Comparación del poder fundente de distintos aditivos borásicos en gres porcelánico.

M.F. HERNANDEZ; A.F.RESI; M. CIPOLLONE; G. SUAREZ; E. AGLIETTI; N. RENDTORFF

Santa Fe

Congreso; 14º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET y XIII Simposio Materia; 2014

SAM

Comparación del poder fundente de distintos aditivos borásicos en gres porcelánico. M.F. Hernándeza,b,c, A.F. Resia,b,c,*, M.E. Cipolloneb,c, G. Suáreza,b, E.F Agliettia,b, N.M.Rendtorff a,b,* a. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica CETMIC (CIC-CONICET) Cno Centenario y 506 Gonnet, La Plata (1897), Argentina. b. Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas UNLP, 47 y 115 La Plata (1900) Argentina. c. Química Analítica, Y-TEC SA. Ensenada, Argentina. *antonellaresi@gmail.com *rendtorff@cetmic.unlp.edu.ar A B S T R A C T Tile manufacturing is usually carried out by dry or semi dry pressing. However the formulation and particle size adequacy is commonly done by an aqueous route. The possibility of carrying out the mixtures and gran size fitting through a dry process would mean an important energy and water save and, at the same time, would permit the utilization of fluxing agents set of with high and intermediate solubility that are nowadays not viable. These technologies are in development and preliminary implementation. Boron containing fluxes belong to this type. This is more important taking into account that Argentina is an important boron producer. In the present preliminary study the fluxing capability of a set of boron containing sources (FOB, from the Spanish meaning) over two caolinitic clays is compared. Boric acid H3BO3, Borax (Na2B4O7.10H20), Colemanite(Ca2B6O11.5H20 ) and Ulexite (NaCaB509.8H20 ) were studied. FOB-clay mixtures with identical B content were compared (1% B: 3.22% B2O3). Mixtures were dry milled and uniaxilly pressed. The thermal behavior was established by tormogravimetric and thermo differential analysis (TG-DTA). The shrinkage, porosity and density evolution with the thermal cycle were studied, together with the resultant crystalline phases within the 1100-1400ºC range. The porosimetric analysis permitted to differentiate the sintering mechanisms. The studied FOB-clay mixtures presented acceptable maturity ranges (below 1200ºC). The following fluxing sequence was found B≈U>A>C. The chemical processes were established specially the mullitization grade that was independent of the fluxing agent. Keywords: Clay mixtures, Boron additives, fluxing agents. R E S U M E N La fabricación de gres porcelánico para revestimiento se realiza tradicionalmente por prensado en seco o semi-seco, sin embargo la formulación suele hacerse por vía húmeda. La posibilidad de realizar la mezcla y adecuación granulométrica y la formulación por vía seca significa un importante ahorro energético y además permitiría la utilización de diversos fundentes con alto o medio grado de solubilidad inviables por la vía húmeda. Los fundentes borásicos se encuentran dentro de estos. Argentina es un importante productor de esas materias primas. En el presente estudio se compara el poder fundente, sobre dos arcillas de alto contenido de caolinita, los diversos fundentes oxídicos de boro (FOB): del ácido bórico H3BO3 (A), el Bórax Na2B4O7.10H20 (B), la Colemanita Ca2B6O11.5H20 (C) y la Ulexita NaCaB509.8H20 (U). Para la comparación se elaboraron mezclas arcilla - FBO con idéntica cantidad de Boro atómico 1%, que es 3,22 % de óxido de boro B2O3. Las mezclas fueron preparadas en molino orbital, y prensadas uniaxialmente. Se determinó el comportamiento térmico de las mezclas mediante el análisis simultáneo termo gravimétrico y térmico diferencial (TG-ATD) y el efecto en la contracción, las propiedades texturales (porosidad y densidad) y las fases cristalinas resultantes luego de tratamientos térmicos en horno eléctrico en el rango de temperaturas 1200-1400ºC. Por último determino el grado de mullitización por Difracción de rayos X (DRX). Los FOB estudiados presentaron rangos de maduración aceptables (por debajo de los 1200ºC) para la fabricación de este tipo de materiales. Se encontró el siguiente orden de poder fundente: B≈U>A>C a 1200ºC, por encima de 1300º presentaron formación de burbujas. Se compararon los comportamientos térmicos evaluados (ATD-TG) con los de literatura, estableciéndose los cambios químicos durante el tratamiento térmico. El grado de mullitización se encuentra correlacionado con el contenido de arcilla inicial, lo cual tendría injerencias