mi mama y mi pipelon (Q.E.P.D). A los estudiantes, mi razon de ser co

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1 JO RELLENOS UNlVERSDA FA ESCUELA DE GE NGE

2 JO RELLENOS Trabajo de Promoc UNVERSDA FA ESCUELA DE GE NGE

3 A mi familia, eje alrededor del eua mi mama y mi pipelon (Q.E.P.D). A los estudiantes, mi razon de ser co

4 TA 1. NTRODUCCON REFERENCAS BffiLOGRMC 2. GENERALDADES DE ALGU 2.1 PAPEL 2.2 PLAsTCO 2.3 CAUCRO 2.4 PlNTURA REFERENCAS BffiLOGRMCA > ' 3. CARBONATO DE CALCO _ 3.1lNTRODUCCON 3.2 GENERALDADES 3.3 METODOS DE OBTENCON Naturales Artificiales 3.4 UTLZACON EN LA NDUS ndustria del Papel ndustria del plastico y del ca ndustria de la pintura ndustria de los cosmeticos ndustria farmaceutica Otros usos

5 3.5 STUACON EN COLOMBA STUACON MUNDAL 63 REFERENCAS BBLOGRMCAS TALCO NTRODUCCON GENERALDADES Mineralogia Propiedades Ambientes geol6gicos de formaci6n Explotaci6n y beneficio UTLZACON EN LA NDUSTRA ndustria del papel ndustria de la Pintura ndustria de los Pltisticos ndustria de la Cenimica ndustria de los Textiles ndustria de la construcci6n ndustria de los cosmeticos y farmaceuticos ndustria de Alimento para animales Otros Usos STUACON EN COLOMBA STUACON MUNDAL 98 REFERENCAS BBLOGRMCAS 104

6 5.3.1 Carga en la industria del pa CAOLlN NTRODUCCON 5.2 GENERALDADES UTLZACON EN LA NDU Recubrimiento en la industr ndustria de la Cenimica ndustria de la Pintura ndustria del Plastico ndustria del caucho Otras ndustrias STUACON EN COLOMBA STUACON MUNDAL 83 REFERENCAS BBLOGRAFC OTROS RELLENOS NDUST 6.1 BENTONTA BARTA 0 BARTNA (sulf MCAS YESO (sulfato de calcio) SLCE CRST ALNA 6.6 DATOMTA 6.7 WOLLASTONTA 6.8 ASBESTOS REFERENCAS BBLOGRAFC

7 Pag. LSTA DE FGURAS Figura 2-3. Porcentaje de minerales consumidos en la industria del papej en el mundo como Figura 2-1. Proceso de elaboracion del papel 13 Figura 2-2. Materias primas del papel 14 rellenos y cubrientes 16 Figura 3-1. Mercado del GCC en Latinoamerica 54 Figura 3-2. Mercado del PCC en Latinoamerica 54 Figura 3-3. Plantas Cementeras en Colombia 59 Figura 3-4. Produccion Nacional de Caliza Figura 3-5. Exportaciones de caliza Colombiana por afio 62 Figura 3-6. Produccion Mundial de Cemento 63 Figura 3-7. Produccion mundial de cal 64 Figura 3-8. Produccion mundial de cemento por paises, Figura 3-9. Produccion mundial de cal por paises, Figura 4-1. Estructura del talco (Filosilicato) 72 Figura 4-2. Presentacion mesoscopica del talco 74 Figura 4-3. Talco laminar y compacto (microcristalino) 74 Figura 4-4. Deposito de talco en Yellowstone 75 Figura 4-5. Deposito de talco en Argonaut (Vennont - EEUU) 76

