SILICATO DE SODIO CARACTERÍSTICAS GENERALES
El Silicato de Sodio, también llamado Vidrio Soluble, es fabricado por fusión en horno a 1200 ° C de ; Ceniza de Soda y Cuarzo. Este vidrio, tiene la particular característica de ser soluble en agua, bajo condiciones de temperatura y presión. Las características de los Silicatos de Líquidos son determinados con propiedad por; La Razón de los pesos de las moléculas que lo componen( SIO2/Ha2O), la densidad en grados ºBé y su viscosidad en Centipoises . En caso de Silicatos o Metasilicatos en polvo, la granulometría y contenido de Humedad son relevantes para su caracterización.
CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS SILICATOS LÍQUIDOS
| Nombre
|
Razón
SiO 2 /Na 2 O |
%Na
2 O |
%SiO
2 |
Viscosidad
Centipoises 20ºC |
| 30 °Be |
3,22 |
7,12 |
22,85 |
40 |
| 38° Be |
3,22 |
8,03 |
27,5 |
90 |
| 40/42 |
3,22 |
8,7 |
28.7 |
300 |
| 50/52 |
2.35 |
13 |
30.5 |
1800 |
| Aglosil |
3,22 |
5 |
16,1 |
40 |
| Clearsil |
3,22 |
9,0 |
28 |
250 |
Silicato de Potasio |
2,1 |
12,6 |
26,5 |
900 |
SILICATOS EN POLVO
|
Metasilicato de Sodio |
0,98 |
28,2 |
28,9 |
Granular |
| Silicato
de Sodio Polvo |
3,22 |
19,20 |
61,8 |
Granular |
Mercados y Aplicaciones.
Adhesivos : Fabricación de cartón
Corrugado, Conos de papel y otros
Detergencia : Fabricación de limpiadores
industriales y Detergentes en polvo.
Industrial : Fabricación
de Refractarios, cerámicas y cementos
especiales, fabricación de moldes de arena en fundiciones.
Minería : Desfloculador de minerales, Captador de Polvos
y aglomerante pelletizador.
Construcción y Obras Civiles:
Acelerador de Hormigones y consolidador de suelos.
Industria Textil : Blanqueo de
telas.
Industria del Papel y Celulosa :
Blanqueo Celulosa ( TFC ) y reciclaje de papel.
Industria de Pinturas:
Fabricación de pinturas y recubrimientos Ignífugos.
Adhesivos
Las soluciones de Silicatos de Sodio
son un pegamento inorgánico económico y versátil,
especialmente efectivo en sustratos porosos como : Papel, lana mineral
, caños de aislamiento térmico, perlita, madera, planchas
de yeso cartón , planchas de fibro cemento, bocinas de cartón,
cartón corrugado, esquineros etc.. Actúa penetrando
los sustratos porosos y luego al evaporarse el agua de la solución
de silicato, ( deshidratarse ) , se forman enlaces vítreos
entre los materiales aplicados.Además los Silicatos Líquidos,
no son Inflamables, son inodoros y no tóxicos, reconocidos
como inocuos por la FDA , por lo que finalmente los envases de cartón
que contienen alimentos superan los Test de Toxicología.En
Europa se utilizan además en la fabricación de esquineros
de cartón, bobinas y fabricación de cartón corrugado,
se aprovechan en estas aplicaciones sus ventajas más remarcables
como ser su rigidez no-inflamabilidad. Diferenciándolo de la
flexibilidad e inflamabilidad propia de los pegamentos derivados de
petróleo u orgánicos.Los Silicatos de Sodio por su facilidad
de disolución, tienen gran versatilidad en adecuarse a los
requerimientos particulares de viscosidad, velocidad de pegado, resistencia
mecánica y costos.
Detergencia y fabricación de
limpiadores industriales
La Industria de los Detergentes
ha usado Silicatos de Sodio, de Potasio y Metasilicatos de Sodio,
en la formulación de jabones y detergentes desde los inicios
del siglo XX.
Los Silicatos Solubles participan en el detergente, como ayudantes
de limpieza, agregando alcalinidad en el proceso de lavado, poder
humectante, poder emulsionante, además mantienen en suspensión
( poder desfloculante ) las partículas de suciedad, evitando
que estas vuelvan a depositarse en la tela objeto de lavado. Además
las propiedades anticorrosivas del Silicato protegen las máquinas
de lavar.
Detergentes en polvo :
En los procesos de fabricación de detergentes en polvo los
silicatos solubles proveen una eficiente y económica forma
de producir el detergente de forma granular , esto produce un tamaño
y composición de partícula uniforme, asegurando la misma
composición química en todo el detergente producido.
