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Caulinita

A caulinita é um mineral argiloso com composição química Al2Si2O5(OH)4. É um importante mineral industrial. Rochas ricas em caulinita são chamadas de caulim. Caulinita, grupo comum de minerais de argila que estão hidratados alumínio silicatos; eles contêm os principais componentes do caulim (argila chinesa). O grupo inclui a caulinita, que é quimicamente semelhante, mas amorfa, à caulinita, e suas formas mais raras, estalagmite e nacrito, haloisita e alofano.

É um mineral de silicato em camadas com uma camada de sílica tetraédrica (SiO4) ligada a uma camada octaédrica de alumina (AlO6) octaedro através de átomos de oxigênio.

Caolinita, nacrita e dickita ocorrem como massas compactas ou granulares e aglomerados semelhantes a mica como pequenas placas hexagonais, às vezes alongadas. Feldspatos são produtos de mudança natural de feldspatóides e outros silicatos. O anóxido, anteriormente considerado um mineral do grupo caulinita com uma proporção de sílica para alumina acima do normal, agora é considerado caulinita e sílica livre (principalmente não cristalina). Para fórmula química e propriedades físicas detalhadas

A caulinita é a matéria-prima do tijolo, da cerâmica e da telha. Ela desempenhou um papel vital no desenvolvimento da civilização humana. O mais importante deles minerais é caulinita. Caulinita Forma placas brancas, microscópicas, pseudo-hexagonais.

massas compactas ou granulares e aglomerados semelhantes a mica. Três outros minerais – estalagmite, nacrito e haloisita – quimicamente idênticos à caulinita, mas sistema monoclínico. Quatro encontrados juntos e muitas vezes visualmente indistinguíveis.

A caulinita é um produto natural da mica degradação. plagioclásio e feldspatos sódico-potássicos sob Efeito da água, dióxido de carbono dissolvido e ácidos da matéria orgânica. Usado na agricultura; como enchimento em alimentos como chocolate; misturado com pectina como antidiarréico; como expansor de tinta; como agente de reforço em borracha; e como agente em pó em operações de fundição

Nome: O nome caulim é derivado de Gaoling. Aldeia chinesa perto de Jingdezhen, na província de Jiangxi, sudeste da China. O nome entrou em inglês em 1727 a partir da versão francesa da palavra: caulim.

A caulinita tem baixa capacidade de encolhimento-inchaço e baixa capacidade de troca catiônica (1–15 meq/100 g). Um mineral macio, terroso, geralmente branco (argila filossilicato dioctaédrica) produzido por química intemperismo de minerais de silicato de alumínio, como feldspato. Em muitas partes do mundo é rosa-alaranjado-avermelhado com ferro óxido, dando-lhe uma cor de ferrugem distinta. Concentrações mais claras dão cores brancas, amarelas ou laranja claro. Às vezes, camadas alternadas são encontradas, como no Providence Canyon State Park, na Geórgia, Estados Unidos. Graus comerciais de caulim são fornecidos e transportados como pó seco, macarrão semi-seco ou pasta líquida.

Associação: quartzo, feldspato, moscovita.

Polimorfismo & Série: Dickita, haloisita e nacrito são polimorfos

Grupo Mineral: Grupo caulinita-serpentina.

Dados da célula: Espaço Grupo: P1: a = 5.15 b = 8.95 c = 7.39 ® = 91:8 ± ¯ = 104:5 ±¡105:0 ± ° = 90 ± Z = [2]

pó de raio-x padrão: Scalby, Yorkshire, Inglaterra (1A). 7.16 (vvs), 3.573 (vvs), 4.336 (vs), 2.491 (s), 2.289 (s), 2.558 (ms), 2.379 (ms)

Propriedades quimicas

Classificação QuímicaFilossilicatos Grupo caulinita-serpentina
FórmulaAl2Si2O5 (OH) 4
Impurezas ComunsFe,Mg,Na,K,Ti,Ca,H2O

Estrutura da caulinita mostrando pontes de hidrogênio entre as camadas

Em comparação com outros minerais de argila, a caulinita é química e estruturalmente simples. É definido como um mineral de argila 1:1 ou TO porque seus cristais consistem em camadas empilhadas de RO. Cada camada TO consiste em uma folha tetraédrica (T) de íons de silício e oxigênio ligada a uma folha octaédrica (O) de íons de oxigênio, alumínio e hidroxila. A camada T é assim chamada porque cada íon de silício é cercado por quatro íons de oxigênio formando um tetraedro. A camada de O é assim chamada porque cada íon de alumínio é cercado por seis íons de oxigênio ou hidroxila dispostos nos cantos de um octaedro. As duas camadas em cada camada são fortemente ligadas entre si por meio de íons de oxigênio compartilhados, enquanto as camadas são ligadas por pontes de hidrogênio entre o oxigênio na face externa da camada T de uma camada e a hidroxila na face externa da camada O da próxima camada.

