Valorificarea materialelor naturale anorganice în industria alimentară, cosmetică și farmaceutică

1. Generalităţi

Minerale argiloase sunt denumite hidroxid-silicaţii de aluminiu, asociaţi cu apă, care conţin cantităţi mici de magneziu, fier, sodiu, potasiu şi calciu. Sunt minerale cu granulaţie fină (sub 2 µm).

Cea mai mare parte din mineralele argiloase aparţin la silicaţi, mai precis la filosilicaţi, la care grupările tetraedrice de SiO4 sunt aşezate în straturi. Ele iau naştere prin procese de degradare suferite de silicaţi la suprafaţa scoarţei pământului sau prin procese de diageneză (sedimente supuse la presiuni şi temperaturi ridicate).

Bogate în minerale argiloase sunt argila, bentonita, lutul (folosit în olărit), nisipul, argile ce conţin calcar, din mlaştini, smârcuri [1].

Conform definiţiei, argilele sunt roci sedimentare care în contact cu apa devin plastice.

Argila este un component al stratului superficial al scoarţei terestre, format prin alterarea mineralelor din roci sub acţiunea apelor de suprafaţă. Pentru argile există în literatura de specialitate două definiţii; astfel că din punct de vedere granulometric argilele sunt definite ca fiind particule cu dimensiuni inferioare de până la 2 μm; iar din punct de vedere mineralogic argilele sunt numiţi silicaţi lamelari sau semilamelari hidrataţi.

Ele sunt materiale foarte versatile; în prezent sute de milioane de tone de argile găsindu-şi aplicaţii nu doar în ceramică şi materiale de construcţii, produse farmaceutice, forme de turnare cofraje în metalurgie, foraj nămoluri, industria papetăriei, materiale refractare, etc. dar şi ca absorbanţi, catalizatori sau suport de catalizatori, schimbători de ioni etc. în funcţie de proprietăţile lor specifice.

Argilele nu sunt componentele cele mai răspândite din regnul mineral, în comparaţie cu numitele olivine din mantaua Pământului sau feldspat din crustele continentale. Cu toate acestea, ele deţin un loc special în domeniul cercetării ştiinţifice deoarece mediul lor este străbătut în mod constant de activitatea umană.

Mineralele argiloase au proprietăţi de adsorbţie deosebite, prezintă plasticitate, rezistenţă la compresiune, bună permeabilitate.

În măsura în care acestea caracterizează pământuri şi pietre modificate, argilele se află în centrul activităţilor agricole şi lucrări de construcţii civile; sunt formate în serie diagenetice putând fi prospectate pentru resurse de petrol, de asemenea argilele se cristalizează în domenii a căror energie geotermală şi depozite minerale s-au dovedit a fi valoroase.

Termenul ,,argilă” îşi găseşte originea în cuvântul grec ,,argilos”, al cărui rădăcină este ,,argos” semnificând culoarea albă. Argilele au fost folosite de om pentru prima dată la confecţionarea unor figurine, oale şi în ceramică. Folosirea mineralelor în scopuri medicinale e la fel de veche ca şi omenirea. Mineralele au fost folosite în scopuri curative din preistorie. Există indicaţii ca Homo Erectus şi H. Neanderthalensis au folosit ocru amestecat cu apă şi diferite tipuri de nămol pentru a vindeca răni, a calma iritaţii, ca metodă de curăţare a pielii etc. Aceasta, s-ar fi putut datora imitării animalelor, multe din ele foloseau instinctiv mineralele pentru scopurile de mai sus.

Argilele formează o lume întreagă în care oamenii de ştiinţă din domeniul geologiei, mineralogiei, fizicii, ingineriei mecanice şi chimiei găsesc numeroase subiecte pentru cercetare. Ele absorb, reţin, eliberează şi incorporează în structura lor numeroase varietăţi de ioni ai moleculelor. Aria mare de suprafaţă a argilelor (comparată cu volumul lor) le conferă primul lor în clasa materialelor pentru cataliză, retenţia substanţelor toxice sau viitoare suporturi pentru compozite.

Argilele sunt formate din particule ce formează suspensii stabile în apă. Aceste suspensii au servit timp îndelungat în aplicaţii de foraj sau tehnici de fabricare a tunelelor. Argilele suspendate în apă se comportă ca nişte lichide, contribuind astfel atât la forma produselor fabricate, cum ar fi ceramica, dar provocând de asemenea fluxuri de noroi sau alunecări de teren.

1.1. Clasificarea argilelor

Argila este un amestec de aluminosilicati (sare naturală a acizilor silicici, în a cărei structură cristalină o parte din ionii de siliciu sunt înlocuiţi cu cei de aluminiu), care conţine siliciu, aluminiu, mangan, titan, potasiu, calciu şi sodiu. Este de asemenea bogată în substanţe active din punct de vedere biologic, săruri minerale şi microelemente (magneziu, bariu, beriliu, fier, galiu, cupru, cobalt, molibden), care influenţează în mod nemijlocit sistemul endocrin uman. Cuprul conţinut în argilă stimulează secreţia fermenţilor din ficat, a hormonilor din hipofiza şi din pancreas, contribuie la schimbul corect de albumine, grăsimi, hidraţi de carbon şi vitamine [2].

Din punct de vedere biologic, argilele sunt bogate în substanţe active: săruri minerale şi microelemente care influenţează în mod nemijlocit sistemul endocrin uman. Cuprul conţinut în argilă stimulează secreţia fermenţilor din ficat, a hormonilor din hipofiză şi din pancreas, de asemenea contribuie la schimbul corect de albumine, grăsimi, hidraţi de carbon şi vitamine.

Din punct de vedere chimic argilele sunt aluminosilicaţi hidrataţi (sare naturală a acizilor silicici, în a cărei structură cristalină o parte din ionii de siliciu sunt înlocuiţi cu cei de aluminiu) ce corespund, formulei chimice generale: