disminuir el contenido de soda de la materia prima de 3200 ppm hasta 660 ppm en
la alúmina alfa sin modificar el proceso Bayer.
USOS Y APLICACIONES DE LA ALUMINA
Alumina como catalizador y portador de catalizadores
La alumina tiene usos importantes como catalizador y portador de catalizadores, y
para este fin se emplean diversos tipos, según las características que se deseen.
La alumina empleada como portador de catalizadores puede modificar
notablemente la función del catalizador aunque por si misma tenga poca actividad
respecto de la reacción catalizada. Es necesario escoger el tipo adecuado de
alumina para determinada aplicación. Además es preciso determinar la cantidad
de agente activo que ha de sostener la alumina, considerando debidamente la
actividad, estabilidad y el costo de la composición.
Alumina como abrasivo y refractarios
La alumina calcinada ordinaria que resulta del proceso de Bayer tiene muchos
usos como abrasivos. Sus propiedades su pueden modificar variando la
temperatura de calcinación y el tamaño de partícula. Ciertas calidades se emplean
en el acabado de metales, particularmente de superficies duras de acero
inoxidable y chapado de cromo.
La alumina fundida de pureza ordinaria producida en horno de acero eléctrico
tiene muchas aplicaciones como material abrasivo y para preparar materiales
refractarios. Hay dos tipos principales de abrasivos artificiales: el carburo de silicio
y el oxido de aluminio, que se complementan en los usos y, en general no
compiten entre si. Por ejemplo, por su gran fragilidad, el carburo de silicio se usa
para desgastar materiales de baja resistencia a la tracción, como la fundición de
hierro y aluminio, y los abrasivos de alumina en virtud de su gran tenacidad, se
usan sobre materiales de gran resistencia a la tracción, como el acero. Por
muchos años la producción de abrasivos de alumina fundida ha sido por termino
medio dos o tres veces mayor que la del carburo de silicio. La mayor parte del
abrasivo artificial que se fabrica en el continente americano se hace en Canadá, y
casi todo se envía en estado impuro a las plantas matrices en los Estados Unidos
para su ulterior tratamiento.
Para ciertas operaciones de esmerilado, en particular las que requieren corte en
frió, se necesita alumina fundida especial, algo mas pura y quebradiza que la
ordinaria. El titanio, que da tenacidad al producto no se puede eliminar
económicamente durante la producción de la alumina fundida, y, por consiguiente,
la materia usada es un polvo blanco de alumina pura producida por el proceso
Bayer.
La producción de alumina fundida especial es aun mas complicada que la calidad
ordinaria. Se emplea la misma clase de horno, pero se necesitan electrodos de
grafito para no introducir impurezas. Es esencialmente un proceso de fusión, en el
cual se introduce rápidamente la alumina. La sobre reducción origina la formación
de carburo de aluminio que produce efecto perjudicial en el material acabado; este
tiene color casi blanco y multitud de diminutos poros y perforaciones formados por
pequeñas cantidades de vapor procedente del álcali que se usa en la preparación
de la materia prima. Se puede aumentar la porosidad añadiendo a la carga
carbonato sódico. El análisis del producto da mas de 99% de oxido de aluminio. El
consumo de energía es 50 a 60% del consumo para la calidad ordinaria, y el
rendimiento es grande.
También se ha usado corindón natural puro como materia prima para este
proceso, pero dado que contiene más impurezas que la alumina obtenida por el
proceso de Bayer, la operación es intermedia entre la ordinaria y la especial arriba
Escrita. Se emplean virutas de hierro y cocque con adiciones para contrarrestar la
sobre reducción y la formación de carburo de aluminio.
Un proceso reciente de reducción con carbono comienza con bauxita y emplea
adiciones de sulfuro de hierro y cal para formar la mezcla fundida. Esta, además
de alumina, contiene sulfuros de aluminio, hierro, calcio y magnesio que obran
como disolventes de la alumina y de impurezas indeseables. Mediante el
enfriamiento debidamente regulado de la mezcla fundida se separa la alumina en
cristales de gran pureza, que crecen hasta adquirir tamaños diversos en el
intervalo de los tamices 10 y 200. Estos cristales están incluidos en una matriz que
contiene sulfuro y se descompone por la acción del vapor o el agua.
