Bentonitas

 

Reseña Histórica - Antecedentes

La explotación de bentonitas comienza en el Departamento Zapala casi simultáneamente con la de arcillas, en la década del 40. La producción continúa en forma esporádica hasta el año 1962 a partir del cual se incrementa sostenidamente como consecuencia en su demanda en la exploración petrolera.
Los primeros estudios tendientes a caracterizar las propiedades físicas y químicas de las bentonitas conocidas en el Departamento fueron realizadas por Consultores del Plata (CFI) en 1971. Con posterioridad, Sudamconsult y Asociados (CFI) (1973) efectúan una revisión de estos estudios incorporando información sobre nuevos yacimientos detectados en las áreas de Barda Negra y Cerro Bandera.(Fontana et al, 1973) incluyen muestras de bentonitas de la Provincia del Neuquén en un estudio sobre el comportamiento de bentonitas nacionales para uso en fundición. Las posibilidades de aprovechamiento industrial de las bentonitas del área Barda Negra -Cerro Bandera son evaluadas en un proyecto de integración industrial para la ciudad de Cutral Có (Opto. Confluencia), (COPADE, 1973).
Angelelli et al (1976) refieren las características geológicas y propiedades de las bentonitas en los yacimientos más importantes, entre los cuales mencionan "Lilli" (Cerro Bandera), "Julio René", "La Reservada" "5 de Octubre" y "Victoria" (Barda Negra). En el mismo año la Dirección General de Minería de la Provincia efectúa un reconocimiento de los yacimientos "El Catalán", "La Reservada" y "Julio René", describiéndose las características generales de cada depósito y análisis químicos del muestreo realizado. Pelz, (1988) en un detallado estudio de las bentonitas de los yacimientos "La Victoria" y "Soledad" (área Barda Negra) describe las propiedades físicas y químicas de las mismas y sus aptitudes para uso petrolero y metalúrgico.
Giusiano y Ludueña (1990) complementan la información geológica del área realizando perfiles estratigráficos de detalle en el sector sur del área de acumulación de bentonitas.

Yacimientos

Los yacimientos de bentonitas del Departamento Zapala se asocian a la depositación de tobas cineríticas de la Fm. Collón Curá (Mioceno) en cuencas intermontanas. Forman bancos horizontales, de extensión variable, con espesores de 3 y más metros, cubiertos generalmente por areníscas, limos arcillosos y material de acarreo. Esta cubierta alcanza en algunos casos hasta los 5 metros de espesor. Es frecuente la presencia de yeso, en venas de 3 a 5 cm., como así también nódulos de baritina recristalizada sobre núcleos de bentonitas arena o yeso (Pelz, 1988).
La bentonita es de aspecto granular, áspera al tacto, generalmente de color verde oliva, presentando a veces intercalaciones de bentonitas de color castaño. Está compuesta por montmorillonita (75-85%) e impurezas como cuarzo, feldespato, cristobalita y zeolitas subordinadas, y ocasionalmente calcita. Los contenidos de sodio y calcio son variables, en algunos casos el sodio es dominante, en tanto que en otros lo es el calcio.
Los altos contenidos de magnesio hallados son coincidentes con los límites de los
depósitos en cuyos bordes pueden observarse afloramientos de tobas con grados variables de alteración a montmorillonita.
Giusiano y Ludueña (1990) indican que los depósitos se encuentran alineados, con una orientación noreste-sudoeste, en una franja de 1 a 2 km. de ancho, entre Cerro Bandera y Barda Negra, configuración que sugiere la presencia de una pequena cubeta de sedimentación, condicionada por un paleorelieve. En este área se localizan más de 40 minas y descubrimientos de bentonitas. Las más importantes de ellas se describen a continuación:

Lilli (o Cerro Bandera')

Este depósito se halla ubicado en el flanco occidental del Cerro Bandera, unos 37 km. al este de la localidad de Zapala. El acceso se realiza por Ruta Nacional N0 22 y luego por camino vecinal, unos 4 km. hacia el norte.
El banco bentonitico se encuentra en posición horizontal a subhorizontal presentando en algunos sectores buzamientos de hasta 120 al E. Su potencia varía de 3 a 8 metros, y tiene una sobrecarga de 2 a 5 m. constituida por areniscas de grano grueso, con lentes arcillosos y rodados patagónicos. La bentonita, compuesta principalmente por montmorillonita es de color gris verdoso, en partes impurificada con óxidos de hierro y venillas de yeso de hasta 10 cm. de espesor que atraviesan todo el conjunto sedimentario
Angelelli (1976) indica para una muestra representativa del yacimiento un pH de 8,45 en dilución 1:5 y un hinchamiento de 10-12 veces su volumen en muestra seca y molida a malla 100.
Su composición química revela los siguientes valores.
Sílice (Si02). 58,71%
Alúmina (Al203) 14,7%
Calcio (OCa) 2,4%
Hierro (Fe203) 7,6%
Magnesio (MgO) 1,8%
Sodio (Na20) 1,3%
Potasio (K20) 0,5%
Sulfato (SO3) 0,1%
PPC 13,0%

