Carbonatos de calcio
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Carbonato de calcio
Se pueden producir varias formas cristalinas. Estas formas se utilizan para construir minerales y rocas. Estos se definen a continuación. Hay tres formas cristalinas que se utilizan principalmente en la producción de relleno de carbonato de calcio:
Calcita un mineral también llamado calcspar que tiene forma romboédrica trigonal o escalenoédrica trigonal cristales ortorrómbicos de aragonito Las diferencias entre estas tres formas y las compara con la morfología de los rellenos que tienen estas formas cristalinas así como con diagramas esquemáticos de los cristales. Durante el proceso biológico de formación, cada organismo produce una forma cristalina específica. Por ejemplo, el nácar o la perla en sí son aragonito. Aquí la capa prismática está formada por calcita.
La aragonita es una forma menos estable y se puede convertir por calentamiento en calcita. Ambos minerales se pueden distinguir fácilmente por sus propiedades físicas como densidad (aragonito 2,9 y calcita 2,7), índice de refracción (aragonito 1,7, calcita con dos índices de refracción de 1,49 y 1,66 que provoca un doble efecto de refracción), y dureza (aragonito 3,5- 4 y calcita 3).
Hay varios otros minerales y rocas asociados con el carbonato de calcio:
- Creta una roca sedimentaria de textura suave formada a partir de nanofósiles
- Dolomita mineral compuesto de carbonato de calcio y magnesio
- Piedra caliza roca sedimentaria consolidada
- Mármol una roca metamórfica originalmente compuesta de calcita, aragonita o dolomita que se recristalizó a una roca densa bajo la influencia de alta presión y temperatura. Su color depende de las mezclas (p. Ej., El óxido de hierro da una coloración de amarillo a parduzco, el mármol de Carrara es blanco debido a su alta pureza)
- Depósitos de travertino de agua de manantial en forma de calcita o aragonito que se forman en las cuevas, goteos (estalactitas y estalagmitas) Modificación del carbonato de calcio que es muy inestable y se convierte fácilmente en calcita
La revisión anterior de la formación de rocas y minerales indica que no todos los carbonatos de calcio son iguales. Su tipo y propiedades dependen de su historia de formación. Además de los procesos de formación anteriores, la presencia de aditivos también determina el proceso utilizado para extraer o refinar el relleno y su utilidad. Otros minerales como los silicatos y las arcillas se forman simultáneamente y dentro del carbonato de calcio y en conjunto forman una amplia gama de mezclas que deben procesarse. Este aspecto de la producción se subraya en reconocimiento de que es muy importante para el proceso de un producto final utilizar un grado particular de material que depende de la tecnología de producción y el lugar de origen. Se utilizan tres procesos tecnológicos principales en la producción de carga de carbonato de calcio. Estos son molienda, precipitación y recubrimiento. Más del 90% de carbonato de calcio se procesa mediante molienda. Se utilizan dos métodos: seco y húmedo.
Carbonato de calcio minerales naturales
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Procesamiento de carbonato de calcio naturales
El procesamiento en seco implica secado, molienda, clasificación del aire y, a veces, tratamiento de la superficie. Los molinos de rodillos, los molinos de bolas, los molinos de clavijas y los molinos de clavijas se utilizan junto con una amplia gama de clasificadores de aire. El clasificador controla el tamaño de partícula 'corte superior' (97% en masa más fina). Este tamaño superior puede variar de 100 Jlm a menos de 5 Jlm. El tamaño medio de partícula (50% más fino) está influenciado no solo por el clasificador pero también por el tipo de molino, el tamaño original del cristalito y la resistencia a la conminución. Es importante distinguir entre partículas y cristales. Los primeros pueden ser cristales individuales enteros, fragmentos de cristales o aglomerados fuertes de cristales.
Tratamiento de superficie de carbonato de calcio naturales
Los silanos no son capaces de reaccionar con una superficie de carbonato y los titanatos encuentran un uso limitado, principalmente para la reducción de la viscosidad en las resinas termoendurecibles. Por el contrario, grandes cantidades de carbonato de calcio se tratan superficialmente con ácido esteárico. Esto se lleva a cabo normalmente a temperatura elevada bajo alta mezcla de cizallamiento y el ácido esteárico se convierte en gran medida en estearato de calcio. Si bien estos productos recubiertos con estearato se usan ampliamente en termoplásticos y termoestables, el mayor uso de volumen es en compuestos de PVC de todo tipo (es decir, uPVC, PVC plastificado y plastisoles de PVC). Las razones para usar un revestimiento de estearato varían de una aplicación a otra. Estos incluyen características mejoradas de procesamiento, propiedades mecánicas y propiedades eléctricas (debido a una mejor resistencia a la humedad) y una absorción reducida de aditivos menores.
Carbonato de calcio precipitados sinteticamente (PCC)
PCC normalmente se fabrica a partir de carbonato de calcio natural por calcinación de CaO+C02, despues se hidratata para dar una suspensión de Ca(OH)2 , sigue la filtración y precipitación de CaCO3 usando carbono dióxido. se filtra , se seca y se desaglomera.
Tratamiento de la superficie
El tratamiento de la superficie, con mayor frecuencia con ácido esteárico, se lleva a cabo en la etapa de suspensión, ya que esta es una ruta de recubrimiento eficiente pero también porque el recubrimiento de estearato hidrofóbico proporciona una deshidratación más económica. La PCC también se trata superficialmente con materiales como el polibutadieno carboxilado. En este caso, los grupos carboxilo reaccionan con la superficie de manera similar al ácido esteárico, pero los dobles enlaces están disponibles para la reacción con polímeros. La carga se puede recubrir previamente o el polibutadieno carboxilado se puede agregar por separado durante la composición. Este tipo de recubrimiento se usa generalmente para elastómeros de caucho o termoplásticos donde los dobles enlaces se pueden usar para proporcionar acoplamiento y refuerzo. En general, PCC se usa donde el tamaño clave de las partículas es el factor clave. Esto influye principalmente en las propiedades mecánicas y el acabado de la superficie. El buen color y la alta pureza también son propiedades beneficiosas en ciertas aplicaciones. En un área específica, las propiedades químicas son críticas. Esto está en compuestos de cable de PVC diseñados específicamente para limitar la evolución de cloruro de hidrógeno en un incendio. PCC, que tiene una superficie específica mucho más alta que los carbonatos de calcio naturales, reacciona mucho más rápido con el HCI evolucionado, reduciendo las emisiones a la atmósfera.
El ácido esteárico es el tratamiento tradicional utilizado para el carbonato de calcio, este es muy similar al ácido láurico que utilizamos. Ambas moléculas están compuestas por una larga cola de hidrocarburos cubierta con un grupo de ácido carboxílico. Como se esperaba, el ácido láurico es un químico de tratamiento muy efectivo que se adhiere en grandes cantidades a las partículas, dando así una buena dispersión. Sin embargo, también podemos ver que el grupo amina y el grupo triclorosilano son tan efectivos como el ácido láurico. Este es un hallazgo importante. Aún más emocionante es que el grupo de anhídrido succínico proporciona una dispersión aún mejor que cualquier otro aditivo, incluido el ácido carboxílico estándar de la industria.
Combinación de talco y carbonato
La combinación de talco y carbonato de calcio en un compuesto combina algunos de los beneficios de cada relleno (y ayuda a ocultar sus debilidades). Por ejemplo, agregar las partículas de talco en forma de placa con partículas de carbonato de calcio, según se informa, introduce la alta rigidez del talco sin perder tanta resistencia al impacto como en los compuestos de poliolefina de talco.
Keywords: calcium carbonate, limestone, chalk