Blanqueamiento de caolín y la planta piloto que transforma materiales

El caolín es utilizado altamente en la industria cosmética, la fabricación de la porcelana, el papel, la pintura, el cemento, la cerámica y distintos productos farmacéuticos. Este material es un tipo de arcilla blanca que contiene un mineral llamado caolinita.

Entre más blancura tenga el caolín mayor es su pureza, lo que hace que tenga las características necesarias para ser aplicado en la industria, beneficiando así de muchas maneras al ser humano.

Esta fue una de las apuestas del profesor investigador del Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH), Felipe Legorreta García, quien junto con el científico Edgar Arturo Chávez Urbiola y el entonces estudiante de la Licenciatura en Ciencias de los Materiales, Juan Pablo Martínez Pérez, construyeron una planta piloto para el blanqueo del caolín de baja calidad.

Entre más blancura tenga el caolín, mayor es su pureza.

En entrevista con Gaceta UAEH, el científico Garza dio a conocer que esta investigación le valió la obtención de las patentes “Formulación para el blanqueo de caolín y proceso del mismo”, así como “Método para la purificación de sílice y obtención de subproductos”, en donde también participaron tres estudiantes de la Licenciatura en Ingeniería de Materiales.

Antecedentes del proyecto

La investigación sobre el caolín en la Autónoma de Hidalgo comenzó hace varios años, impulsada por el deseo de contribuir al desarrollo económico del estado y de México. Esta iniciativa surgió durante los estudios de doctorado, realizados en la Universidad Paul Sabatier Toulose III, Francia, del profesor investigador Felipe Legorreta, quien al regresar a la entidad decidió enfocarse en aumentar el valor agregado del caolín, alineado con las directrices del entonces Plan Estatal de Desarrollo (PED).

Las primeras investigaciones de los científicos Garza sobre el caolín arrojaron resultados prometedores. El enfoque principal fue entender las propiedades y potencial del caolín extraído en la región. Fue así como se construyó una planta piloto que se consideró como un paso crucial en el desarrollo del proyecto.

Planta piloto y proceso de blanqueamiento

Felipe Legorreta García, profesor investigador de la UAEH.

Con el apoyo de Edgar Arturo Chávez Urbiola, ingeniero mecánico con doctorado en materiales, se logró diseñar una planta que permitiera procesar el caolín hasta obtener un producto blanco y fino, la cual se convirtió en la base para futuras investigaciones y desarrollos tecnológicos.

Todo ello sucedió gracias a la obtención de un apoyo de dos proyectos FOMIX, que es un fideicomiso mixto creado para dar sostén al desarrollo científico y tecnológico estatal y municipal, así como de otros, más del ahora Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (Conahcyt), que permitieron el descubrimiento de varios métodos efectivos para blanquear el caolín, entre ellos, el uso de un ácido orgánico, que fue el ácido oxálico, aplicado por el entonces estudiante de doctorado Román Ángel Hernández Hernández.

“Y de ahí se probó con otros ácidos orgánicos dando buen resultado, de donde salieron algunas publicaciones. Entonces sometimos otro proyecto para hacer una planta piloto de caolín, para obtenerlo blanco y fino”, explicó el profesor investigador.

La planta piloto, inicialmente destinada al procesamiento del caolín, se adaptó para trabajar con los jales del municipio de Pachuca de Soto.

A medida que avanzaron las investigaciones, se identificaron nuevas áreas de oportunidad. La planta piloto, inicialmente destinada al procesamiento del caolín, se adaptó para trabajar con los jales del municipio de Pachuca de Soto, que son desechos mineros de la región. Este proceso permitió separar metales valiosos como oro y plata, así como producir sílice para la industria del vidrio y concentrado de hierro para la siderurgia.

Innovaciones y patentes

Área Académica de Ciencias de la Tierra y Materiales en la UAEH.

De las investigaciones resultaron varias patentes, la primera relacionada con el blanqueamiento del caolín y la segunda con el procesamiento de los jales. Estas patentes reflejan los avances tecnológicos y el impacto positivo en la industria minera y de materiales por parte de los proyectos de los científicos de la UAEH.

El proyecto también incluyó colaboraciones internacionales, como la realizada en Georgia, Estados Unidos, además de recursos del Conahcyt, el apoyo del Centro Incubador de Empresas de la UAEH y de Eduardo Trujillo Villanueva, que en ese entonces también era estudiante de doctorado. Aunque se encontraron desafíos relacionados con los costos y la calidad del caolín comparado con el estadounidense, la experiencia adquirida fue valiosa para el equipo de investigación.

Procesamiento de jales, adaptación de la planta piloto

Los científicos de la UAEH adaptaron la planta piloto para trabajar con los jales que se encuentran en la ciudad de Pachuca. Fue así como pudieron separar los metales de la sílice y se obtuvieron cinco productos diferentes: un concentrado de oro y plata; sílice para la industria del vidrio; un concentrado de hierro para la industria siderúrgica; sal común que puede utilizarse como alimento para el ganado vacuno, y agua destilada.

“Nuestro objetivo es que sin el empleo de agua y con el mínimo de energía, crear a partir de los jales materiales con alta aplicabilidad, reducir al mínimo la cantidad de polvo fino que contienen metales pesados y que se dispersa en las zonas habitacionales cercanas. Aunque no se ha comprobado que este polvo cause daño, permanece expuesto a la intemperie. Dado que los depósitos de jales tienen varios siglos, la planta utiliza desapelmazadores y ciclones para facilitar la separación de las partículas finas. Este proceso lo probaremos con los depósitos de jales de distintas zonas mineras del estado”, mencionó el científico.

Hacia una producción más sostenible

Jales Pachuca, RubeHM, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, vía Wikimedia Commons.

En la búsqueda de técnicas más sostenibles, se desarrolló una metodología para procesar los jales sin el uso intensivo de agua. Esta innovación, liderada por la estudiante Juana Guadalupe Herrera Pérez, ha permitido obtener materiales utilizables en la industria de la construcción, reduciendo el impacto ambiental.

El futuro del proyecto se centra en optimizar el procesamiento de los jales con el fin de obtener materiales derivados que alcancen la resistencia necesaria para ser utilizados ampliamente en la industria de la construcción. Se espera continuar con las investigaciones y presentar propuestas a los propietarios de los terrenos mineros.

Se espera que en un futuro, los materiales obtenidos mediante el procesamiento de los jales puedan ser utilizados en la industria de la construcción.

Estas investigaciones no solo han aportado al desarrollo científico y tecnológico, sino que también han generado oportunidades económicas y ambientales para la región. La reutilización de los jales mineros y el procesamiento de caolín de alta calidad buscan transformar la industria local y mejorar la calidad de vida de las y los hidalguenses.

En conclusión, el trabajo continuo de las y los científicos de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo demuestra el potencial de la investigación científica para impulsar el desarrollo regional y ofrecer soluciones innovadoras a problemas industriales y ambientales.