Las reservas de este yacimiento y de otros cercanos han sido estimadas en 1.336.000 toneladas inferidás (Sudamconsult y Asociados, 1973).

Julio René

Este yacimiento se encuentra ubicado unos 40 km al este sudeste de Zapala. Se accede por Ruta Nacional N0 34 (aproximadamente a 11 km al SE de su empalme con Ruta Nacional N0 22).
El horizonte bentonítico tiene una potencia que varía entre 3 y 5 metros presentándose horizontal, con una cubierta de areniscas, limo, arcillas y rodados, de 2 a 6 metros de espesor.
El material es de colores verdosos, en parte amarillento, constituido por montmorillonita con cantidades menores de cuarzo, feldespatos, óxidos de Fe y yeso como impurezas. Su pH, en dilución 1:5 es de 9,25 y el ensayo de hinchamiento acusó un aumento de 9 veces su volumen (Angelelli, 1976). El mismo'autor refiere ¡a siguiente composición
química para una muestra común del yacimiento

Si02. . 58,4 %
Al203 . 14,3 %
Fe203 7,2 %
hO2. . 0,6 %
CaO. 3,0%
Na20. . 0,7 %
MgO. . 0,8 %
K2O. 0,3%
PPC. . 14,8 %

Las reservas inferidas para este yacimiento ascienden, Gingins y Gil 1976) a 1.800.000 toneladas

La Reservada

El yacimiento se encuentra ubicado unos 4 km al sur de la mina Julio René. El manto de bentonita, de posición horizontal y de un espesor que varia entre los 3 y 10 metros, está constituido por un material homogéneo, de color gris verdoso, en partes teñido por hidróxido de hierro.
En su composición participan restos de material silíceo (residuos de procedencia volcánica), siendo frecuentes las venillas de yeso, con espesores de hasta 5 cm. La cubierta está constituida por un horizonte de arenisca gris, friable, de 0,5 a 1 metro de espesor, y 1 a 2 metros de limos rojizos, y materiales detríticos de acarreo. Una muestra común del yacimiento arrojó los siguientes resultados químicos:
Si02. . . 57,03 %
AI203 . . 19,85 %
Fe203 . . 7,87 %
CaO. . . 1,49 %
MgO. . . 0,95 %
PPC. . . 4,95 %
Humedad. 7,75%

Para este yacimiento, Consultores del Plata (1971) consideran una reserva inferida de 150.000 toneladas.

El Catalán

Ubicada en proximidades de Julio .René, presenta características similares a los yacimientos del área. El manto se presenta horizontal, con una potencia de 4 a 6 metros, y una sobrecarga constituida por suelo y rodados modernos, cuyo espesor varía entre 0,70 y 1 metro.
El material es de color gris verdoso, en parte amarillento, participando en su composición residuos silíceos, óxidos de hierro y venillas y rosetas de yeso. El análisis químico de una muestra de este yacimiento indica los siguientes resultados:
Si02. . . 60,21 %
A1303 . . 16,84 %
Fe203.. . 7,17 %
CaO. . . 1,43 %
MgO. . . 0,64 %
PPC. . . 5,45 %
Humedad 4,82 %

Las reservas han sido inferidas en 645.000 toneladas (Gingins-Gil, 1976).

Victoria y Soledad


Distan 3 km al sur de la Reservada. El material bentonítico se presenta en mantos lenticulares con potencias que varían entre 2 y 3 metros La bentonita es de color verde diva, siendo frecuente la presencia de yeso en forma de capas y venillas de 2 a 4 cm. de espesor. En algunos frentes de explotación se observan intercalaciones de material bentonítico de diferente coloración, asociado a la presencia de impurezas. Pelz (1988) menciona en uno de los frentes del yacimiento Soledad "bolsones" de bentonita de color verde azulada, que contienen pirita pulverulenta aglutinada por bentonita.
En ambos yacimientos es común la presencia de lentes de areniscas de grano fino de color blanco, con pequeño porcentaje de montmorillonita, así como delgadas capas de material tobáceo con un grado incipiente de alteración.
Los análisis químicos realizados sobre 18 muestras tomadas en distintos frentes de explotación en ambos yacimientos por Pelz (1988), indican en promedio los siguientes resultados:

