Estudio termodinámico de la purificación de talco mediante cloración a alta tempertura

PABLO OROSCO; FERNANDO TÚNEZ; MARÍA DEL CARMEN RUIZ; JORGE GONZÁLEZ

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

El talco (Mg3Si4O10(OH)2) es un mineral ampliamente utilizado por diferentes industrias tales como cerámica, papel, caucho, cosmética, etc. Este mineral, al ser producto del metamorfismo de silicatos de magnesio, se encuentra normalmente contaminado con otros minerales, principalmente clinocloro ((Mg, Fe)5Al2Si3O10(OH)8), magnesita (MgCO3), dolomita (MgCa(CO3)2), pirita (FeS), óxidos de hierro coloidales, etc. Los requerimientos de pureza para las aplicaciones industriales del talco requieren el desarrollo de nuevos procedimientos para la purificación del mineral, sobre todo es importante la eliminación del hierro, por ser el elemento que más entorpece el uso del talco debido a la coloración oscura que su presencia le confiere. Los resultados experimentales de desferrificación del talco, mediante la cloración con Cl2(g) a altas temperaturas, muestran que ésta es una metodología adecuada, por cuanto remueve al hierro presente en el mineral en forma de un producto gaseoso. Un estudio termodinámico de las reacciones involucradas en la desferrificación del talco, realizado mediante el software HSC Chemistry for Windows 5.1, indica que la cloración del hierro, presente en el mineral bajo la forma de óxidos o de silicatos, es factible a temperaturas próximas a 900 ºC, generándose FeCl3(g). Los resultados experimentales realizados concuerdan con las estimaciones termodinámicas. Los cálculos termodinámicos también predicen que la magnesita y la dolomita en atmósfera de cloro forman MgCl2 como producto estable y que éste último actúa como elemento clorante del hierro en sus diferentes formas. Ello contribuye a la desferrificación del talco por la vía de la cloración. A su vez, la cloración por parte del MgCl2 es favorecida por presencia de sílice vítrea, la cual es producto de la descomposición del talco y del clinocloro en enstatita (MgSiO3) y forsterita (Mg2SiO2). Las predicciones termodinámicas han sido corroboradas experimentalmente mediante la cloración de talco de la Provincia de Mendoza, los cuales poseen como contaminantes a los minerales antes mencionados. Los resultados de los ensayos experimentales de lixiviación del mineral con HCl al 20%, en una etapa previa la de cloración, mostraron que la eliminación de la dolomita y de la magnesita desfavorece la desferrificación en atmósfera de cloro a 980 °C. Este hecho es debido a la ausencia de MgCl2, que actúa como elemento clorante adicional del hierro. La cloración del talco, sin el tratamiento previo con HCl, condujo a la obtención de productos más claros, debido a la eliminación cuantitativa del hierro por acción del Cl2(g) y del MgCl2 como elemento clorante secundario. La formación de forsterita, como producto final del talco clorado sin lixiviación previa con HCl, demuestra también el efecto clorante del MgCl2 es factible, por cuanto la fase forsterita solo puede obtenerse mediante el tratamiento térmico del talco a temperaturas muy superiores a 980°C.