8 Figura 4-6. Dep6sito de talco en Tr Figura 4-7. Producci6n de talco en Figura 4-8. Exportaciones de talco Figura 4-9. Producci6n mundial de Pag n el mundo como Figura Producci6n mundial d Figura Utilizaci6n porcentual Figura 5-1. Caolinita al Microscop Figura 5-2. Consumo del caolin po Figura 5-3. Explotaci6n de caohn e Figura 5-4. Producci6n colombiana Figura 5-5. Exportaciones Colomb Figura 5-6. Producci6n mundial de Figura 6-1. Distribuci6n por usos d Figura 6-2. Producci6n mundial de Figura 6-3. Producci6n colombiana Figura 6-4. Exportaci6n de barita c Figura 6-5. Producci6n Mundial de Figura 6-6. Producci6n Mundial de Figura 6-7. Producci6n Mundial de Figura 6-8. Producci6n Mundial de Figura 6-9. Producci6n Mundial de Figura Distribuci6n del cons Figura Producci6n Colombia Figura Producci6n mundial d Figura Producci6n Mundial d Figura Distribuci6n del consu Figura Producci6n nacional d

9 Figura Producci6n Mundial de arena silicea 17 Figura Producci6n mundial de diatomitas 17 Figura Producci6n mundial de wollastonita ~ 181 Figura Producci6n Colombiana de asbestos 18 Figura Producci6n Mundial de asbesto por paises 18 Figura Usos de las diatomitas en el mundo 173 Figura Producci6n Mundial de diatomitas, Figura Distribuci6n del consumo de wollastonita para EEUU 8 Figura Producci6n mundial de wollastonita, Figura Usos para el asbesto en EEUU, Figura Producci6n Mundial de Asbesto 18

10 licea 170 ndo Tabla 1-1. Propiedades de los princ Tabla 1-2. Aplicaciones de los mas Tabla 2-1. Comparaci6n entre los m Tabla 2-2. Propiedades de los rellen Tabla 2-3: Principales minerales in Tabla 2-4. Propiedades de los mine del phlstico Tabla 2-5. Utilizaci6n de las particu Tabla 2-6. Principales pigmentos ac Tabla 2-7: Propiedades de los exten Tabla 2-8. Clasificaci6n de los pigm Tabla 2-9: Cantidades tipicas de ca Tabla 3-1. Granulometrias mas usa Tabla 3-2. Clasificaci6n de calizas Tabla 3-3. Requisitos del Carbonato Tabla 3-4. Cargas de Carbonato de Tabla 3-5. Requisitos del carbonato Tabla 3-6. Residuos permitidos par Tabla 3-7. Requisitos para el carbon

11 Tabla 3-8. Especificaciones de la nonna NTC Tabla 3-9. Especificaciones de la caliza para Cristaleria Peldar S. A. 54 Tabla Reservas medidas para Colombia de rocas carbonatadas 57 Tabla Calculo del Consumo de Caliza en la ndustria Nacional (Ton) 60 Tabla Produccion Nacional de Caliza 61 Tabla Exportacion de caliza colombiana por paises 62 Tabla 4-1: Propiedades fisicas tipicas de las cargas de talco 81 Tabla 4-3. Especificaciones del talco producido por Haicheng Talc de China para su uso en Tabla 4-4. Especificaciones para el talco usado en aislantes electricos 87 Tabla Volumen de exportacion colombiano de talco en toneladas por paises 98 Tabla Utilizacion industrial porcentual del talco por paises 101 Tabla 4-2: Propiedades de las cargas de papel 82 plasticos 86 Tabla 4-5. Fonnulaciones del talco en cosmeticos 90 Tabla 4-6. Fonnulacion para bases en polvo de maquillajes (%) 90 Tabla 4-7. Analisis quimico de algunos talcos de Yarumal 96 Tabla 4-8. Propiedades fisicas tipicas de los productos tenninados 96 Tabla 4-9. Principales industrias colombianas consumidoras de talco 96 Tabla Produccion y reservas mundiales de talco 99 Tabla 5-1. Especificaciones de un caolin comercial grado papel 116 Tabla 5-2. Especificaciones del caolin en ceramica 118 Tabla 5-3. Requisitos para el uso de la arcilla en ceramicas (NTC 2401) 120 Tabla 5-4. Composicion y propiedades de dos caolines comerciales usados en plasticos 122 Tabla 5-5. Composicion quimica tipica de un caolin para la industria del caucho 124