SiO2 57,10 %
Al2 03 14,8 %
Fe2 03 6,5 %
CaO 2,3 %
MgO 1,2 %
Na20 2,0 %
K2O 0,18%
PPC 5,0 %
Humedad 6,5 %
El estudio realizado por Pelz, incluye ensayos geológicos y físicos para fundición, sobre un conjunto de muestras de ambos yacimientos. En los cuadros VI y VII se resumen los resultados de estas determinaciones, para muestras correspondientes a los frentes oeste de mina Soledad y Frente metalúrgico de mina La Victoria. Las reservas para estos yacimientos han sido estimadas en 1.200.000 toneladas.

Nefele - Miami - Mama

Este grupo de yacimientos se ubica en el extremo sur del área de depositación de bentonitas, en el flanco este de la Barda Negra, unos 3 km al sudoeste de La Victoria y Soledad. Giusiano y Ludueña (1990) realizaron un estudio del sector que incluyó muestreo de pozos exploratorios para la determinación de hinchamiento del material bentonitico. Los perfiles litológicos muestran en general una alternancia de niveles bentoníticos y tobas, encontrándose mejor desarrollo de bentonita en el sector norte del área, para el cual los autores indican las mejores posibilidades de exploración. En el sector mencionado, la bentonita se presenta en posición horizontal, con un espesor de 2 a 3 metros, siendo cubierta por una delgada capa de suelo y material inconsolidado. Las reservas para este grupo de yacimientos se infieren en 1 .800.000 toneladas.

Propiedades de las bentonitas - Consideraciones Generales

Es un hecho conocido que las propiedades de estos materiales pueden variar considerablemente, aún cuando provengan de un mismo yacimiento.
Para ilustrarlo, en la Fig.14 se representan en forma esquemática las variaciones que presentan los bancos bentoníticos en el yacimiento "Soledad" (Barda Negra).
Tan marcadas diferencias en la composición química y comportamiento físico de las bentonitas, obligan a realizar un permanente control y selección en la faz extractiva. Mediante una prolija y adecuada explotación se pueden seleccionar diferentes calidades de bentonita cruda, aprovechando en primer lugar, las distintas características del material, diferenciables a simple vista. Estas son:
1 )Aspecto exterior: Las bentonitas presentan comúnmente un aspecto que va desde el foliado hasta el compacto.
2)Color: Puede indicar la presencia de óxido de Fe y carbonatos.
3)Grasitud: Es característica de las arcillas montmorilloniticas y se puede verificar al tacto.
4)Grado de homogeneidad: Permite apreciar el contenido de impurezas (Yeso, feldespatos,cuarzo, óxidos, etc.).
5)Ubicación del estrato: Es un dato de observación que debe ser tenido en cuenta.

Las consideraciones aquí expuestas pueden eventualmente contribuir a la planificación de la explotación en una primera etapa, luego de la cual el control debe realizarse sistemáticamente en los laboratorios del productor o de la planta de procesamiento del minera1.
Fontana et al (1973) resumen de manera esquemática las fases productivas de l~ bentonita para llegar a un producto final apto para uso en fundición. La secuencia de operaciones que se gráfica en el Cuadro VIII, indica de modo general los procedimientos aconsejables para el caso de bentonitas destinadas a fundición. En cada caso particular el proceso deberá modificarse y/o adaptarse a la experiencia práctica de la empresa y a las características del producto final que se desee obtener.


Clasificación de Recursos y Reservas

Los recursos identificados se consideran inferidos constituyendo Reservas Inferidas Económicas. Estas se han estimado en 7.232.000 toneladas.
Los Recursos Potenciales para el área son Hipotéticamente Económicos, atendiendo a las condiciones geológicas de formación, y a las aptitudes físicas y químicas del material bentonítico.


Producción y Usos

La producción de bentonitas en el área se inició en el año 1943 manteniendo un ritmo reducido y esporádico hasta 1970, en que se intensifica la explotación. En el último decenio se registran los picos más altos de producción ubicados en las 60.000 t/año. En el Cuadro IX se gráfica la evolución de la producción a partir de 1970, observándose variaciones anuales, a veces significativas, que reflejan las tendencias de su consumo, principalmente asociados a la actividad exploratoria petrolera.
Además del indicado precedentemente, las bentonitas por sus propiedades físicas y químicas son utilizadas en una gran diversidad de aplicaciones industriales.