Attapulgita– Un mineral único con grandes aplicaciones en las pinturas

La attapulgita es un silicato mineral de arcilla, llamado así por el área de Attapulgus Georgia donde se estudiaron los depósitos de EU inicialmente en 1935. La arcilla attapulgita es única por su estructura de cadena tridimensional que crea partículas en forma de aguja que no se aglomeran al exponerse a la humedad, en contraste con otras arcillas tixotrópicas. Esta naturaleza no aglomerante hace a la attapulgita una arcilla formadora de gel y tixótropo única, así como el producto preferido cuando la estabilidad dimensional es importante.

La attapulgita forma suspensiones de alta viscosidad estables a relativamente bajas concentraciones que se adelgazarán con la aplicación de esfuerzo cortante. Al dispersarse en un líquido, las partículas de arcilla forman una retícula que atrapa la fase líquida espesando el sistema. Al aplicar esfuerzo cortante a un líquido espesado con arcilla Attapulgita, la retícula formada por fuerzas electrostáticas se rompe y el l íquido fluye con facilidad. Una vez retirado el esfuerzo cortante las fuerzas electrostáticas originan que se forme una nueva retícula y el líquido se espese nuevamente. Este ciclo se puede repetir indefinidamente.

Formulando con Attapulgita Sistemas Acuosos: La attapulgita funciona en formulaciones acuosas iónicas y no iónicas. El desempeño óptimo de la attapulgita se logra cuando la arcilla se dispersa y mezcla en un medio a alto esfuerzo cortante. El uso de surfactantes en sistemas acuosos puede provocar sobre dispersión de attapulgita resultando en pérdida de desempeño.

Los productos de attapulgita se agregan por lo general directamente a la mezcla en la etapa del proceso a alta velocidad. Si no hay etapa de alto esfuerzo cortante en el proceso principal la attapulgita se puede preparar como un pre-gel utilizando una pequeña cantidad del sistema solvente acuoso. Los pre-geles se preparan típicamente a un 10 – 15 porciento en peso de arcilla en el vehículo acuoso. Esta mezcla pre-dispersada se agrega entonces al lote de producto.

Dependiendo de la aplicación y las propiedades de gel deseadas, se pueden variar la cantidad y tipo de arcilla attapulgita.

Las concentraciones típicas (por ciento en peso) para aplicaciones acuosas son:

Pinturas látex 1 – 3 por ciento

Pinturas texturizadas 2 – 4 por ciento

Uniones de cemento 3 – 5 por ciento

Mastiques 2 – 4 por ciento

Sistemas No-acuosos: La arcilla attapulgita es un material altamente hidrofílico y aunque se dispersa fácilmente en sistemas acuosos, requiere el uso de un surfactante cuando se usa en sistemas no-acuosos como reducciones asfálticas. Los surfactantes recomendados son catiónicos y actúan como una interfase de transición entre la arcilla y el sistema orgánico.

La relación óptima arcilla-surfactánte se determina fácilmente ajustándola experimentalmente hasta lograr máxima viscosidad. En sistemas de reducciones asfálticas la relación típica y óptima de arcilla-surfactánte está entre 8 – 12 partes de arcilla a 1 parte de surfactánte. Este rango se debe a la variación en reducciones, surfactántes y el tamaño de partícula de la arcilla attapulgita en uso.

Al trabajar en sistemas no.acuosos, el método recomendado para adicionar la arcilla es el de pre-dispersión descrito para sistemas acuosos. En reducciones asfálticas el surfactánte se debe adicionar a una porción del sistema y mezclarse vigorosamente. Después se debe adicionar la arcilla para obtener un 20 por ciento en peso de la concentración de ésta y mezclar hasta que se observe un espesamiento máximo. Finalmente, el resto de la reducción y otros ingredientes de la fórmula se adicionan y mezclan hasta lograr una consistencia uniforme.

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La barita o sulfato de bario

¿Qué es el bario?

Es un elemento blando, plateado y altamente reactivo. Ocupa el decimoctavo lugar en abundancia en la corteza terrestre, en donde se encuentra en un 0.04%. El elemento reacciona intensamente con el agua, y se corroe rápidamente en aire húmedo. De hecho, el elemento es tan reactivo que sólo existe en la naturaleza como compuesto. Los compuestos de bario se obtienen de la minería y por conversión de dos minerales de bario.

Los compuestos del bario

Sus compuestos más importantes son minerales: el sulfato de bario (barita), BaSO4 y el carbonato de bario (witherita), BaCO3.