12 TC ~ra Cristaleria Peldar S. A on) para su uso en Tabla 5-6. Caracteristicas del caol Tabla 5-7. Resultados anitlisis fisi Tabla 5-8. Reservas y producci6n Tabla 6-1. Producci6n mundial de Tabla 6-2. Reservas y Producci6n Tabla 6-3. Propiedades de las mic Tabla 6-4. Producci6n Mundial de Tabla 6-5. Reservas de yeso en Co Tabla 6-6. Reservas y Producci6n Tabla 6-7. Propiedades tipicas de Tabla 6-8. Especificaciones de las Tabla 6-9. Producci6n Mundial de Tabla Producci6n Mundial d '24

13 1 Rellenos ndustriales Minerales Los rellenos industriales mineral componente esencial de muchos p sofisticados (Lishmund, Paterson y rellenos minerales son materiales industrial con el proposito de aum caracteristica especial para el prod producto final. En esta categoria se arcillas, diatomitas, feldespatos, m materiales sinteticos derivados de calcio, grafito, sulfato de caicio, wo 1975). Las rocas y minerales usados com beneficiados para garantizar mejor entre otras y asi poder ser aplicados El papel tradicional de los rellenos proceso productivo donde es emplea primas de mayor valor economico otros. En la actualidad, a estos m mejoren 0 impartan alguna propied su papel de simples aumentadores d que ademas aportan propiedades b versatilidad dada a los productos c

14 Rellenos ndustriales Minerales Jorge van Toben crecimiento nipido de su mercado en los ultimos aiios (May, 2002). Sin embargo, el costo sigue siendo uno de los principales criterios de seleccion del relleno en la mayoria de las empresas. La inclusion de rellenos modifica caracteristicas fisicas de los productos finales como dureza, fragilidad, brillo, color, densidad, porosidad, resistencia mecanica, suavidad, reologia, resistencia al fuego, expansion termica, punto de reblandecimiento y de fusion, conductividad eh~ctrica, termica y acustica. Caracteristicas quimicas como resistencia al ataque de acidos, ph, reactividad, etc. Es decir, dependiendo de las caracteristicas del relleno especifico empleado, de la cantidad utilizada (porcentaje adicionado) y de las reacciones que ocurran entre ellos y las otras materias primas durante el proceso productivo, los productos manufacturados modificaran sus propiedades fisicas, quimicas, opticas y mecanicas, precios, apariencia y desempeiio (Severinghaus, 1975). A medida que en un productomanufacturado se introducen rellenos industriales se logran mejorias en unas propiedades pero otras son desmejoradas, en este balance esta uno de los criterios mas importantes al definir la cantidad, el tipo de sustitucion 0 diseiio de mezcla de minerales de relleno en el producto terminado. Se debe tener presente que varios rellenos pueden cumplir funciones similares dentro de una industria, por 10 cual su seleccion se debe hacer con mucho cuidado y suficiente sustentacion tecnica. En otros casos, los rellenos tienen comportamientos complementarios por 10 cual, por ejemplo, una pintura puede contener caolin, carbonato de calcio, talco y barita, cada uno mejorando uno 0 varios aspectos de ella. La eleccion de un mineral para su uso como relleno depende de numerosos factores relacionados con el producto final que se desea obtener y con las propiedades que el mineral en sl mismo posea, se deb en combinar los dos aspectos para lograr la mejor eleccion. Es importante resaltar que el aspecto economico, relacionado con el bajo costo de explotacion y procesamiento, sigue siendo fundamental al momento de elegir.

15 Jorge van TobOn Rellenos ndustriales Minerales Y, 2002). Sin embargo, el costa ~l reheno en la mayoria de las los productos finales como tencia mecanica, suavidad, llandecimiento y de fusion, imicas como resistencia al de las caracteristicas del aje adicionado) y de las nas durante el proceso ~dades fisicas, quimicas, s, 1975). A medida que se logran mejorias en fio de los criterios mas lezcla de minerales de La evaluacion de los recursos y r rellenos industriales requiere m geologicos, debe incluir la det quimicas y mineralogicas tales co distribucion de particulas, estruc calor, afinidad con el agua y gra tambien una comparacion con la uso potencial. Hecho de esta ma para la roca 0 el mineral en cada c El comportamiento de los re manufacturados es el resultado de e otorguen durante su procesam calcinacion, tratamiento superfic 1999). Dentro de las principales candidatos a usarse como rellenos similares dentro de uidado y suficiente S complementarios de calcio, talco y nerosos factores ':>iedades que el 'ograr la mejor ~l bajo costo de Dureza: Es tan definitiva en la s duros producen un rapido desgas reduciendo el tamano de particula se prefieren los minerales y rocas produccion de pinturas de baja resistencias mecanica y qui mica. carbonato de calcio. Tamafio de particula: El deseo g en la superficie, es mas facil viscosidad de las pastas. Se deb particulas (tamano maximo, min como el caohn y el carbonato de