Los cristales de alumina en forma de granos son separados, lavados con acido,
secados, tamizados, y entonces ya se pueden usar. Estos cristales sin poros son
fuertes, ásperos y aguzados. Por razón de su eficiencia abrasiva mayor que la del
grano que se produce triturando lingotes de alumina fundida, el material es
particularmente eficaz para las ruedas que sirven para esmerilar aceros de gran
resistencia.
Óxido de Aluminio Marrón (A)
Grano abrasivo robusto y poco friable. Es utilizado en operaciones de corte,
desbaste y rectificación en aceros de bajo carbono, cuchillos, palancas, zapapicos,
tijeras, etc. También es indicado para materiales no ferrosos como madera dura y
aluminio.
Óxido de Aluminio Blanco (38A)
Operaciones de precisión (terminado) y afilado de herramientas de acero rápido.
Es indicado para trabajar en materiales no ferrosos como madera y cuero.
Esmeril
El Esmeril sintético es un oxido de aluminio con un bajo contenido de oxido férrico,
dando como resultado un mineral de alta durabilidad y resistencia en comparación
del Esmeril tradicional. Se utiliza básicamente para pulidos manuales de
materiales ferrosos y no ferrosos.
Óxido de Aluminio 19A
Utilizado en operaciones específicas donde es necesaria la robustez del grano "A"
con la friabilidad del grano "38A".
Óxido de Aluminio 25DR
Grano abrasivo friable, indicado para operaciones de afilado de herramientas,
rectificaciones cilíndricas y planas y operaciones con puntas montadas.
Óxido de Aluminio 55A
Utilizado en operaciones de precisión, proporciona acción de corte rápido y friable
con excelente mantenimiento de perfil.
Óxidos de Aluminio Cerámicos (SEEDED GEL®)
Granos abrasivos con estructura cristalina submicrométrica derivada de un
exclusivo proceso de aglomeración. Poseen dureza y resistencia superiores
comparados a los óxidos de aluminio convencionales obtenidos por el proceso de
fusión. Son indicados para la utilización en materiales de difícil rectificación, en
que la productividad, calidad y reducción de costos necesitan ser minimizadas.
Son producidos por proceso químico y cerámico que resulta en un material denso,
duro y robusto. El proceso de fabricación produce un grano de óxido de aluminio
de excepcional pureza que proporciona un abrasivo afilado micro-cristalino que
produce resultados superiores.
Óxido de Aluminio Cerámico
Estos granos poseen un formato redondeado y extrema friabilidad. Son utilizados
en rectificaciones de precisión, en herramentales y terminado, en rectificaciones
cilíndricas e internas donde el más importante es la integridad metalúrgica de la
pieza-obra.
Este grano es utilizado por NORTON con las siguientes especificaciones:
- 1SG: 10% de óxido de aluminio cerámico (Seeded Gel) y 90% de óxido de
aluminio convencional.
- 3SG: 30% de óxido de aluminio cerámico (Seeded Gel) y 70% de óxido de
aluminio convencional.
- 5SG: 50% de óxido de aluminio cerámico (Seeded Gel) y 50% de óxido de
aluminio convencional.
Óxido de Aluminio Cerámico
El formato más puntiagudo de este grano hace que sea más friable, permitiendo
así micro fracturas en operaciones de baja presión. Es indicado en operaciones de
rectificación interna, principalmente en fabricantes de rodamientos en la
rectificación de pista y agujero. Elimina el uso del producto tratado con azufre.
Este grano es utilizado por NORTON con las siguientes especificaciones:
-
1SGQ: 10% de óxido de aluminio cerámico (SGQ) e 90% de óxido de aluminio
convencional;
- 3SGQ: 30% de óxido de aluminio cerámico (SGQ) e 70% de óxido de aluminio
convencional;
- 5SGQ: 50% de óxido de aluminio cerámico (SGQ) y 50% de óxido de aluminio
convencional.
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