmene-Changsu. Por su lado, el gobierno chino también ha apoyado el establecimiento de compañías nacionales. Se estima que en 2005 la producción de papel revestido será de 2.4 millones de toneladas y 2.8 millones de cartulina revestida. Parte de esta producción de papel se está acercando al estándar mundial de calidad Premium. Para resolver este crecimiento, se estima que en 2005 se necesitarán 400,000 toneladas de caolín grado revestimiento. Aquellos que suministren el caolín tendrán que enfrentar una batalla entre productores nacionales nuevos y productores occidentales establecidos, quienes actualmente tienen la superioridad. En relación al caolín grado cerámico, se han producido una variedad amplia de formulaciones y técnicas de producción para resolver los requerimientos usados en la industria cerámica. Las especificaciones de caolín dependen del producto e incluso de las condiciones de la planta en la cual va a ser utilizada. La variable más importante es la proporción relativa de caolín; el caolín para la cerámica debe tener una composición química consistente de modo que no haya variaciones en las características de ignición y vitrificación del cuerpo de la cerámica. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 24 Una de las especificaciones más importantes del caolín grado cerámico es el nivel de impurezas que pueden afectar el color de la cerámica. La principal impureza que puede causar este problema es el óxido del hierro, aunque contenidos significativos de cobre, cromo y manganeso también son indeseables. Las partículas de metal pueden causar manchas durante la ignición especialmente el hierro, que puede reaccionar con la cerámica para formar un halo alrededor de la mancha si disminuye el contenido de oxígeno del horno. La industria del papel consume aproximadamente el 50% (12 millones de toneladas) de la producción mundial de caolín y muchos de los desarrollos han sido en este sector papelero. De las 12 millones de toneladas estimadas usadas en la industria papelera, 75% es para el revestimiento de papel y 25% para relleno. En los últimos 25 años, las formas de uso del caolín han cambiado significativamente. En los años 1980’s, se enfatizaba en el tamaño de las partículas como una función de longitud y grosor; en los 1990’s, la forma tomó la mayor importancia, con un AR (d/t) /2 con una función importante en los diferentes roles de relleno y revestimiento; sin embargo, desde el 2000, se enfatiza en la inclinación de la curva del psd3, el cual puede incrementar la opacidad. Actualmente, las grandes compañías caolineras se están moviendo en busca de la caracterización de mineral con propiedades como viscosidad y brillo, porque la forma y dimensión de las partículas ahora se pueden ver y medir con mayor facilidad y relacionarlas a su aplicación funcional. El control del tamaño y forma del poro de la partícula es importante para las propiedades que van de lo óptico (brillo, opacidad, sombra, lustrosidad) a la calidad de impresión por medio del control de interacciones de tinta. Algunas de las claves de las propiedades ópticas tales como brillo, sombra y opacidad se controlan por la forma en que la luz es absorbida y dispersada. La luz se dispersa por la estructura de los poros formados por el arreglo interno de los minerales junto con las capas de revestimiento. La poro simetría del revestimiento del papel, muestran que los tamaños típicos de los poros en un revestimiento típico de papel está en el rango de 0.06 a 0.14µ (80 a 140nm) y es posible mejorar el desempeño óptico incrementando la dimensión de los poros y en consecuencia incrementar la dispersión de la luz. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 25 Las formas para aumentar el tamaño de los poros son:  Floculado químicamente  Distribución del tamaño de las partículas La primera técnica se refiere a la aglomeración de las partículas del caolín en una partícula estructurada que dará un tamaño adecuado del poro para aumentar la dispersión de la luz. La distribución del tamaño puede claramente definirse actualmente a través de centrifugadoras de alta velocidad. Los principales países productores de caolín en el mundo son tres: EU, Brasil y Reino Unido. Los depósitos de EU y Brasil son sedimentarios y los de Reino Unido son primarios, con la caolinización del granito. Las principales características de los depósitos son:  Brasil. El caolín para revestimiento ofrece alto brillo y opacidad.  Georgia, EU. Se usa para todas las aplicaciones de revestimiento en la industria papelera estadounidense y las arcillas calcinadas se usan mundialmente por su efecto de opacidad.  Cornwall, Reino Unido. Provee caolín para relleno y revestimiento. En esta planta se realizaron recientemente significativas mejoras en la producción, especialmente en lo referente a reducir costos, aumentando la recuperación de las etapas del proceso y el desperdicio, y mejorar los productos por medio de la ingeniería de valor del producto 9.2 PRINCIPALES PAISES PRODUCTORES La producción se concentra en relativamente pocos países (EE.UU., China, Brasil, Reino Unido y Corea), que representan el 66% del total de la obtención del mineral no metálico. En EEUU la producción creció en un promedio del 1,2%, al pasar de 5.400 millones de toneladas por año en 1973 a 7.800 millones de toneladas al año en el 2005, mientras que la producción brasilera aumentó en un promedio del 10,1% del porcentaje anual entre 1990 y 2005. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 26 El principal mercado que utiliza el caolín es la industria de papel y pintura. Estos mercados utilizaron un estimado de 62,5% para el año 2005. El caolín se utiliza cada vez más en relación con el carbonato de calcio, para producir papel de alta calidad de impresión así como el común de escribir y se prevé que la producción aumente en un promedio del 3% anual hasta 2010. 