16 Rellenos ndustriales Minerales Jorge van Tob6n mineral es a menudo report ado en terminos de tamaiio promedio y en la mayoria de los casos como Diametro Esferico Equivalente (Equivalent Spherical Diameter ESD). Forma de las particulas: Esta afecta profundamente su utilizacion. Se deben identificar particulas redondeadas (esfericas), tabulares, aciculares y laminares ya que cad a una tiene un rango de aplicacion especifico. Por ejemplo, los rellenos laminares son muy utilizados en pinturas porque aumentan su rendimiento (brochabilidad), pero las aciculares son las preferidas en las pinturas anticorrosivas (especialmente de varillas 0 elementos cilindricos) porque se logra una mejor cobertura. Una de las caracteristicas mas importantes a definir es la relacion de aspecto, que es la relacion entre el diametro promedio y el espesor promedio de la particula. Color: Es especialmente evaluado donde el color del producto final es importante, como en el caso del papel y las pinturas. En general, se prefiere el blanco por ser mas facil de pigmentar; la calidad del color blanco se determina mediante la definicion del "Brigthness" y del amarillamiento del material. E color del relleno se puede mejorar en la explotacion con un arranque selectivo, mediante beneficio (flotacion, separacion magnetica, etc.), por la reduccion de tamaiio 0 con blanqueamiento quimico 0 termico. indice de refraccion: Se prefiere que sea cercano a la matriz 0 sustancia que esta rellenando para que no modifique el color 0 las propiedades opticas del producto terminado. Propiedades quimicas: De elas dependen muchas de sus aplicaciones. En general se desea que no reaccionen con la sustancia que va a rellenar ni con el medio para que prolongue la vida del producto elaborado. Mediante tratamientos quimicos, las propiedades de los minerales pueden ser modificadas de acuerdo con las necesidades especificas de cada proceso productivo.

17 Rellenos ndustriales Minerales Jorge van Tooon ' Las caracteristicas de un relleno.ideal son: bajo costo, tamafio de particulafino y constante, inercia quimica, baja gravedad especifica, baja abrasividad, propiedades constantes y ninguna toxicidad 0 peligrosidad. Los principales rellenos industriales minerales naturales son: caolin, caliza y talco. Otros menos comunes son: yeso, vermiculita, perlita, wollastonita, tripoli, carb6ny productos de desechos pulverizados como escorias y cenizas. Otro grupo importante son los sinteticos como el carbonato de calcio precipitado, hidr6xido dealuminio, silicato crucico, grafito, sulfato de calcio, etc. En la Tabla 1-1 se presentan algunas propiedades de los materiales mas comunmente usados como rellenos. G: gravedad especifica, H: dureza, n: indice de refracci6n, A aceite: absorci6n de aceite. Se puede ver que las particulas de los minerales usados como rellenos' industriales presentan tres formas fundamentales: laminar (micas, caolin, talco,etc.), acicular 0 fibroso (wollastonita, asbestos, etc.) e irregular 0 en 'bloques (carbonato de ca1cio~ feldespato, etc.), esto en virtud del numero de direcciones de exfoliaci6n presentes en el mineral. Las particulas laminares y aciculares son caracterizadas por la relaci6nde aspecto, que para las partfculas aciculares es la relaci6n de la longitud media contra el diametro medio.

