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Characterization and thermal behavior of minerals from Cayo Guan, Cuba

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Author(s): Fonseca, D. | Barba, F. | Callejas, P. | Recio, P.

Journal: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
ISSN 0366-3175

Volume: 48;
Issue: 3;
Start page: 171;
Date: 2009;
Original page

Keywords: clay | iron oxide | characterization | ceramic material | arcilla | óxido de hierro | caracterización | cerámica

ABSTRACT
The present work shows the chemical (ICP-OES, flame emission), physical, mineralogical (DRX) and microstructural (SEM+EDX) characterization and the evolution with the temperature of clays from the deposit of Cayo Guan, Moa, Cuba to determine its possible applications as a raw ceramic material. The particle size distribution is typically bimodal, separated by a fraction, between 125 and 45 μm, which is always < 10 % in weight. The kaolinite is the majority phase, being its content specially high in one of the samples with a relation SiO2/Al2O3 (1.16) coincident with the theoretical kaolinite (1.17); the rest of the samples show a considerable excess of Al2O3 (gibbsite or gels). This high content of alumina and iron compounds (12-21% wt Fe2O3 as hematites, goethite or gels) and low alkali and silica percentages lead to high refractoriness of these clays. This property together with the phases of iron at high temperatures that evolve to spinel FeAl2O4), iron in solid solution in mullite and corundum and mainly magnetite, suggests that it is possible the application of the studied clays in the field of ceramic materials, such as heat accumulators.En el macizo de Moa se encuentran lateritas ricas en cobalto y níquel que están siendo explotadas por las compañías mineras debido a su gran interés económico. Pero existen también grandes volúmenes de minerales no metálicos, que no han sido estudiados. En este trabajo se aborda la evolución de las fases a alta temperatura de estos materiales que presentan diferentes relaciones gibsita/caolinita para su posterior aplicación en la industria cerámica. Se ha realizado su caracterización granulométrica, química (ICP-OES, fotometría de llama), mineralógica (DRX) y microestructural (MEB-EDS). La caolinita es la fase arcillosa mayoritaria, especialmente en una de las muestras con una relación SiO2/Al2O3 de 1,16; el resto de las muestras presentan un exceso considerable de Al2O3 (gibsita o geles). Los altos contenidos de alúmina (33 – 45% en peso) y compuestos de hierro (12 - 21% en peso) de Fe2O3 en forma de hematites, goethita o geles junto con los bajos porcentajes de alcalinos y sílice dan lugar a una alta refractariedad de estas arcillas. A elevadas temperaturas los compuestos de hierro reaccionan con los de aluminio, formando espinela (FeAl2O4), soluciones sólidas de hierro en el corindón (Al1-xFexO) y la mullita (Al6-yFeySi2O13) y magnetita. La presencia de esta última fase, unida a la refractariedad de las muestras sugiere su posible aplicación en el campo de los materiales cerámicos, como acumuladores de calor.
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