Usos industriales del feldespato

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Expositor: Paico, Deysi
/ Semana No Metálica
05/11/2010

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Usos industriales del feldespato

  1. 1. USOS INDUSTRIALES DEL FELDESPATO Deysi Paico Estrada dpaico@ingemmet.gob.pe Dirección de Recursos Minerales y Energéticos
  2. 2. INTRODUCCIÓN• Minerales más abundantes de la corteza terrestre (60%).• Estructura: Tetraedros de SiO4 y AlO4, en un armazón tridimensional, de simetría monoclínica y/o triclínica.• Aluminosilicatos de Na, K, Ca y (Ba), representados en dos series:• ALCALINOS: KAlSi3O8 (Ortosa) – NaAlSi3O8 (Albita).• PLAGIOCLASAS: NaAlSi3O8 (Albita) –CaAl2 Si2O8 (Anortita).
  3. 3. CARACTERÍSTICAS DE LOS FELDESPATOS• Color: blanco, amarillo o salmón.• Brillo: De vítreo a perlado.• Dureza: De 6 a 6,5.• Densidad: Entre 2,56 – 2,76 (Plagioclasa).• Feldespatos alcalinos, densidades más bajas.• Índice de refracción: Plagioclasa, valores más altos.• Micropertita, puede producir iridiscencia.
  4. 4. ORTOSA
  5. 5. Albita
  6. 6. TÉRMINOS COMERCIALES• Aplita: roca pegmatítica de grano fino, con ftos Na, K , Q y accesorios.• Alaskita: roca granítica de grano grueso. Fuente de feldespatos de alto contenido en ortosa y microclina, cuarzo en menor cantidad, a veces la plagioclasa no está presente.• Sienitas Nefelínicas: Rocas plutónicas félsicas subsaturadas en sílice.• Fonolitas: Rocas volcánicas, equivalentes a las anteriores.• Arenas y Areniscas Cuarzofeldespáticas
  7. 7. • Feldespatos potásicos, para usos comerciales: al menos un 10% K2O.• Plagioclasas, para usos comerciales: al menos un 7% Na2O.• Por sus propiedades físicas y químicas:• 60% Industria del vidrio.• 30-35% Industria cerámica. 10% Otros sectores.
  8. 8. USO INDUSTRIAL DEL FELDESPATO• VIDRIO : 55% del consumo de feldespato producido en el mundo (usando cantidades entre 2 - 8 %).• -Aporte de SiO2 Elemento básico vitrificante.• -Na2O y K2O Elementos fundentes.• -Al2O3 Elemento estabilizante.
  9. 9. • Vidrio hueco: Crecimiento potencial limitado (aumento del reciclado, tendencia a la utilización de envases ligeros)
  10. 10. • Vidrio plano: Construcción e industria del automóvil.
  11. 11. Principales Especificaciones técnicas para el Feldespato utilizado en la Industria del Vidrio Detalle Vidrio F-20% Vidrio C-20% Vidrio G-40% Vidrio G-40% SiO2 68.20 68.90 67.70 63.10 Al2O3 22.00 18.75 18.50 22.00 Fe2O3 0.10 0.07 0.10 máx. 0.10 CaO 5.60 1.85 0.90 5.60 MgO Indicios Indicios Indicios Indicios K2O 3.00 3.85 3.85 3.00 Na2O 6.00 7.15 7.15 6.00 LOI 0.20 0.13 0.13 0.20 Análisis de Tamices acu. 0.1 0.40 1.75 0.00 Sobre: 8.2 8.00 61.00 1.50 16 mallas 12.0 49.00 97.50 15.00 20 mallas 85.5 81.00 50.00 30 mallas 98.8 96.10 97.00 40 mallas 100.00 50 mallas 100 mallas 200 mallas
  12. 12. FRITAS Y ESMALTES:Sector puente entre el vidrio y la cerámica.• Fritas: Es un vidriado, el uso del Feldespato. es en la misma dirección que en la industria del vidrio s.s. Consumo (15- 30%).• Esmalte cerámico: Producto aplicado en estado vítreo al sustrato o cuerpo cerámico.
  13. 13. Industria cerámica (30%)• Principales Especificaciones técnicas para el Feldespato utilizado en la Industria de la cerámica Detalles Cerámica NC-4% Cerámica C-6% Cerámica G-200% Cerámica K-200% SiO2 68.15 68.70 67.00 67.10 Al2O3 10.00 19.50 18.30 18.30 Fe2O3 0.067 0.07 0.08 0.07 CaO 1.60 0.90 1.02 0.36 MgO Indicios Indicios Indicios Indicios K2O 4.10 4.10 10.50 10.10 Na2O 7.20 7.20 2.85 3.80 LOI 0.25 0.25 0.20 0.26
  14. 14. Feldespato Sódico• Incorpora características fundentes a la pasta• Baja la T° de fusión• Se destina al bizcocho o matriz del azulejo.