Transformações Estruturais

As argilas do grupo caulinita sofrem uma série de transformações de fase após tratamento térmico ao ar à pressão atmosférica.

fresagem

A moagem da caulinita resulta na formação de uma fase mecanoquimicamente amorfa semelhante ao metacaulim, embora as propriedades deste sólido sejam bastante diferentes. Grande energia é necessária para converter a caulinita em metacaulim.

Secagem

Abaixo de 100 °C (212 °F), a exposição ao ar seco removerá lentamente a água líquida do caulim. O estado final dessa transformação é chamado de “ressecamento da pele”. Entre 100 °C e cerca de 550 °C (1,022 °F), a água líquida restante é expelida da caulinita. O estado final desta transformação é chamado de “secura óssea”. Nessa faixa de temperatura, a remoção de água é reversível: se o caulim for exposto à água líquida, ele será reabsorvido e decomposto em partículas finas. As transformações subsequentes representam mudanças químicas irreversíveis e permanentes.

metacaulim

A desidratação endotérmica da caulinita começa em 550-600 °C e produz metacaulim desordenado, mas a perda contínua de hidroxila é observada até 900 °C (1,650 °F). Embora historicamente tenha havido muita discordância sobre a natureza da fase metacaulim, extensa pesquisa levou a um consenso geral de que o metacaulim não é uma simples mistura de sílica amorfa (SiO2) e alumina (Al2O3), mas sim uma estrutura amorfa complexa que retém alguns disso. ordem de alcance mais longo (mas certamente não cristalina) devido ao empilhamento de camadas hexagonais.

Propriedades físicas

Hábito de cristal 
CorBranco a creme e amarelo pálido, também frequentemente manchado de vários tons, bronzeados e marrons sendo comuns.
RiscaBranco ou mais claro que a amostra.
Dureza2 - 2½
BrilhoCeroso, perolado, fosco, terroso
DecotePerfeito em {001}.
DiafaneidadeTranslúcido, Opaco
Sistema CristalTriclínica
TenacidadeFlexível, mas inelástico
Densidade2.63 g/cm3 (calculado)
FraturarIrregular/irregular, concoidal, subconcoidal, micáceo

Propriedades Óticas

FormatoBiaxial (-)
Cor / PleocroísmoTransparente a translúcido como monocristais
2V:Medido: 24° a 50°, Calculado: 44°
valores de RI:nα = 1.553 - 1.563 nβ = 1.559 - 1.569 nγ = 1.560 - 1.570
Birefringence0.017
emergencialBaixo
Dispersão:Nenhum

Ocorrência

Ele substitui outros minerais de aluminossilicato durante hidrotermal alteração e intemperismo. Um componente comum a partir do qual a fração de sedimentos do tamanho de argila pode se formar por precipitação direta

A caulinita é um dos minerais mais comuns; Como caulim, é extraído na Malásia, Paquistão, Vietnã, Brasil, Bulgária, Bangladesh, França, Reino Unido, Irã, Alemanha, Índia, Austrália, Coréia do Sul, República Popular da China, República Tcheca, Espanha, Sul. África, Tanzânia e Estados Unidos.

Mantos saprolíticos cauliníticos são comuns na Europa Ocidental e do Norte. As idades desses mantos vão do Mesozóico ao início do Cenozóico.

A argila de caulinita é abundante em solos formados por erosão química de rochas em climas quentes e úmidos, como as florestas tropicais úmidas. Ao comparar os solos ao longo de uma encosta em direção a climas cada vez mais frios ou secos, a proporção de caulinita diminui, enquanto a proporção de outros minerais de argila, como analfabeta (em climas mais frios) ou esmectite (em climas mais secos) aumenta. Essas diferenças climaticamente relevantes no conteúdo mineral de argila são frequentemente usadas para revelar mudanças nos climas no passado geológico, onde solos antigos foram enterrados e preservados.