18 Rellenos ndustriales Minerales Jorge van Tobon Tabla 1-1. Propiedades de los principales rellenos industriales Rocal Densidad H A aceite Composicion G ph mineral kg/m 3 n Mohs cc/l00g Asbesto Mg,ShOs (Crisotilo) (OH) Barita BaS (Mg,Ca)O' Bentonita Ah03'5Si02' xh20 CaoHn Ah03'2Si02' H20 Carbonato de CaC calcio Diatomita Sin, 'xh , Feldespato y 2.61 sienita KAShOs nefelina Micas KAhShOlO ± (Moscovita) (OH)z Perlita AhSi4O Pirofilita lo (()T-l~ Pumicita Silice, Tripoli Si Talco Mg3(0H)2 Si4O lo Vermiculita (Mg,Feh (Si,Al) OH 2'4H2O Wollast Yeso En la Tabla 1-2 se presentan los rellenos industriales mas usados con sus aplicaciones industriales mas comunes y las propiedades mas relevantes.

19 Jorge van TobOn Rellenos ndustriales Minerales ellenos industriales ' -, ', l~id~~~_t_-~ L~")H A aceite Forma ' ' ccll00g, LlO Fibras i :, i i Laminar j, 1r Laminar 1 i ( i ~ bloques : amorfas?, ; :';. " ~ : ~1~! ' ' Laminar i _ i 40-70, 30-40, 'j Laminar Laminar Acicular, blicaciones! Tabla 1-2. Aplicaciones de los mas Roca/mineral Asbesto (Crisotilo) Barita Bentonita Caolin Carbonato de calcio. Pisos, phi cemento, Phisticos, lodos de p Pesticidas asfaltos y Papel, adhesivos, caucho, ti Asfalto, insecticida papel, cau muchos ot Diatomita Pintura, p pesticidas, - otros. Feldespato y sienita Pintura, ' ' nefelinica caucho. Micas (Moscovita) Perlita Seca: tech pintura. Caucho, p de colgadu Fina es us y plastico. Pirofilita nsecticida pinttira,, baterias. Pumicita Estuco, cemento. 'f' '" ';" -., (,'}!.:: ' "

20 Rellenos ndustriales Minera1es 'Jorge van Tooon Silice, Tripoli ' : Pintura".. :abrasivos, fundici6n, etc.,, Talco Vermiculita.. Yeso, ~.. Pintura, insecticidas, techos, caucho, asfalto, papel, cosmeticos ' y... textiles. " F ertilizantes, pesticidas, acondicionadores de suelos... Pintura, papel, textiles, pesticidas. Dureza, ".., inerte, '" resistencia, bajo cos~o. Estructura suavidad laminar, Expansivas y pl{lsticas Bajo costo Lasilice es filtro y.. construcci6n. Relleno ind excelencia. importante ceramicay fu Son finas expandidas. 60%calcinad 40% sin calc Los rellenos industriales minerales,' eritonces, son utilizados en un gran numero -de industrias que producen elementos para la cotidianidad de' las personas. Por ejemplo, E,. -, '.", papellos usa'como relleno y como material de recubrimiento, para mejorar la opacidad, brillantez, blancur~' recepci6n de tintas, etc.; los plasticos para mejorar sus propiedades 6pticas y mecanicas; los fertilizantes e insecticidas utilizan rellenos inertes para aumentar el volumen y encapsular los elementos activos; la industria de la construcci6n es una gran consumidora de estos elementos, especialmente asbestos, piedra p6mez, yeso, silice, etc;; las pinturas para mejorar el rendimiento, la resistencia al ataque de los factores atmosfericos, la opacidad y la preservaci6n; los cosmeticos para absorber grasa y.dar tersura a la piel. En la literatura tecnica sobre esta tematica se encuentran mucho los terminos filler y extender. Filler viene del hecho de rellenar espacios mientras que extender procede de la tecnologia de pinturas y se asocia a la habilidad de extender 0 mejorar el rendimiento de los pigmentos activos como el Ti0 2 (Decaer, 1997). E estudio de los minerales mediante una buena caracterizaci6n en el dep6sito y de sus propiedades dentro de los procesos industriales a traves de una "mineralogia de procesos" han permitido encontrar cada dia nuevas aplicaciones industriales para ellos y mejorar la calidad de muchos productos y procesos y es alh donde los ge610gos (mineralogistas) tienen mucho para aportar al desarrollo industrial del pais. Este continua siendo un campo