Esto es particularmente importante para obtener resultados de limpieza
uniformes en máquinas de lavar automáticas y especialmente
en aquellas con elevada demanda de lavado.
Limpiadores industriales y suciedad pesada
: El Metasilicato Pentahidratado
de Sodio es usado en detergentes fabricados con mezclas de polvos
para conseguir detergentes diseñados para ropa de trabajo y
limpieza de utensilios expuestos al contacto con grasas y aceites
(talleres mecánicos, mataderos, campanas de cocina, etc.)
Productos usados en esta Industria : Metasilicato
de sodio, Silicato de sodio, 38 ° Be, 40/42° Be, Clearsil,
Silicato de Potasio.
Industria del Papel : Blanqueo Celulosa
( TFC ) y Reciclaje
Blanqueo de Celulosa:
En la industria de la celulosa, el blanqueo tiende ha realizarse,
cada vez más usando el Peroxido de Hidrógeno (Total
Clorihide Free) en reemplazo de los productos clorados, por su indeseable
efecto medio ambiental. El Silicato de Sodio cumple el rol de estabilizante
de las soluciones de Peróxido, ya que su descomposición
es acelerada por la acción catalítica de algunos metales
comunes en el agua tales como : Cobre, hierro y manganeso. La cantidad
de Peroxido ocupada por kilo de producto blanqueado se reduce,
Reciclaje de papel:
El Silicato de Sodio en el destintado del papel recuperado, ofrece
ventajas sobre la utilización de la soda cáustica ,y
ceniza de soda, reemplazándolas parcial y/o totalmente. Este
aporta poder humectante , poder de dispersión a un PH inferior,
que el de los químicos remplazados. Mantiene además
las tintas y materiales no celulósicos , lejos de la pasta,
y con adicción de Peroxido de Hidrógeno mejora aun mas
los puntos de blancura final.
Productos usados en esta Industria:
Silicato de sodio entre 40° Be hasta el 50 º Bé, Clearsil
Silicato de Potasio y Metasilicato de Sodio Pentahidrato.
Fabricación de Refractarios
, cerámicas y cementos especiales
Los Silicatos Solubles de Sodio
y/o Potasio son usados efectivamente en estructuras , donde la estabilidad
y la resistencia química es requerida. Los refractarios que
usan Silicato alcanzan alta resistencia de fraguado a temperatura
ambiente, no necesitan en general cocción para lograr el curado
Los materiales refractarios así fabricados son fáciles
y seguros de manipular, tienen bajo costo, no son corrosivos, no desprenden
humo al secarse y son resistentes al desgaste luego instalados.
Construcción y Obras Civiles
Aceleración en Hormigones con cemento Pórtland:
En los elementos fabricados con hormigón, los silicatos solubles
actúan como sellantes penetrantes y acelerador del fraguado,
estos se pueden formular con silicatos de sodio líquido y de
potasio. El Silicato de Sodio soluble, reacciona con la portlandita
(Ca(OH)2 y con Ca2+. Formando silicatos de calcios del tipo (C-S-H)
El dióxido de calcio (portlandita) es una fase no deseable
del hormigón, porque sus precipitados forman una interfase
porosa , la que aumenta la permeabilidad del hormigón y reduce
la resistencia a compresión. Así también facilita
la carbonatación de la superficie del hormigón. Los
C-S-H es la corresponden a la fase deseable. Las ventajas de sellar
con Silicato confieren mayor resistencia a la abrasión, resistencia
química y resistencia a los agentes climáticos.El uso
del Silicato de Potasio evita la eflorescencia del hormigón,
siempre posible con el uso del Silicato de Sodio.
Activación y aceleración
en cementos tipo Puzolanico: El
cemento puzolanico esta definido como “sílice finamente
dividida o sílice y aluminio que reacciona químicamente
con feldespato a temperatura ambiente y en presencia de humedad para
formar un cemento de alta resistencia y lento endurecimiento”.
Necesariamente el fraguado en frío de las puzolanas debe ser
activado por calor o químicamente por álcalis. Los silicatos
son normalmente aceptados como el mejor material para activar puzolanas.
La razón de la efectividad de los silicatos es que ambos el
cation y el anion son útiles en la producción del cemento
puzolanico. Loa álcalis sirven para activar. La sílice
es un componente corriente de las puzolanas y la sílice o la
parte aniónica contribuyen a la formación del silicato
de Calcio hidratado, base de cemento que actúa como matriz
gigante. Se debe tener en cuenta que los silicatos razón 2,0
son preferibles para activar cementos puzolanicos.Una de las aplicaciones
del Silicato de Sodio mas difundidas en construcción es como
aditivo en a proyección de hormigones, disminuyendo notablemente
el rebote y por tanto la perdida de material, así mismo aumenta
el rendimiento de la aplicación. El hormigón con aditivo
en base a silicato de sodio.