Área de Usos

  • O principal uso do mineral caulinita (cerca de 50% do tempo) é na produção de papel; Seu uso proporciona brilho em alguns papéis revestidos.
    • em cerâmica (componente principal da porcelana)
    • em pasta de dente
    • como material emissor de luz em lâmpadas incandescentes brancas
    • em cosméticos
    • Em material de isolamento industrial chamado Kaowool (um tipo de lã mineral)
    • em cremes de proteção e barreira da pele 'pré-trabalho'
    • na pintura para prolongar titânio dióxido de pigmento branco e alterar os níveis de brilho
    • para alterar as propriedades da borracha após a vulcanização
    • em adesivos para alterar a reologia
    • como um spray aplicado às plantações para evitar danos causados ​​por insetos na agricultura orgânica e para evitar queimaduras solares em maçãs
  • Como cal em casas tradicionais com paredes de pedra no Nepal (o método mais comum é pintar o topo com argila de caulim branca e o meio com argila vermelha; a argila vermelha pode se estender até o fundo ou o fundo pode ser pintado de preto)
  • Como carga ou como revestimento para melhorar a superfície na fabricação de papel, como carga em Edison Diamante Discos Porque a caulinita pode conter traços muito pequenos de urânio e o tório, como indicador na datação radiológica, era comum para tratar problemas estomacais (mais recentemente, preparações de caulinita produzidas industrialmente para o tratamento de diarréia), semelhante ao que os papagaios (e mais tarde os humanos) usaram originalmente na América do Sul.
  • para máscaras faciais ou sabonetes (conhecidos como “Argila Branca”), tratamentos corporais de spa como casulos ou apenas tratamentos pontuais como pés, costas ou mãos. O óleo essencial pode ser adicionado para adicionar um aroma agradável, ou algas marinhas podem ser adicionadas para aumentar os valores nutricionais da guloseima.
  • como adsorvente no tratamento de água e efluentes para promover a coagulação do sangue em procedimentos de diagnóstico, por exemplo, tempo de coagulação do caulim
  • na forma de metacaulim modificado como pozolana; Quando adicionado a uma mistura de concreto, o metacaulim acelera a hidratação do cimento Portland e participa da reação pozolânica com a portlandita, que se forma na hidratação dos principais minerais do cimento (por exemplo, alita).
  • na forma de metacaulim modificado como ingrediente básico para compostos de geopolímeros

Segurança

As pessoas podem ser expostas ao caulim no local de trabalho pela inalação do pó ou pelo contato com a pele ou com os olhos.

Segurança e Saúde Ocupacional

A Occupational Safety and Health Administration (OSHA) estabeleceu o limite legal (limite de exposição permitido) para a exposição ao caulim no local de trabalho como 15 mg/m3 de exposição total e 5 mg/m3 de exposição respiratória em um dia de trabalho de 8 horas. O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) estabeleceu um limite de exposição recomendado (REL) como 10 mg/m3 de exposição total TWA 5 mg/m3 de exposição respiratória durante um dia de trabalho de 8 horas.

Engenharia Geotécnica

Como usar um sonuçları, caulinita jeoteknik mühendisliğinde kullanımının olarak alternativo, özellikle mevcudiyeti toplam kaya kütlesinin %10,8'inden az ise, daha güvenli illit ile değiştirilebileceğini göstermektedir.

Distribuição

Material puro de muitas localidades, incluindo:

  • em Kauling, província de Kiangsi, China.
  • Em numerosos poços de argila chinesa em Cornwall e Devon, Inglaterra.
  • Em Limoges, Haute-Vienne, França.
  • Perto de Dresden, Kemmlitz e Zettlitz, Saxônia e em outros lugares da Alemanha.
  • Grande depósitos na Bacia de Donets, Ucrânia.
  • Nos EUA, em Macon, Bibb Co., Georgia; na mina Dixie Clay Company e em Lamar Pit, perto de Bath, Aikin Co., Carolina do Sul; perto de Webster, Jackson Co., Carolina do Norte; perto de Murfreesboro, Pike Co., e em Greenwood, Sebastian Co., Arkansas; de Mesa Alta, Rio Arriba Co., Novo México.
  • Em Huberdeau, Quebec, e perto de Walton, Nova Escócia, Canadá

Referências

  • Britannica, T. Editors of Encyclopaedia (2018, 25 de janeiro). caulinita. Enciclopédia Britânica. https://www.britannica.com/science/kaolinite
  • Bonewitz, R. (2012). Rochas e minerais. 2ª ed. Londres: DK Publishing.
  • Dana, JD (1864). Manual de Mineralogia… Wiley.
  • Handbookofmineralogy.org. (2019). Manual de Mineralogia. [online] Disponível em: http://www.handbookofmineralogy.org [Acessado em 4 de março de 2019].
  • Mindat.org. (2019): Mineral information, data and localities.. [online] Disponível em: https://www.mindat.org/ [Accessed. 2019].
  • Smith.edu. (2019). Geociências | Colégio Smith. [online] Disponível em: https://www.smith.edu/academics/geosciences [Acessado em 15 de março de 2019].

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