ÄREA
SILICATOS Y DERIVADOS
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.