La barita, es el principal mineral y contiene 65.79% de óxido de bario. La witherita, algunas veces llamada espato pesado, contiene 72% de óxido de bario.

La barita

La baritina o barita, del griego baros (“pesado”, palabra que también dio origen al bario), es un mineral de la clase de los sulfatos y del tipo AXO4. Químicamente es el sulfato de bario BaSO4. Es un mineral muy común. Aparece frecuentemente como junto con la calcita y el cuarzo.

Los cristales son generalmente tabulares paralelos a la base, a veces tienen el aspecto de ataúdes. Si los tabulares son divergentes forman lo que se llama “rosas de barita”.

Usos de la barita

La principal aplicación de la barita es como lodo de perforación, debido a su gran peso. También se usa como pigmento y para la fabricación de agua oxigenada, en la fabricación del litopón (combinación de sulfuros y sulfatos para recubrimientos), como estándar del blanco y como carga mineral.

Se usa también en las industrias de caucho como material de relleno y en la pintura, en la industria de los frenos, del vidrio y como recubrimiento en las salas de rayos X.

Proveedores de barita o sulfato de bario

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¿En que consiste la preparación mecánica de los minerales?

De manera muy general, la preparación mecánica de los minerales consta de:

1. APARTADO: Este proceso consiste en ir a los depósitos de minerales (minas) y extraerlos de los más convenientes para su beneficio fundamentalmente este proceso radica en el conocimiento de ciertas características físicas del mineral tales como color, brillo, aspecto de fractura. Este apartado se lleva a cabo a mano, con cincel y martillo, con barreta manual y neumáticas, perforadas de barrera y explosivos. Los medios de transporte que se pueden utilizar son carretillas manuales, bandas transportadoras, carretillas mecánicas, transportadoras de carga, grúas viajeras, palas mecánicas, trascabos.

2. MOLIENDA: Esta operación consiste en reducir de tamaño grandes granos de mineral para manejar su manejo y transporte, fundamentalmente este proceso radica en la diferencia de durezas que ofrecen los distintos minerales y las gangas presentes. Esta operación se puede llevar a cabo utilizando quebradoras de campana, quebrantadoras rompedoras, peras, molinos de bolas, molinos de codillos.

3. CRIBADO O TAMIZADO: Fundamentalmente este proceso consiste en seleccionar y clasificar los minerales por medir el índice de finura obtenida durante la molienda, esta operación separa por diferencia de tamaño los materiales útiles de las gangas para esta operación es necesario utilizar telas o laminas perforadas conocidas como tamices, cribas. Los tamices para su manejo generalmente se clasifican por el numero de mallas o agujeros que existen en una distancia de pulgada lineal. Este proceso consiste en utilizar un agujero, un juego de tamices colocados verticalmente en orden creciente de superior a inferior, dichos conjuntos pueden estar accionados por dispositivos que produzcan sacudidas, vibraciones, sarapes, oscilaciones, trepidaciones. Durante el tamizado los granos más gruesos son detenidos en los tamices colocados en la parte superior.

4. CLASIFICACIÓN: El principio fundamental de este proceso radica en la diferencia de velocidad de la caída del grano, de los minerales puestos en contacto con una solución acuosa más densa que el agua, esta diferencia de velocidad de caída de los granos delos minerales se debe a la diferencia de densidades de los mismos. Los clasificadores son construcciones cilíndricas verticales como base en forma de cono truncado, la solución que se emplea se vuelve a utilizar limpiando con una prensa de un filtro, el tiempo de reposo es variable según del mineral de que se trate.

5. CONCENTRACIÓN:

b. Concentración por flotación: Se aplica particularmente para minerales sulfurados ofrece resistencia al empapamiento en un mineral mas finamente dividido cuesta mas trabajo empaparlo, fundamentalmente este proceso consiste en incrementar la tensión superficial de los minerales molidos, después de que el mineral sale del proceso de clasificación se le añade una sustancia llamada espumante como ejemplo aceite de pino que hace que el mineral tenga mayor tensión superficial posteriormente este mineral se lleva a un recipiente rectangular y se le añade agua hasta que cubra el mineral, se inyecta aire formándose una espuma con la cual se van los sulfuros (mineral sulfurado)enseguida se añade mas espumante y se inyecta aire para eliminar sus sulfuros y así sucesivamente. La flotación selectiva se realiza cuando el mineral muy revuelto, es decir, que existen diferentes minerales y se requiere aprovechar la flotación selectiva añadiendo los aditivos adecuados.

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