Feldespatos y feldespatoides

Los feldespatos son un grupo de silicatos con estructura tipo Tectosilicatos (tetraedros SiO4 entrelazados por los 4 vértices) con sustitución isomórfica de Al3+ en lugar de Si4+, por lo que se enlazan con cationes X+ o X2+ para neutralizar la carga.

Forman parte de las materias primas fundamentales fundentes.

Son muy abundantes y forman el 60% del volumen de la corteza terrestre. Estos minerales forman parte de muchas rocas. En su composición hay sílice, alúmina, cationes alcalinos (Sodio y Potasio, Litio) y alcalinotérreos (Calcio).

La composición general que representa a los feldespatos es la siguiente: 

1 parte de óxidos alcalinos + 1 parte de alúmina + entre 3 y 9 partes de sílice

Con esta composición, un feldespato tiene todo lo necesario para ser un esmalte (sílice, alúmina y fundentes) y de hecho se pueden utilizar los feldespatos como esmaltes de alta temperatura sin añadir nada más.

El feldespato que más se utiliza en cerámica es el feldespato potásico u ortosa. También se utiliza bastante el feldespato sódico o albita. En realidad hay doce tipos distintos de feldespatos con una cantidad variable de K y Na.

Podemos decir que cualquier feldespato se compone de ortoclasa (KAlSi3O8), albita (NaAlSi3O8) y anortita (CaAl2Si2O8). Dependiendo de las cantidades de estos componentes en un sistema ternario, obtenemos los distintos tipos de feldespatos. 

En este documento se clasifican también algunas rocas ricas en feldespatos ya que su uso es equivalente al uso de los feldespatos. Las rocas que contienen abundantes feldespatos más utilizadas en cerámica son la pegmatita, el granito y la «Cornish Stone«.

Por otro lado, los feldespatoides son minerales muy parecidos a los feldespatos pero con un contenido menor de sílice debido a su estructura. No suelen ser tectosilicatos sino inosilicatos o filosilicatos de la subclase micas. Se clasifican en simples (los que son tan solo silicatos) o complejos (si además de silicatos llevan carbonatos, sulfatos y otros compuestos), pero aquí veremos tan solo los mas utilizados que son la sienita nefelina y diversos feldespatoides de litio como el espodumeno, la lepidolita y la petalita.

Feldespatos como fundentes en pastas cerámicas

En general, el feldespato se utiliza como fundente en cerámica por su contenido alcalino. En las pastas cerámicas se añade hasta un 25%.

Los feldespatos se emplean, por tanto,  para preparar las pastas cerámicas caoliníticas de media y alta temperatura como loza, gres y porcelana. En las pastas de baja temperatura no se utilizan porque no llegan a actuar a la temperatura de maduración de dichas pastas, y si están presentes es de forma residual como impurezas de las arcillas.

Para pastas se utilizan la albita y la ortosa.

Son imprescindibles como fundentes de pastas de alta y media  temperatura (loza, gres y porcelana). Disminuyen la merma en el secado.

Se prefiere el de potasio por tener menor dilatación térmica.

Los feldespatos son mas activos si se mezclan con talco, dolomita y con carbonato de calcio. Su acción fundente comienza a los 1150ºC.

Feldespatos como fundentes en esmaltes

En esmaltes, los feldespatos pueden llegar a ser el 100% de los fundentes. La fusión de los feldespatos comienza alrededor de 1150ºC pero, debido al elevado contenido de alúmina y sílice, no es fluido hasta alcanzar unos 1300ºC. 

Muchos esmaltes se clasifican como esmaltes feldespáticos cuando en su composición hay más de un 50% de feldespatos. Los esmaltes feldespáticos son bastante viscosos y tienen alta tensión superficial (por lo que pueden recogerse dejando calvas) y suelen ser opacos y lechosos debido a las burbujas de aire que quedan atrapadas en su interior.

Materias primas

Ortosa (Feldespato potásico)

También llamado ortosa u ortoclasa y es el más común entre los doce tipos de feldespato que existen. No es soluble en agua y es, por ello, una forma de introducir el óxido de potasio sin tener que recurrir a las fritas. Su fórmula es

K2O·Al2O3·6SiO2

Muy utilizado en la composición de pastas y de esmaltes, aunque para estos últimos sólo puede utilizarse en porcentaje elevado si el vidriado es de alta temperatura, ya que la ortosa empieza a fundirse sobre los 1150º-1200ºC. Un esmalte de ortosa tiene mucha viscosidad, normalmente craquela por su carácter alcalino, y es opaco porque al fundir se forman pequeñas burbujas que quedan atrapadas en su interior. 

Microclina

Es otro feldespato potásico. Es una variedad con la misma fórmula química que la ortosa pero distinta estructura cristalina. 