Fragua mas rápido y tiene mayor poder de adherencia a las paredes.,
especialmente útil en la clave de las bóvedas de túneles.
Consolidación de suelos: La
consolidación de terrenos es de vital importancia para los
grandes proyectos civiles , como construcciones de represas, túneles,
etc. los que no pueden construirse, en terrenos débiles, fisurados,
permeables, defectos que pondrían en riesgo la construcción
y su duración en el tiempo .La inyección en el suelo
de una solución de Silicato con un reactivo acuoso que penetren
los intersticios del terreno y que luego reaccionen químicamente,
formándose en su primera etapa un gel y luego un sólido
aglomerado, impermeable y de alta resistencia mecánica. La
rapidez de la reacción química es controlada por la
dosificación del reactivo y produce además la irreversibilidad
de esta.
Potabilizacion de Aguas
Los silicatos de sodio son económicos,
efectivos, y químicamente inertes con el medio ambiente y han
sido utilizados por muchos años en el tratamiento de aguas
.Actúa en el tratamiento de aguas como inhibidor la corrosión,
el control del hierro y el manganeso, y además auxiliar de
coagulación.
Inhibidor de Corrosión: Los
silicatos de sodio son usados como inhibidores de corrosión
en la distribución de aguas potables e industriales, ya que
forma película protectora en la superficie metálica
del ducto, esta aísla el metal de ataques corrosivos. Al ser
los Silicatos líquidos solubles alcalinos, además traen
como beneficio el incremento del PH del agua. La selección
del silicato para esta aplicación depende del PH y la alcalinidad
del agua a tratar.
Control del Hierro y Manganeso: El
Silicato de Sodio es usado como un secuestrarte para prevenir que
el agua, en el sistema de distribución, sea coloreada por el
hierro y manganeso . Un silicato neutro es típico para esta
aplicación aunque un silicato alcalino puede ser usado para
fuentes de aguas mas ácidas. El hipoclorito de sodio es agregado
en el momento adecuado para oxidar el hierro. Agregando silicato de
sodio inmediatamente el hierro oxidara en una suspensión coloidal.
El manganeso es suspendido o es absorbido por el hierro. La dosificación
varía caso a caso según la cantidad de hierro y manganeso
presente en el agua, la dureza del agua y el tiempo de permanencia
en el sistema. La dosificación será mejor calculada
por el Test de Jar in situ.
Aditivo coagulante: La
sílice activa puede ser usada como un coagulante secundario,
junto a los coagulantes primarios que son sulfato de aluminio y cloruro
férrico, para mejorar el funcionamiento del sistema de aguas
especialmente en periodos de mayor turbiedad y bajas temperaturas.
La sílice activa es formada in situ por la neutralización
parcial del silicato de sodio, entonces diluido para alimentar una
solución con una concentración de cerca de un 1% SiO2.
La Sílice activa crea hojuelas de densidad más pesada
que permanecen en el fondo. Y por eso reduce la turbiedad del agua
ayudando a la filtración y permitiendo proceso de filtrado
mas eficiente.
Minería
Flotación de minerales:
El Silicato de Sodio líquido corrientemente es usado en los
procesos de flotación de minerales como desfloculante en minerales
tales como la calcita, fluorita, baritina, cobre, cuarzos y otros
silicatos. En las operaciones de flotación el Silicato, mantiene
las partículas indeseables de la ganga en la fase del agua,
mientras que las partículas deseables de valor, son llevadas
a la superficie por las burbujas de aire. Los silicatos aumentan la
flotabilidad del mineral, actuando además como depresor de
los estériles, además disminuye la superficie de contacto
entre el mineral y el liquido, favoreciendo la aireación del
agua por la formación de burbujas mas pequeñas.
Captador de Partículas y Aglomerante
pelletizador: Austral Chemical Chile
S.A en conjunto con CORFO- Fontec han desarrollado Aglosil un producto
en base de Silicato de Sodio el cual tiene como principal virtud el
ser aglomerdor de partículas finas ( pm2,5 y pm 10 ) nocivas
a la salud si son respiradas.
Aplicaciones :
Sellador de relaves mineros : El producto se aplica por aspersión
sobre las superficies a cubrir , formándose rápidamente
una película resistente a la acción eólica .
En una aplicación típica el rendimiento es de 1000 m2
por hora alcanzándose una película de unos 2mm de espesor
.
