monohidrato es menos soluble que la forma alfa y se convierte en alfa alumina por
calcinación.
El trihidrato de alfa alumina es el trihidrato cristalino que se produce en el proceso
Bayer mediante siembra de núcleos y enfriamiento de la solución de aluminato
sódico obtenido por digestión de la bauxita. Se halla en la naturaleza en forma del
mineral gibbsita y es el principal componente de una variedad de bauxita.
El alfa trihidrato empieza a perder agua al pasar de unos 150°C; la perdida es
rápida hacia 300°C y por lo general se observa una detención
térmica a esta
temperatura en la curva de temperatura y tiempo.
El alfa trihidrato se usa mucho para producir compuestos de aluminio, como el
sulfato aluminico sin hierro, el aluminato sódico, el sulfato aluminico básico, el
cloruro y el fosfato, puesto que reacciona fácilmente con ácidos
inorgánicos y
álcalis fuertes. Otras importantes aplicaciones son la fabricación de vidrio,
esmaltes vítreos, esmaltes de cerámica, artículos de cerámica y vidriados para
porcelana. Añadiendo este hidrato al vidrio, aumenta la resistencia mecánica de
esta y su resistencia al choque térmico, y el vidrio se hace más resistente a la
desvitrificación, a los agentes atmosféricos y al ataque de líquidos.
Este trihidrato es buena materia prima para la preparación de alumina activada. En
la precipitación del hidrato por medio del proceso Bayer, los tanques quedan
revestidos de una capa gruesa y dura del trihidrato. Este material machacado para
convertirlo en terrones y granos y calentado para expulsar el agua combinada, es
un magnifico adsorbente y portador de catalizadores.
El trihidrato de beta alumina se puede preparar neutralizando una solución de
aluminato
sódico con dióxido de carbono a temperatura de 20 a 30°C. Es
indispensable para su formación la precipitación rápida. También se puede formar
el beta trihidrato durante la precipitación de alumina por álcalis en soluciones de
sales y aluminio. Este compuesto es meta estable y se convierte lentamente en
alfa trihidrato cuando se deja reposar en contacto con álcali. La transformación se
acelera por el calor. El beta trihidrato nos se halla en la naturaleza. Algunas veces
se le da el nombre de bayerita.
El beta trihidrato y las mezclas de este y el alfa trihidrato se preparan en forma de
polvos livianos y sedosos formados por partículas sumamente pequeñas y de
tamaño uniforme.
Estas aluminas finas son buenos pigmentos reforzadores del
caucho. Se usan con algunos cauchos sintéticos, particularmente con el G-RS.
Sirven también para glasear el papel, como base de polvos cosméticos, como un
pigmento para pinturas de caseína y como material de relleno para compuestos
plásticos moldeables.
METODO DE OBTENCION
Se realiza con la explotación del yacimiento a cielo abierto, sin voladuras. El
mineral se obtiene directamente de los diferentes bloques del yacimiento con el fin
de obtener la calidad requerida del mineral, con palas que arrancan y cargan la
bauxita en camiones de alto tonelaje que la transportaran hasta la estación de
trituración. En el sistema de trituración, la bauxita es trasladada hasta un molino,
que reducirá el material a un tamaño de grano inferior a los 100mm para su fácil
manejo y traslado.
Predesilicación
Consta de 4 tanques calentadores de 1.7m3 y bombas destinados a controlar los
niveles de sílice (SiO2), en el licor de proceso y la alumina. El proceso consiste en
elevar la temperatura de 650m3/h de pulpa de bauxita a la temperatura de 100°C,
manteniéndola durante 8 horas, al tiempo que se agita el material.
Trituración y molienda
Tiene como función reducir el mineral de bauxita a un tamaño de partículas
apropiado para extracción de alumina.
Desarenado
Separa los desechos insolubles de tamaño comprendidos entre .1 y .5 mm, los
cuales se producen en la etapa de disolución de la alumina en el licor cáustico.