Albita (Feldespato sódico)

La albita es la segunda forma más común de feldespato tras la ortosa. Su fórmula es:

Na2O·Al2O3·6SiO2

Se utiliza como fundente tanto en pastas como en esmaltes. Puede ser el fundente principal de un esmalte de alta temperatura, pero siempre debe ir acompañado de otros fundentes. Además de sodio contiene aproximadamente un 4% de potasio y calcio. Siempre se puede sustituir el uso de albita con ortosa (sin que haya cambios importantes) o por pegmatita (pero en este caso si hay diferencias).

Comparando con la ortosa, el efecto de la albita como modificador de color es algo distinto, por ejemplo en un azul de cobalto el resultado es algo más púrpura y en los verdes de cobre algo más turquesa.

Como fundente, el sodio es más activo que el potasio, aunque tiene un rango de temperaturas un poco más estrecho ya que su efecto comienza sobre los 800ºC (en lugar de los 750ºC del potasio). La principal diferencia es que el sodio comienza a volatilizarse sobre los 1200ºC mientras que el potasio no muestra tal defecto. Debido a esta volatilización, los vidriados con una proporción alta de albita son propensos al burbujeo por encima de 1200ºC. También es mayor el coeficiente de dilatación del Na2O que el de K2O, por lo que la albita favorece más el craquelado que la ortosa.

Algunos ceramistas al referirse en formulación al óxido de potasio o al de sodio cuando son provistos mediante feldespatos, escriben KNaO en lugar de Na2O y K2O. 

Plagioclasas

Cualquier miembro de la serie de feldespatos de composición intermedia entre la albita (Na2O·Al2O3·6SiO2) y la anortita (CaO·Al2O3·2SiO2) es una plagioclasa.

La secuencia de la serie es: albita, oligoclasa, andesina, labradorita, bitownita y anortita. Las diversas denominaciones dependen de los respectivos porcentajes de albita y anortita del feldespato en cuestión. 

Pegmatita

Es una roca con una composición que se aproxima a  0,3Na2O·0,7K2O·1,1Al2O3·9,3SiO2. Es una roca compuesta por Feldespato y es algo más refractaria que la ortosa o la albita y con mayor proporción de impurezas. Suele utilizarse como sustituto de la piedra de Cornish que aparece en muchas recetas de ceramistas ingleses y que no tenemos en España.

Granito

Es una roca utilizada ocasionalmente en los vidriados. De composición parecida a la piedra de Cornish pero más duro y difícil de triturar. La proporción de feldespato de los granitos suele estar entre el 45-70%, más un 20-50% de cuarzo y alrededor del 15% de mica. Es más refractario que los feldespatos. 

Cornish Stone

Esta roca se utiliza como fundente en pastas cerámicas y en vidriados. Contiene feldespato, cuarzo, caolín, mica y pequeñas cantidades de fluorita. Funde en el rango entre 1150º y 1300ºC resultando un vidriado rígido y opaco debido a la multitud de pequeñas burbujas. Es sustituto frecuente del feldespato debido a las diferentes propiedades que aporta. La piedra de Cornish no puede considerarse un mineral único y, por lo tanto, no se le puede adjudicar una fórmula única. En cuanto a sus propiedades es similar a los feldespatos, pero en cuanto a la composición es más variable que aquellos. Es destacable que las impurezas de hierro suelen ser escasas, de ahí su color casi blanco, y la variedad más púrpura se debe al contenido de fluorita, que en la cocción desaparece. Actualmente, suele suministrarse sin fluorita ya que los gases que emana durante la cocción son perjudiciales tanto para la salud del ceramista como para la del horno. En España, la piedra de Cornish se suele sustituir por pegmatita.

Sienita nefelina

O también nefelina sienita, de fórmula 0,25K2O·0,75Na2O·Al2O3·2SiO2. Es un feldespatoide ligeramente más fundente que la albita y la ortosa y tiene una fórmula incierta debido a la gran proporción de impurezas que puede contener. Comienza su fusión en el rango 1100º-1200ºC. 

Petalita 

De fórmula Li2O· Al2O3·8SiO2. Es un feldespatoides de litio de fórmula incierta.

Su punto de fusión está en el rango entre 1200°C y 1350°C. Tiene  coeficiente de dilatación bajo y se utiliza para preparar pastas resistentes a la llama directa. 

Espodumeno

De fórmula Li2O·Al2O3·4SiO2. Es un inosilicato de litio. El espodumeno puro tiene un coeficiente de dilatación menor que los feldespatos y se suele utilizar en pastas que vayan a entrar en contacto con la llama. Comparativamente con los feldespatos, tiene una proporción alta de alúmina por lo que es más refractario, por sí solo madura en el rango entre 1250º-1400ºC. 

Lepidolita 

Con fórmula Li2F2·Al2O3·3SiO2, es un filosilicato de subclase Micas de fórmula incierta. Se utiliza para realizar vidriados. El punto de fusión está alrededor de 1200°C. El contenido de flúor puede dejar una superficie burbujeada. Los feldespatos contienen entre  el 15-27% de alúmina. 

3 comentarios sobre “Feldespatos y feldespatoides

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