  15. 15. Feldespato Potásico• Incorpora resistencia• Se destina al esmalte.Subsectores:• Azulejo esmaltado
  16. 16. Gres porcelánico• Utilizada para revestimientos …
  17. 17. Loza sanitaria
  18. 18. Loza y porcelana de mesa
  19. 19. OtrosCargas en pinturas industriales.Materiales aislantes.Sellantes.Abrasivos, etc.U.S.A., Japón, Alemania, son los principalespaíses.
  20. 20. Vidrio (60%) RESUMEN• Aportación de alúmina, álcalis y sílice, descenso del punto de fusión. El aporte de alúmina aumenta la cohesión de la red, la resistencia mecánica, mejora la estabilidad química, eleva la refractariedad, disminuye el coeficiente de dilatación térmica, mejora la resistencia al choque térmico.Industria cerámica (30%)• Pastas cerámicas y vidriado. El feldespato es el fundente habitual de las pastas cerámicas (30-35 % de la pasta para loza y porcelana). Las fritas vítreas para revestimientos llevan de un 10 al 35% de feldespatoOtras industrias (10%)• Abrasivos, pinturas resistentes a ácidos, materiales alquitranados, recubrimientos de semillas, fabricación de fertilizantes, fabricación de electrodos, cargas en la industria del plástico, etc.
  21. 21. PARA EXPLOTAR UNA ROCA DEBEMOS TENER EN CUENTA:• Cantidad, homogeneidad, situación geográfica, calidad de las vías de comunicación, distancia centro productor- centro consumidor, accesibilidad a la roca, facilidad de explotación, relación feldespato/cuarzo, tipos de fltos, accesorios, texturas, propiedades físicas como el tamaño de grano, asociaciones minerales….
  22. 22. COMERCIALMENTE, NOS INTERESA • Alta cantidad de K Alta cantidad de Na (o ambos) Alta cantidad de Al Baja cantidad de Fe Ausencia de refractarios. • Fltos puros Pegmatitas o de la flotación y/o separación de arenas cuarzo- feldespáticas. • Mezclas De granitos, pegmatitas, aplitas, arenas…, sin purificación o con ella, para eliminación de opacos, y sin separar del cuarzo.
  23. 23. • Algunas impurezas resultan indiferentes, dependiendo de los usos del feldespato.• Cantidades superiores a ciertos límites de compuestos con Fe Perjudican para aplicaciones en cerámica y vidrio (color resultante).• El cuarzo no afecta para cerámica y vidrios.
  24. 24. • Andalucitas, Sillimanitas o Zircón, normalmente son accesorios, pero en cantidades superiores a un límite son indeseables para el vidrio (Difíciles y lentos de fundir), pueden ser beneficiosos para porcelanas.
  25. 25. PRECIOS DE DISTINTOS FELDESPATOS • Feldespato potásico (10,5 % K2 O) (100-600 micras): 72-83 $/t (en mina, a granel) • Feldespato micronizado (100-150 mesh): • 120-150 $/t (en mina, a granel o envasado) • Feldespato turco con 9,5% Na2 O: 62 $/t en puerto español (en gravilla < 1 cm) • Feldespato francés con 8% Na2 O: 52-54 $/t en mina • Feldespato alemán con 14% K2 O: 370 $/t en puerto español • Sienita nefelínica noruega con 8,5 % Na2 O y 9 % K2 O: 320 $/t en puerto español
  26. 26. • El diseño de una planta de tratamiento de FELDESPATOS depende de: - Características del yacimiento. - Factores económicos. - Características del mercado.
  27. 27. TRATAMIENTO DE FELDESPATOS• Los sistemas de tratamiento han evolucionado debido a:-Aumento de la demanda que obliga aprovechar minerales de leyes cada vez mas bajas.-Exigencias de homogeneidad debida a la mecanización de las industrias consumidoras.
  28. 28. OBJETIVO• Eliminar sustancias: micas, óxidos…• Aumentar contenidos en álcalis.• Los sistemas de tratamiento van desde el simple estrío manual en yacimientos muy ricos, hasta complicados procesos de flotación con espumantes en depósitos de arenas feldespáticas, pasando por los típicos procesos: trituración , molienda…
  29. 29. Tecnologías sucesivas aplicables a la explotación de los feldespatos Estrío manual (China, India, yacim. pequeños) • Trituración, molienda y clasificación (r. ígneas) Flotación (arenas feldespáticas)Espumantes, circuitos ácidos con HF y H2 SO4 • Liberación de sílice, que se vende como subproducto Separación magnética de alta intensidad (>15000 gauss) Molienda y micronización (< 100 micras)
  30. 30. SEPARACIÓN POR ESTRIO MANUALEl estrío a mano se realiza en depósitos de gran pureza.METODOLOGÍA: 1.- Trituración primaria a tamaños inferiores a 5 cm. 2.- Lavado (separación de la parte arcillosa y eliminación de finos) 3.- Selección de materiales entre 2 y 5 cm. 4.- Trituración final, molienda y secado. Este sistema se realiza en Sudáfrica, Francia. Este tratamiento no puede ser empleado en yacimientos para recuperación de piedras preciosas o semipreciosas.