21 ,<Jorge van Tob6n Rellenos ndustriales Minerales ~asivos, Dureza,. :-, inerte, LastTlcees usada como 'resistencia, bajo costo. filtro y en la '-- :---- ' construcci6n. ~;",:;--->.laminar, Relleno industrial por excelencia. Es muy importante tambien en, cenimicay fundici6n ticas Son finas y se usan expandidas. i 60% calcinado 40% sin cal cinar., gran mimero' de, Por ejemplo,' E1 hrar la opacidad, ~us propiedades ara aumentar el ')n es una gran ~o, S '1'ce, etc:; muy amplio donde falta mucho por paises como el nuestro donde la min Colombia que es un pais con nume origen a un sinnumero de rocas y fundamental mente en los minerales manera mas decidida hacia las roca desarrollo de las RM en Colombia de disminuir las importaciones de paises de la Comunidad Europea evolucionado de grandes consumid industriales (Decaer, 1997), es est, (1999) han indicado que el con su desarrollo industrial de un pais. los factores grasa y dar os filler y ede de la 10 de los de sus cesos" )rar la. ',)'. istas) mpo

22 ~ r Rellenos ndustriales Minerales Jorge van Tob6n. REFERENCAS.BffiLOGRAFCAS.. DECKER, M. Filler and Extender: European market trends. En: ndustrial Minerals. London, No 363, Pp DECKER, M. White minerals in plastics: market developments. En: ndustrial Minerals. / London, No 384, Pp FORSSBERG, E. & WANG, Y. mproved efficiency in ultrafine grinding of fillers and pigments. En: ndustrial Minerals. London, No 379, Pp HARBEN, P. The ndustrial Minerals Handybook: A guide to markets, specifications and prices. Polestar Scientifica, 3 ra ed, London, p. HOUSSA, Ch-E. Turkey minerals: fillers market filled up. En: ndustrial Minerals. London, No 379, Pp HUTLEY, T. Minerals filled plastics: design and development. En: ndustrial Minerals. London, No 396,2000. Pp ONDES, G. Paper pigments: markets dynamics and Outlook. En: ndustrial Minerals. London, No 393, Pp LSHMUND, S; PATERSON, 1.& RAY, H. Minerals of Australia's oldest state reviewed. En: ndustrial Minerals. London, No 380, Pp MAY, J. Fillers i!l the fast lane. En: ndustrial Minerals. London, No 423, Pp ()

23 Pp. 36 'Jorge van TobOn Rellenos ndustriales Minerales SEVERNGHAUS, N. Fillers, Fil Rocks. 4ta ed. American nstitute Batimores, Maryland, Pp. 23 lds. En: ndustrial Minerals. c s. En: ndustrial Minerals. ' ' e grinding of fillers and. 15. ets, specifications and ndustrial Minerals. lustrial Minerals. rial Minerals. ')dest state.'.'. ~.' ':,.'.

24 Rellenos ndustriales Minerales 2. GENERALD A continuaci6n se.presentan de rellenos industriales minerales. " 2.1 PAPEL En la actualidad el papel es un ma producci6n a gran escala ha sido niveles de alfabetizaci6n y educaci comunicaci6n impresos y esta re entre otros. Esta constituido por u generalmente derivadas de la pulpa papel' entonces esta constituido fun de materias primas minerales para de acuerdo con sus posibles usos. El papel ha sido utiiizado p~r el ho encontr6 en China donde se fabric6 en un molde hecho de tiras de bam cambiado sustancialmente. S610 ha pulpa de madera, que sigue siendo ailos despues se empez6 a producir lasfibras sinteticas como el nylon, dia es un proceso altamente i