Sellador de Camiones tolva y vagones de ferrocarril : es una aplicación
similar a la anterior la cual evita el encarpado de la carga expuesta
y permite minimizar la contaminación de caminos y vías.
Captador de partículas : aplicado con aspersor y en adecuada
dilución sobre aquellos puntos de la faena minera o industrial
en la cual se emite polvo por chancado , caídas de altura ,
cambio de dirección de correas transportadoras. Evitando la
emisión de polvos finos a la atmósfera.
Aglomerante pelletizador : Aplicado por aspersión y en la adecuada
dilución sobre de minerales metálicos y no metálicos
, fertilizantes, etc en un equipo pelletizador de disco o cilíndrico
permite la formación de pellets de resistencia ajustable y
proporcional a la cantidad de producto aplicado. El rápido
secado y lo económico de su formulación permite aglomerar
productos a muy bajo costo .
Industria Textil
Auxiliar de blanqueo: El
silicato de sodio añadido en las aguas de lavado y blanqueo
de telas -por ejemplo algodón- para acomplejar y mantener en
solución metales como hierro, cobre y manganeso, que catalizan
la descomposición del peroxido de hidrógeno, hace mas
económico el proceso de blanqueo.
Por otro lado los silicatos solubles contribuyen a aumentar el poder
limpiador de los detergentes comúnmente usados para retirar
las grasas y suciedades de las telas. Actúa como tampón
para mantener la solución alcalina incluso después de
la introducción de algunos ácidos.
Productos usados en esta Industria.
Silicato de sodio entre 40° Be hasta el 50 º Bé, Clearsil.
Silicato de Potasio y Metasilicato de Sodio Pentahidrato.
Industria de Pinturas
Fabricación de Pinturas Minerales: El
silicato de sodio y potasio se utilizan como vehículo en la
fabricación de pinturas minerales, diseñadas específicamente
como recubrimiento de hormigones, estucos , ladrillos , fibro cemento
y otros elementos minerales. El Silicato utilizado en la pintura ,
reacciona químicamente con los sustratos minerales, produciéndose
una silificacion o petrificación , pasando la pintura a formar
parte del sustrato tratado con esta pintura, garantizando alta resistencia
y durabilidad.
Características principales de la pintura fabricada con Silicato:
-Alta permeabilidad al vapor de agua, permitiendo respirar al sustrato.
-Alta resistencia a la Luz Solar, radiación UVA y agentes climáticos
.
-Resistente al crecimiento de hongos y algas.
-Resistente al ataque de ácidos , productos alcalinos y corrosivos.
-Coeficiente de dilatación similar al sustrato, por lo que
ante cambios bruscos de temperatura no se desprende ni desconcha.
-Libre de pegajosidad ( TACK ) y carente de cargas electrostáticas
que atraen polvo.
-Son ecológicamente mas inocuas por cuanto son minerales y
carecen de solvente.
-Inodora , facilitando su aplicación en ambientes habitados.
Aplicaciones :
Recubrimiento de fachadas de edificios y Obras Civiles.
Restauración de edificios de valor patrimonial.
Renovación de fachadas antiguas.
Recubrimiento de Túneles y subterráneos.
Pintura de radieres en zonas de bajo transito.
Revestimientos Ignífugos:
El carácter ignifugo del silicato, es utilizado en revestimiento
que retardan el fuego, y se aplica sobre materiales muy diversos .
como ejemplo si se adiciona 5% de Urea técnica a un silicato
38 |Be y agregando agua hasta los 25 ° Be los materiales tratar
telas, maderas lanas etc pueden ser inmerso en esta solución
, pintado o rociados. Estos retardaran su combustión en forma
importante.
Tratamiento de Residuos Sólidos
en Vertederos
El Silicato de sodio ha demostrado
ser un poderoso encapsulante de materiales peligrosos, convirtiendo
productos solubles en insolubles , volátiles en pesados , y
aquellos materiales orgánicos quedan recubiertos en material
inorgánico y que dependiendo del material reaccionan con este
reduciendo su potencial riesgo e contaminación. Los materiales
adecuadamente encapsulados resisten la acción del viento, lluvias
y ataques ácidos. La principal
aplicación es sobre botaderos de basuras, residuos químicos
sólidos ( originados por siniestros ) , lodos secos , etc..
Las ventajas de este producto son
:
-Reducir la cantidad de agentes fijadores y mejora la estabilización
del terreno.
-El material estabilizado y compactado disminuye su volumen, permitiendo
aumentar la capacidad de los depósitos.
--Cambia las propiedades físico químicas del material
tratado impermeabilizándolo y haciéndolo más
resistente a líquidos y ácidos percolados.