9.3 PRECIOS En cuanto al precio del caolín, es preciso destacar que dada la gran variedad de calidades comerciales, resulta difícil obtener una información precisa acerca de sus precios. Según datos de la empresa brasilera CVRD, se puede tener de referencia los precios fijados en el gráfico siguiente. El caolín comercializado es caolín lavado y se vende embolsado o a granel. El precio promedio de venta depende si es con destino a la industria cerámica o papelera. En todos los casos, los precios varían según la calidad del caolín, que depende de los requerimientos de la industria consumidora como fábricas de baldosas, gres, pintura entre otros. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 27 10. PRINCIPALES PRODUCTORES DE CAOLÍN REFINADO En China, la producción de caolín refinado ocurre principalmente en los distritos de Suzhou, Jiangsu, Maoming, Zhanjiang, Guangdong, Longyan, Fujian, Datong, Shaanxi, Zhungeer y Neimeng. 11. PRINCIPALES YACIMIENTOS DE CAOLIN  Hidrotermales (China, Japón, México))  Residuales (Australia, Indonesia, Ucrania Ucrania))  Mixtos (hidrotermales y residuales) (Inglaterra, N. Zelanda Zelanda)) UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 28 HIDROTERMALES: VERA CRUZ En 9 distritos, Cenozoico Superior en Rocas volcánicas Caolinita muy pura (Potosí) con cristobalita y alunita. Carga en papel, caucho, y plásticos. Cerámica y refractarios. HIDROTERMALES: JAPON Japón. Alteración de rocas Pleistocenas Yacimiento de Itaya en Okayam Prefecture Caolinita, dickita, nacrita, pirofilita. Diáspora. Accesorio. Alunita Cerámica, refractarios, carga en papel, caucho, pinturas, cemento. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 29 12. CAOLIN EN PERU Los depósitos de caolín están ubicados a pocos kilómetros de la cuidad de Huamachuco uno de los yacimientos está ubicado a 50 metros de la pista de aterrizaje en el sector la “cuchilla” con dirección nor-este su ingreso a este yacimiento es bastante sencillo ya que adyacente a ello se encuentra la vía por donde pasan los carros con rumbo a Cajamarca Cajabamba, etc. Así también existen un sin número de yacimientos de caolín cerca a Huamachuco pero una de los más importantes y en dimensión el más abundante y rico en este mineral es el que se encuentran ubicados en el caserío de “Puente piedra” sector “Pumapampa” a 3km de la ciudad de Huamachuco con dirección norte. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 30 12.1 GEOLOGIA DEL DEPÓSITO La geología del yacimiento que se encuentra ubicado en el sector la “cuchilla” es un material residual formado por la acción meteórica se encuentran inmersas en una fase sedimentaria (tobas, areniscas, lutitas, conglomeraditas). Sector la “cuchilla” La geología del yacimiento no metálico de caolín que se encuentra en el sector “pumapampa” está representada por una serie de rocas como son cuarcita meteorizada y areniscas de donde también como a un metro del caolín podemos observar que se extrae arena para construcción. Sector “Pumapampa” UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 31 12.2 TRANSPORTES Y VÍA DE ACCESO El acceso a estos yacimientos no metálicos es bastante accesible para el transporte terrestre, ya que se cuenta con una carretera. Esta carretera es la misma por donde transita vehículo que van y vienen al caserío de puente piedra. El acceso al yacimiento no metálico de caolín que se encuentra en el sector la “cuchilla” es bastante sencillo porque este yacimiento se encuentra adyacente a la carretera afirmada por donde pasan los vehículos con rumbo a la laguna sausacocha. 12.3 SISTEMA DE EXPLOTACIÓN Y PROCESAMIENTO  EXPLOTACION.- Los yacimientos ya mencionados se explotan a cielo abierto con frentes de varios metros y alturas de 2 metros. La explotación es artesanal e intensiva durante todos los días de la semana menos los días domingos de tal manera que se extrae un promedio de 18 toneladas a la semana los cuales son transportados y comercializados en la ciudad de lima.  PROCESAMIENTO.- Dado que el caolín en bruto tiene bajo precio y escasa aplicación, es normal transformarlo en caolín lavado mediante una serie de procesos que pretenden no solo mejorar la granulometría, sino también in fluir en determinadas características físicas tales como blancura, dureza viscosidad, etc., según los usos finales a los que vaya destinado. 12.4 IMPACTO EN EL MEDIO AMBIENTE El impacto medioambiental qué produce la minería del caolín en el Alto Tajo es fundamentalmente paisajístico por las cicatrices que producen las minas a cielo abierto sobre UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MINERALES NO METALICOS 32 el terreno. Son perfiles escalonados con escombreras provocadas por el gran movimiento de tierras. Además hay otro impacto directo sobre el cauce fluvial ya que la superficie desprovista de vegetación provoca arrastres de caolín hacia los arroyos y finalmente al Tajo. Estos arrastres cuando son continuados cementan el fondo de los ríos y también afectan a la flora y la fauna acuáticas. Se admite que los derrames de caolín al río son menores. 12.5 PRODUCCION ANUAL EN EL PERU EMPRESA DEPARTAMENTO PROVINCIA TM/ANUAL COMPAÑIA MINERA AGREGADOS CALCAREOS S.A. PASCO NINACACA 8882.565 COMPAÑIA MINERA AGREGADOS CALCAREOS S.A. ANCASH CAJACAY 8269.27 COMPAÑIA MINERA AGREGADOS CALCAREOS S.A. HUANCAVELICA HUANDO 1822.815 COMPAÑIA MINERA LAS CAMELIAS S.A. PASCO NINACACA 1110.19 COMPAÑIA MINERA LAS CAMELIAS S.A. LA LIBERTAD HUAMACHUCO 967.03 PLANTA CHANCADORA PIEDRA AZUL SRL LAMBAYEQUE MANUEL ANTONIO MESONES MURO 11196.76 32248.63 PRODUCION ANUAL