25 Rellenos ndustriales Minerales especificaciones y' controles.. ambientales muy. estrictos. (historia' del papel <http://icarito.tercera;cl>), eneste sentido ybuscando mejorar la calidad delpapel y darle propiedades especificas de acuerdo a1 uso final se vienen empleado minerales industriales para el recubrimiento y relleno. ' En el proceso de produccion, muy simplificado, las materias primas se trituran en agua 0 se procesan quimicamente para obtener una pulpa donde las fibras de la madera han sido liberadas unas de otras, el medio mecanico se usa para papeles de bajo costa como los usados en los periodicos, el quimico es mas costoso pero se obtiene un papel mas resistente. Lapulpa se coloca sobre una superficie porosa capaz de filtrar el exceso de agua resultando una lamina de fibras entrelazadas. Para retirar toda.el agua la lamina es p~ensada y secada para obtener el rolla 0 bobina de papel como se muestra en la Figura 2-1 (proceso de elaboracion del papel Trituradara.'.Caldera apresion (a madera se cuece con distlntos disolventes) Trancas sin corteza Pulpa acuosa. Sabina de papal ~ Tela metillica.rodillos Callentes,. RodiJos Frfos de SecadO..',... ~igura 2~1. Proceso de elaboraci6ndel papel (Tomada de proceso de elaborac.ion del, p~pel) 11

26 Jorge van Tob6n 0 :.' Rellenos ndustriales Minerales ~mtalpl---'----, del papel papel y darle " s industriales en agua 0 se 'ra han sido 10 como los s resistente. 'resultando a y secada troceso de Las materias primas estim compu de'la madera, especialmente de: l secundarias de recic1aje 0.trapo ligantes; cargas, aditivos ypigme como se presenta en la Figura 2-2..' Pulpa mecanica 11% Aditivos R p ',, Pulp o Pulpa reciclada y fibra o Aditivos Figura 2-2. Materias primas del " j " 0, : n ~ ::, Ī.,..'/1 ". La industria del papel es por m industriales en el mundo (Keega industriales y de productos deriva Las rocas y minerales son utilizad unicamente de pulpa de celulos demasiado transparente para la cubriendo la hoja con rocas y min que se originan de manera natural cobertura son utilizados para mejo 1 l,

27 Rellenos ndustriales Minerales,'" ' Jorge van Tob6n _" maximizar la opacidad en el papel y hacerlo mas blanco, de mayor opacidad, brill ante, suave, liviano, con una mejor recepcion de las tintas y para mejorar sus propiedades esteticas (Harben, 1999). Una de las principales limitaciones deluso de las cargas minerales en el papel es que se disminuye su resistencia mecimica. La seleccion del relleno y la cantidad utilizada depend en de las propiedades especificas deseadas en el papel. ' Los minerales para carga y cobertura de papel no.solo poseen ventajas tecnicas sino que tambien ayudan a bajar el costo de produccion dado que generalmente son menos costosos que las fibras. Las coberturas en papel se aplican sobre la superficie de la hoja en forma de una pehcula delgada de pigmento fino mezclado con una solucion adhesiva. Estas deben ser luego prensadas para mejorar el acabado de la superficie. E recubrimiento se realiza como parte del proceso de fabricacion de papel 0 como una operacion secundaria (proceso de elaboracion del papel E brillo de las hojas de papel esta control ado por el tamaiio de las particulas del recubrimiento de tal forma que se ha establecido un valor critico de finura en 2.0 Jlm;' esdecir, por debajo de este valor se obtendia papel con buen lustre y por enc~ma papel mate. " Los'materiales mas usados en esta industria son: caolin, talco, dioxido de titanio, carbonato de calcio natural (GeC) y precipitado (P~C) (Keegan, 1997). Los cuales se' emplean rionruilmentecorilbinados, como' relleno '0 recubrierites pudiendo uno sustitulr al otro como en erc~so de los carbonatos de calcio quepueden sustituii a'caolintanto COriO carga 0 cobeitiiia (Keegan, 1997). El consumo de otras cargas' 0 rellenos como baritina, diatomitas y yeso son menos comunes" com() se muestra en la 'Figura 2':'3. E'uso cada vez mas frecuentes de procesos neutros 0 acalinos para la fabricacion de papeles, tanto en Estados Unirloscomo en Europa, peflnitio que se extendieiaampliamente el empleo decarbonato de -calcioprecipitadoo 'molido como relleno y controlador'del ph (Keegan,'1997).'.

