Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
INFLUENCIA DE LA CRISTALINIDAD Y EL TAMAÑO DE PARTÍCULA DE
CAOLINES UTILIZADOS EN LA OBTENCIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO
M. Pantanetti (1) , M. dos Santos Afonso (2) , R. M. Torres Sánchez (1)
(1) CETMIC. Camino Centenario y 506, M. B. Gonnet.
(2) INQUIMAE y DQIAQF, FCEN, UBA, Cdad. Univ., Pab. II, Bs. As.
E-mail: mpantanetti@cetmic.unlp.edu.ar
RESUMEN
La principal producción industrial de Aluminio es a partir de bauxita, siendo fuentes alternativas las
que utilizan distintos minerales ricos en Al, entre ellos los caolines. En particular, el uso de caolín (silicato
de aluminio hidratado) esta basado en su tratamiento térmico con sulfato de amonio, obteniéndose
primariamente Al2(SO4)3 y/o NH4Al(SO3)2. Las condiciones optimas para alcanzar rendimientos que
permitan su aplicación industrial de este proceso son: temperatura de 400°C 1 hr y relación molar de 3:1
((NH4)2SO4: caolín), con caolines de alta cristalinidad,
En este trabajo se evalúala influencia de la cristalinidad de dos caolines (SP y 6T), la disminución del
tamaño de partícula y el consecuente cambio de coordinación del Al por tratamiento mecánico y la
temperatura de síntesis (300 y 400°C) en la obtención de sulfato de aluminio.
Los caolines SP y 6T con índice de cristalinidad (índice de Hinckley) de 0,97 y 0,68, respectivamente,
mostraron con 1000sg de molienda una disminución de Dapp del 8%. El aumento del tiempo de molienda a
1700seg provocó una disminución respecto de las muestras iniciales del 20 y 4% en SP y 6T,
respectivamente, evidenciando la influencia de la cristalinidad en el tamaño de partícula a tiempos
superiores a 1000seg. Los análisis de XPS mostraron que la molienda (1000seg) genera un mayor pasaje del
Al octaédrico a tetraédrico en la muestra de mayor cristalinidad (73 y 37% SP y 6T, respectivamente),
manteniendo se dicho % con el tratamiento a 1700seg.
Los espectros de DRX de los productos de reacción a 400C, para la muestra SP (mas cristalina),
mostraron un aumento de NH4Al(SO4)2 con el aumento de tiempo de molienda. La muestra 6T (menos
cristalina) sigue la misma tendencia, con menor producción de fase NH4Al(SO4)2 , con 1000seg de
tratamiento. El tratamiento mecánico de dicha muestra a 1700seg evidencia una disminución de cantidad de
NH4Al(SO4)2 asignado a la aglomeración sufrida por las partículas con dicho tratamiento. La disminución
de la temperatura del proceso a 300C (1hr), genero un menor rendimiento que el obtenido a 400C,
evidenciándose solo Al2(SO4)3 en la muestra SP tratada a 1700s.
Palabras clave: Caolín, cristalinidad, sulfato de aluminio, aluminio.
1. INTRODUCCIÓN
La ausencia de aluminio en la naturaleza como mineral puro, confina la producción industrial a su
recuperación a partir de minerales que lo contienen como la bauxita y los silicoaluminatos (feldespatos, mica
y arcillas). La primera utilización del caolín, silicato de aluminio hidratado, como fuente de Al se remonta al
año 1909 [1]. Posteriormente, distintas reacciones han sido utilizadas para producir Al a partir de caolín entre
otras: con ácidos o sales inorgánicas, mezclas de gases (Cl2 más CO en presencia de NaCl o KAlCl4) y con
H2SO4-SO3 a altas temperaturas [2-6].
En particular, el uso de caolín por tratamiento térmico con sulfato de amonio, permite obtener Al2(SO4)3 y/o
NH4Al(SO3)2, con rendimientos que permiten su aplicación industrial utilizando temperaturas de 400°C (1
hr) y relación molar de 3:1 ((NH4)2SO4: caolín); la posterior extracción ácida recupera el Al de los
compuestos solubles [7]. La disminución de la temperatura de reacción de síntesis es uno de los parámetros
que permite reducir el costo del producto buscado. La disminución del tamaño de partícula al permitir una
mejor interdifusión de los componentes iniciales es uno de los tratamientos utilizados para alcanzar menores
temperaturas de síntesis [8]. Los tratamientos de molienda además de reducir el tamaño de partícula, generan
modificaciones en la estructura [9-11] cuya falta de evaluación lleva a resultados contradictorios [12] en los
resultados alcanzados con este tratamiento.
En la producción de Al a partir de caolín, Colina et al. [7] utilizando un caolín con alto grado de cristalinidad
(I Hinckey = 1,07), postula una menor extracción de Al soluble a partir de menores tamaños de partículas
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