Usos industriales
Las arcillas son quizá los materiales más antiguos con los que el ser humano ha fabricado diversos artefactos. La fabricación de ladrillos cocidos comenzó posiblemente hace unos 5.000 años y fue probablemente la segunda industria más antigua de la humanidad después de la agricultura. El uso de arcillas (probablemente esmectita) como jabones y absorbentes fue reportado en la Historia Natural por el autor romano Plinio el Viejo (c. 77 ce).
Las arcillas compuestas de caolinita son necesarias para la fabricación de porcelana, gres blanco y refractarios. El talco, la pirofilita, el feldespato y el cuarzo se utilizan a menudo en los cuerpos de gres blanco, junto con la arcilla caolinita, para desarrollar las propiedades deseables de contracción y combustión. Las arcillas compuestas por una mezcla de minerales de arcilla, en la que la illita es la más abundante, se utilizan en la fabricación de ladrillos, azulejos, gres y productos vidriados. Además de su uso en la industria cerámica, la caolinita se utiliza como diluyente en pinturas de base acuosa y como relleno en polímeros naturales y sintéticos.
Las arcillas esmectitas (bentonita) se emplean principalmente en la preparación de lodos para la perforación de pozos de petróleo. Este tipo de arcilla, que se hincha hasta varias veces su volumen original en el agua, proporciona propiedades coloidales y de construcción de paredes. Las arcillas palygorskita y sepiolita también se utilizan por su resistencia a la floculación en condiciones de alta salinidad. Algunos minerales arcillosos, en particular la palygorskita, la sepiolita y algunas esmectitas, poseen una gran capacidad para eliminar los cuerpos coloreados del petróleo. Estas llamadas tierras de batán se utilizan en el procesamiento de muchos aceites minerales y vegetales. Debido a su gran capacidad de absorción, las tierras de batán también se utilizan comercialmente para preparar bandejas de arena para animales y absorbentes de aceites y grasas. El tratamiento ácido de algunas arcillas de esmectita aumenta su capacidad decolorante. Gran parte de la gasolina se fabrica utilizando catalizadores preparados a partir de un mineral de arcilla de tipo esmectita, caolinita o halloysita.
Toneladas de arcillas de caolinita se utilizan como rellenos de papel y pigmentos de revestimiento de papel. Los minerales de palygorskita-sepiolita y las esmectitas tratadas con ácido se utilizan en la preparación de papel que no requiere carbono debido al color que desarrollan durante las reacciones con ciertos compuestos orgánicos incoloros.
Las arcillas tienen un enorme número de usos diversos, y para cada aplicación es importante un tipo distinto con propiedades particulares. Recientemente, las arcillas han cobrado importancia en varios aspectos de la ciencia medioambiental y la remediación. Las arcillas densas de esmectita pueden compactarse como bloques de bentonita para servir de barreras eficaces para aislar los residuos radiactivos. Diversas arcillas pueden absorber varios contaminantes, incluidos los compuestos orgánicos (como la atrazina, la trifluralina, el paratión y el malatión) y los metales traza inorgánicos (como el cobre, el zinc, el cadmio y el mercurio) de los suelos y las aguas subterráneas. La arcilla también se utiliza como barrera eficaz en los vertederos y las balsas de residuos mineros para evitar que los contaminantes entren en el sistema local de aguas subterráneas. En su mayor parte, las arcillas no suponen un peligro para la salud, salvo, posiblemente, las palygorskitas, que pueden dañar la salud respiratoria.
Estados Unidos es el mayor productor mundial tanto de bentonita como de caolinita. Turquía, Grecia y Brasil también son grandes productores de bentonita y Uzbekistán, Grecia y la República Checa son los principales proveedores de caolinita.
Ralph E. GrimHideomi Kodama