28 ' Rellenos ndustriales Minerales hacerlo 'mas blanco, de mayor opacidad, brillante, ~i6n de las tintas 'y para mejorar sus propiedades S princip~les.:~o~es' del uso ~e las cargas ~ye su.!.esls tp -- 'Olca. La seecclon del relleno j'-',,deseadas en el papel., "...,....,entajas tecmcas SDO que nente son menos costosos ( forma de una pelicula ~stas deben ser luego se realiza como parte ',ndaria (Proceso de ojas de papel esta, forma que se ha.,, 13 Caolfn T FigUl-:a2-3. Porcentaje de minera como rellenos y cubrientes. Toma,, ~ (,)' '. i ~.1 " e este valor se anio, carbonato. es se emp ean al otro como Olho carga 0 diatomitas ' "la vezmas 'en Estados ' ". carbonato' Los minerales del gropo del talco particularmente, donde habia fue t6cnicos particulares asi 10 exigiero en los illtimos aiios: Hoy en dia el t, del pitch mas que'co.m~ mineral d madera.' Sf el proceso' de lavado de,la misrna;,estaspequeiias particula -...' manchas finas u otros defectos en l impidiendo que se degraden (Houss : Para mu~ho~ autores el pres,ente y, reciclaje doride ayudaa remover la de ca1cio~ (segemar.gov.ar). que, son' sus princ, r, '}

29 Rellenos ndustriales Mineraes 'Jorge van Tob6nl': En'la Tabla 2-1 se.presenta.la comparaci6n entre-los diferentes minerales usados como recubrimientos del papel. Tabla 21-.ComparaClon entre os mmeraes usa dos como co berturas en e pape1,..talco. Caolin.Carbonato de c Densidad 2,80 2,58 2,70 Tamaiio de particulas:,/ (, <2mm'> 45% 80% 90%; >10mm 98% 99% 100% Forma de particulas Plana Plana, laminar : Redonda ph de la suspension 9,0 6,5 9,2 Solubilidad en condiciones Baja Ninguna Alta acidas '.. Afinidad al agua Baja Alta Moderada Energia de la superficie G/cm;o) ,. :,. L ", Fuente: ndustnal Mmerals "Ptgments and extenders", 1985'en segemar.gov.ar En,la Tabla 2:-2 se presentan,a1gunas caracteristicas de los principales minerales usados,.',,'. C?mo.re.l~etl0 ell: elpap~l,.,'.'.,.,.; :, ~ < Tabla 2-2.Propiedades de los rellenos del papel..,' '.,...,.~arga..,. j',,,., 1'alco,., ;.,.t,< 1.57-; ndice de refraction ~,:. "., ' Brillo " seeo, '. Tamal'io de partieula, "(Jlm)' : Peso especifieo." Usos 1.5~ , impresi6n, carton Baritina ' " Especiales Carbonato calcio Molido P~ecipitado.de,. : ~ ' 'libros periodicos, ~llos Diatomita: :..10 ', '2.7' on, ~, Yeso, bond Caolin impresion... Modtficada de Rosktll, The economtc oftalc, 1996 en segemar.gov.ar.. 1:7

30 ;,Jorge van TobOn Rellenos ndustriales Minerales i 'minerales usados como! ias en e pape, Carbonato de calcio, 2,70 90%, 100%, Redonda 9,2 Alta, Moderada 'segemar.gov.ar ', 'erales usados ' i La principal desventaja del talco e esta industria es elcosto; Los ca tonelada, elcarbonato de calcio US$110 y US$190 portonelada (H Los minerales usados en esta ind gran blancura, baja abrasividad~ propiedades e confieren al papel ocasionar un excesivo desgaste en 2.2 PLA~TCO. Las resinas empleadas en los plast estabilizantes, colorantes y otros a rriecanicas requeridas. Las resinas con una mezcla de elas. Este ma forma final al phistico. l' '~presion, carton ciales' ', bros! ~dicos, rillos " ton i. 'ld ;ion v.ar ' Los minerales son incorporados a refuerzos (rellenos activ~s). AJgu seleccionarlos para ser empleados mezcla fundida, abrasion y propied Las cargas han sido utilizadas par pero, solo comenzaron a ser utili decada del 70, para reducir el con carga en el plastico. puede m endurecimiento y la resistencia el c (,

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