  31. 31. Esquema de planta de producción de feldespato en Río Pirón • Extracción • Clasificación • Acondicionamiento • Flotación • Secado • Expedición
  32. 32. TRITURACIÓN Y MOLIENDAMétodos que pueden hacerse conjuntamente o por separado, y una posterior clasificación.TRITURACIÓN:- Trituración primaria por machacadoras de mandíbulas.-Desenlodado (no en vía seca).-Secado.MOLIENDA:• Normalmente realizada por vía seca.• Requiere un contenido en humedad del material muy bajo (0,3% y 0,2%).• Se tiende a que la permanencia del material sea mínima.
  33. 33. CLASIFICACIÓN O SEPARACIÓN.Separación del producto molido por dos sistemas:-TURBO SEPARADOR:• Rechaza los gruesos y los vuelve a introducir en el molino.-INSUFLACIÓN O ASPIRACIÓN:• Materiales finos conducidos neumáticamente a un separador donde se seleccionan los finos y los gruesos vuelven al molino.• El material que sale del molino se suele clasificar por tamaños en tamices (helicoidal o espiral).• En instalaciones de gran volumen se suele utilizar un tamiz vibrador.
  34. 34. SEPARACIÓN ELECTROESTÁTICA.• Procedimiento en desuso en la actualidad.• Separación cuarzo-feldespato basada en las diferentes cargas de cada uno, sometiendo el mineral a un calentamiento previo (140 – 150ºC).• SEPARACIÓN MAGNÉTICA.• De alta intensidad, cuya función es eliminar los minerales de Fe presentes (granate, hornblenda, mica, turmalina y otros).• Previamente hay una etapa de baja intensidad para eliminar los ferromagnéticos.
  35. 35. SISTEMAS DE FLOTACIÓN.• En minerales feldespáticos:• Alaskita y Arenas Feldespáticas.Función: Purificación del feldespato con la eliminación de impurezas (cuarzo, micas, arenas negras) y mantener el contenido de alúmina (Al2O3) en un 15%.• La flotación de óxidos y minerales pesados se puede hacer en:• -Medio Básico o Ácido.• En la flotación de fltos. la dificultad radica en la semejanza en las estructuras del cuarzo y del feldespato lo que complica su separación.
  36. 36. • DEPÓSITOS DEPEGMATITAS EN EL PERÚ
  37. 37. 0ºSFeldespatos,micas 8ºSGranito 16ºS 400 km
  38. 38. AMAZONAS Explotación de vetas de feldespato (ortosa), cerca de la localidad de Balsas, que se utiliza en la fabricación de cerámicos.
  39. 39. AREQUIPA
  40. 40. ANÁLISIS GEOQUÍMICA Magdalena Rodas, 2003 Pegmatitas Vidrio Transparente Vidrio Coloreado Esmaltes Álcalis (11-13%) Álcalis (11-13%) Álcalis (9-11%) Muestra Na2O K2O ALCALIS Fe2O3 Fe (0.1-0.8) Fe (0.2-0.4) Fe (0.5) Especificaciones Aflo-08A 2,66 10,77 13,43 0,61 Vidrio Aflo-08B 2,15 9,98 12,13 0,80 -Alcális: 11-13% -Fe: 0.1-0.8% Aflo-09A 2,35 9,42 11,77 0,56 Cerámica Aflo-09B 2,60 11,63 14,23 0,46 -Alcális: 11-13% Aflo-09C 2,59 12,03 14,61 0,37 -Fe: 0.07-0.4% Esmaltes Aflo-11 2,80 11,67 14,48 0,75 -Alcális: 9-11% C-QUI-005 2,51 8,91 11,42 0,50 -Fe: 0.5% Fel-002A 2,68 11,50 14,18 0,31 Fel-002B 3,02 10,85 13,87 0,44 Fel-002C 6,35 5,18 11,53 0,44 Fel-005A 2,12 7,80 9,92 0,65 Fel-005B 4,00 8,48 12,48 0,43 Feld-006 3,88 2,33 6,21 1,07Laboratorio de SGS Fel-007 4,79 2,10 6,89 1,25Método ICP95A Fel-008A 2,31 7,84 10,15 0,55
  41. 41. Vidrios TransparentesVidrios Coloreados Esmaltes
  42. 42. GRACIAS ….

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