Separación y lavado de lodo
Esta área tiene como función la separación de la mayor parte de los desechos
indisolubles, comúnmente llamados lodos rojos, producto de la disolución de
alumina en el licor cáustico y la recuperación de la mayor cantidad de soda
cáustica asociada a estos desechos, empleando para ello una operación de
lavado con agua en contracorriente.
Caustificación de carbonatos
Controla los niveles de contaminación del licor de proceso a través del carbonato
de sodio (Na2 CO3). Capacidad: 600m3 de licor/hora, para la conversión de 4
toneladas de carbonato de sodio a carbonato de calcio (CaCO3) por hora, el cual
se elimina el proceso.
Apagado de cal
Tiene la función de apagar la cal viva y producir una lechada de hidróxido de
calcio que se utiliza en la separación y lavado del lodo, en la caustificacion de
carbonatos y la filtración de seguridad.
Filtración de seguridad
Separa las trazas el lodo rojo en el licor madre saturado en alumina.
Enfriamiento por expansión
Opera la reducción de la temperatura del licor madre al valor requerido para el
proceso de precipitación de alumina.
Precipitación
En esta área la alumina es disuelta en el licor madre y en estado de
sobresaturación es inducida a cristalizar en forma de trihidroxido de aluminio sobre
una semilla del mismo compuesto.
Clasificación de hidrato
Clasificación por tamaño de partículas del trihidroxido de aluminio, conocido como
hidrato, producto que se utiliza para calcinar semilla fina y semilla gruesa.
Filtración y calcinación de producto
En estas áreas se convierte el trihidroxido de aluminio en alumina grado
metalúrgico, con máxima reducción de sodio soluble asociado al hidrato.
Filtración de semilla final
Filtración y lavada con agua caliente de la semilla fina a ser reciclada en el área de
precipitación, a fin de eliminar el oxalato de sodio y otras impurezas precipitadas
en ella y así garantizar el control de granulometría del hidrato.
Filtración de semilla gruesa
Filtración de la semilla gruesa con el fin de reducir al máximo el reciclaje de licor
agotado, con poca capacidad para precipitar el hidrato.
OBTENCION DE POLVOS DE ALUMINA
PARA LA INDUSTRIA
NO-METALURGICA
Los distintos hidróxidos y óxidos de aluminio poseen una aplicación muy amplia en
las industrias, sin embargo sus propiedades se ven limitadas por el contenido de
óxido de sodio presente. En Venezuela la producción de alúmina a partir del
proceso Bayer se destina exclusivamente a la obtención de aluminio primario,
mientras que las empresas de otros sectores deben importar la alúmina que
utilizan en sus productos.
En el presente trabajo se pretende realizar un estudio que permita la obtención de
polvos de alúminas de transición y alúmina alfa, con bajos tenores de Na2O,
mediante tratamientos térmicos de calcinación, lavados y adición de
mineralizadores. Para ello se utilizó, como materia prima, hidróxido de aluminio
proveniente del proceso Bayer, tomado antes de la calcinación, suministrado por
la empresa nacional.
Al hidróxido de aluminio se le realizó un análisis térmico diferencial para
determinar las temperaturas a utilizar en los tratamientos térmicos posteriores. La
calcinación se llevó a cabo en un horno eléctrico en atmósfera de aire a
temperaturas de 227, 305 y 554° C durante tiempos de 1, 2 y 5 horas para cada
caso. A la muestra que presentó mayor área superficial se sometió a un máximo
de tres lavados, con su posterior análisis químico. Seguidamente, a la muestra se
le agregó AlF3 como mineralizador y se calcinó a 1150° C por 2 horas en aire para
obtener alúmina alfa. La caracterización de estos polvos se realizó por difracción
de rayos x (DRX), Microscopía electrónica de Barrido (MEB), ensayos de área
superficial y análisis de densidad.
Los resultados revelaron que por las características del hidróxido de aluminio
(gibosita) en estudio, no logra la obtención de alúminas de transición tipo Chi y
kappa, sino que la transformación ocurre a través de la fase bohemita. Se logró
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