VIII International Symposium on Chemistry and Pharmaceutical Sciences

VIII Conference "Chemical Sciences"

Bentonite and palygorskite Cuban natural clays: a compositional characterization

Abstract

The industrial use of clays is based on their exceptional physical-chemical properties.The detailed study of their structure and behavior through different characterization techniques is essential to achieve a full understanding of their properties, and a more efficient use. Their abundance in Cuba, and friendly environmental character, promote their academic and economical interest.The exploitation of natural clays deposits such as bentonite (Managua, Havana) and palygoskite (Pontezuela, Camagüey), first involves the application of purification procedures in order to remove contaminants and spurious phases, and then the performance of a thorough physical-chemical analysis.
The aim of this work is to clarify the mineralogical formula of the main phases in samples of bentonite (Bent) and palygorskite (Pal). In order to purify both samples, they were submitted to a hydrothermal procedure to remove the iron (Fe3+), followed by grinding and sieving. Bent and Pal samples, before and after being chemically treated with hydrochloric acid (HCl 0.1 M) and sodium chloride (NaCl 1 M) solutions, were characterized by X-ray fluorescence and X-ray diffraction.The results indicated an important decrease in the calcium amount, as well as a significant increment in the sodium percent, suggesting the obtaining of a sodic sample without calcite as spurious phase. The main mineralogical phases present in the samples were montmorillonite and palygorskite. Other mineral phases, as quartz and calcite were also identified.

Resumen

En la actualidad las arcillas son empleadas en diversas industrias sobre la base de sus excepcionales propiedades fisicoquímicas. El estudio detallado de la estructura, combinando técnicas de caracterización, permite una mejor comprensión de estos materiales con incidencia en sus aplicaciones. Su abundancia en Cuba, y la compatibilidad con el medio ambiente, los convierten en materiales de gran interés académico y económico. La presencia y explotación de yacimientos de arcillas naturales como la bentonita (Managua, La Habana) y la paligorskita (Pontezuela, Camagüey), impone primeramente la aplicación de procedimientos de purificación para eliminar contaminantes y fases no deseadas, y luego llevar a cabo el análisis físico-químico.
El presente trabajo tiene como objetivo elucidar la fórmula mineralógica de las fases mayoritarias de las muetras: bentonita (Bent) y paligorskita (Pal). Para ello se llevaron a cabo procesos hidrotermales de lavado, eliminación de hierro (Fe3+), molinado y tamizaje. Las muestras Bent y Pal, antes y después de ser tratadas químicamentecon soluciones de ácido clorhídrico (HCl 0.1 mol/L) y cloruro de sodio (NaCl 1 mol/L), se caracterizaron por fluorescencia de rayos X (FRX) y difracción de rayos X (DRX). Los resultados indicaron una marcada disminución en el contenido de calcio, así como un visible incremento en el contenido de sodio, sugiriendo la obtención de una muestra sódica sin presencia de calcita como fase espuria. También se confirmó la presencia de montmorillonita y paligorskita como fases minerales mayoritarias, y cuarzo y calcita como fases espurias.