Los términos caolinita y caolín derivan del nombre chino de la montaña Kao-Ling ubicada a 50 km al sureste del pueblo de Jingdezhen, provincia de Jiangxi, en China.
La caolinita es el filosilicato mayoritario de arcillas blancas (caolines, haloisitas y arcillas refractarias) mientras que en las llamadas arcillas comunes o arcillas rojas su presencia suele ser minoritaria. Con la caolinita se preparan las pastas de porcelana, gres y loza. También se emplea en la preparación de muchos esmaltes y se añade en muchas pastas ya sea en su forma más pura (caolín) o mediante las llamadas arcillas de bola (Ball clays).
Las rocas que son ricas en caolinita son conocidas como caolín o arcilla de China (China clay) si la caolinita se separa fácilmente de otros minerales presentes como impurezas. Cuando la separación de la caolinita no es fácil, las rocas se denominan “arcillas caoliníferas” o “arcillas refractarias”.
La caolinita tiene dos polimorfos (misma composición y distinta estructura cristalina) que se denominan nacrita y dickita. Las diferencias entre los 3 polimorfos son los ángulos de los enlaces entre láminas. Además hay un mineral llamado haloisita que es una especie de caolinita con una capa de agua interlaminar. Calentando a 100°C este agua se pierde y la composición pasa a ser la de una caolinita. La denominada “arcilla de Alcañiz» contiene mayoritariamente haloisita.
La caolinita es un filosilicato con estructura TO 1:1 con capas “di-octaédricas” que es parte del subgrupo caolines/serpentinas. Debido al isomorfismo, alrededor de la décima parte de átomos de aluminio se sustituyen por hierro o titanio y alrededor de la quinta parte de los átomos de silicio se sustituyen por aluminios. La falta de equilibrio resultante se compensa por magnesio u otros átomos divalentes que se acoplan en los huecos de la capa de sílice.
- Fórmula ideal es Al2O3•2SiO2•2H2O
- Fórmula estructural Al2Si2O5(OH)4
- Composición centesimal SiO2=46,53%, Al2O3=39,49% y H2O=13,98%.
En la caolinita, dependiendo del desplazamiento entre sus capas se producen deformaciones en los cristales debido a los distintos ángulos que se forman en los enlaces entre láminas. Esto hace que se diferencien dos tipos de caolinitas denominadas ordenada y desordenada.
Los cristales en la caolinita desordenada están distorsionados haciendo que su estructura sea más débil, formando partículas de formas aleatorias que se rompen fácilmente con la penetración de agua, generando arcillas muy plásticas con partículas muy finas. La caolinita ordenada tiene partículas más grandes y de formas regulares en las que el agua penetra menos, es decir las arcillas tienen baja plasticidad y mayor refractariedad.
Los tipos de arcillas cuyo componente principal es la caolinita desordenada son el caolín, las arcillas de bola y los “Fireclays”, mientras que las arcillas con caolinita ordenada son “Flint Clays” y “Underclays”
Caolín
Es caolinita desordenada pura, con pocas impurezas que se utiliza para obtener pastas blancas y limpias y para formulación de esmaltes, siendo un suspensivo muy potente. Aporta cierta plasticidad a las pastas, aunque se suele mezclar con arcilla de bola o con bentonita cuando se necesita un buen nivel de plasticidad, debido a que las partículas de caolín son más grandes que las de la bentonita y la arcilla de bola.
Arcillas de Bola
Las arcillas “Ball Clay” son también caolín, pero sometido a procesos de intemperización y transporte que lo transforman en arcillas muy plásticas (con partículas más pequeñas que el caolín) a la vez que integran impurezas como mica y cuarzo, de forma que dejan de ser blancas tras la cocción. Su nombre deriva del método de minería inglés consistente en cortar la arcilla en cubos o bolas. Tiene un secado lento con una merma muy considerable que puede llegar al 20%. Se usa en la realización de pastas cerámicas de alta temperatura (porcelanas, refractarias, etc..) para mejorar la plasticidad, llegando a ser el 25% de la pasta junto a caolín, feldespato y sílice. Nunca se usa sola, es decir, es siempre una arcilla auxiliar que se puede mezclar con chamota para bajar su plasticidad, o deflocular con silicato de sodio, o usar como suspensivo en un esmalte. Es bastante refractaria.
Fireclays
Las llamadas Fireclays son arcillas más o menos plásticas que contienen óxido de hierro por lo que tienen los colores del hierro tras la cocción en las que, al igual que en el caolín o en las “Ball Clay”, la caolinita desordenada es el mineral mayoritario.
Flint Clays
Las llamadas “Flint Clays” (caolín pétreo) son arcillas cuyo componente mayoritario es la caolinita muy ordenada y bien cristalizada, de forma que se trata de arcillas masivas y duras, sin plasticidad. Se utiliza principalmente en la fabricación de refractarios.
Underclays
También llamadas “Tonsteins” son similares a las “Flint Clays”, también compuestas por caolinita ordenada, pero se encuentran en forma de estratos en ciertas cuencas hulleras.
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