काओलिन के लघु अनुप्रयोग

काओलिन की खपत कागज, रबर, चीनी मिट्टी की चीज़ें, रेफ्रेक्ट्रीज़, ग्लास फाइबर और सीमेंट उद्योगों में केंद्रित है। छोटे, लेकिन फिर भी महत्वपूर्ण उपभोक्ता उद्योग हैं पेंट, प्लास्टिक, चिपकने वाले पदार्थ और सीलेंट और उत्प्रेरक सपोर्ट। इन उद्योगों के अलावा, काओलिन का उपयोग कई उद्योगों द्वारा कम मात्रा में किया जाता है। रोस्किल का अनुमान है कि 2002 में ऊपर उल्लिखित उद्योगों के बाहर काओलिन की खपत लगभग 720,000 टन थी।

 

1.1रसायनों में काओलिन का अनुप्रयोग

 

काओलिन का उपयोग एल्यूमीनियम सल्फेट के उत्पादन में किया जाता है, जिसे फिटकरी भी कहा जाता है, और पहले इसका उपयोग एल्यूमीनियम धातु के उत्पादन में किया जाता था। रासायनिक निर्माण के लिए एल्यूमिना के स्रोत के रूप में काओलिन का उपयोग एल्यूमीनियम धातु बाजार के तेजी से विकास के बाद कम हो गया, जिससे एल्यूमिना ट्राइहाइड्रेट (एटीएच) की व्यापक उपलब्धता हुई। एल्यूमिना ट्राइहाइड्रेट काओलिन की तुलना में अधिक शुद्ध है और इसमें एल्यूमिना का अनुपात अधिक है इसलिए यह अधिक कुशल फीडस्टॉक है।

 

1.1.1 एल्युमीनियम सल्फेट

 

एल्युमीनियम सल्फेट हाइड्रेटेड या निर्जल किस्मों के रूप में होता है। हाइड्रेटेड एल्यूमीनियम सल्फेट, या फिटकरी (Al2[SO4]3.18H2O), का विपणन औद्योगिक, कम लौह और लौह मुक्त रूपों में किया जाता है। एल्युमीनियम सल्फेट इस मायने में असामान्य है कि इसे बॉक्साइट, प्राकृतिक मिट्टी, एल्यूमिना ट्राइहाइड्रेट और उप-उत्पाद या अस्वीकृत एल्यूमिना कच्चे माल से उत्पादित किया जा सकता है।

 

औद्योगिक ग्रेड आमतौर पर रासायनिक ग्रेड बॉक्साइट से उत्पादित होते हैं, जो 110oC पर सल्फ्यूरिक एसिड में बीस घंटे तक पच जाता है। शुद्ध कम आयरन और आयरन मुक्त ग्रेड का उत्पादन औद्योगिक ग्रेड के समान ही किया जाता है, सिवाय इसके कि एल्यूमिना ट्राइहाइड्रेट और सल्फ्यूरिक एसिड का सामान्य रूप से उपयोग किया जाता है। आयरन मुक्त एल्यूमीनियम सल्फेट, सबसे शुद्ध ग्रेड सामग्री, मुख्य रूप से प्रक्रिया के पानी को स्पष्ट करने, लुगदी के घोल के पीएच को नियंत्रित करने, रंगों को सेट करने और कागज के आकार को नियंत्रित करने के लिए उच्च गुणवत्ता वाले कागज उत्पादन में उपयोग किया जाता है। ऐसा करने और दाग मुक्त उत्पाद तैयार करने के लिए, एल्यूमीनियम सल्फेट में 0.005% Fe2O3 से कम होना चाहिए।

  

1.1.1.1जल उपचार में एल्युमिनियम सल्फेट का उपयोग

 

एल्यूमीनियम सल्फेट का सबसे आम उपयोग जल उपचार में होता है, कागज निर्माण और अन्य छोटे अंतिम उपयोगों में कम मात्रा में उपयोग किया जाता है। एल्युमीनियम सल्फेट का अमेरिकी उत्पादन काफी हद तक जल उपचार बाजार में कौयगुलांट की मांग पर निर्भर करता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, जल उपचार में एल्यूमीनियम सल्फेट का उपयोग कई कारकों के दबाव में आ गया है:

 

·बॉक्साइट से बने एल्यूमीनियम सल्फेट के उपयोग से उत्पन्न कीचड़ के निपटान पर चिंताएं उठाई गई हैं

·तकनीकी विकास ने एल्यूमीनियम सल्फेट की पुनर्प्राप्ति और पुन: उपयोग की अनुमति दी है

· अन्य एल्युमीनियम लवण जैसे पॉलीएल्युमिनियम क्लोराइड (PAC) और फेरिक क्लोराइड और कार्बनिक पॉलिमर फ़्लोकुलेंट सहित अन्य सामग्रियों के साथ प्रतिस्पर्धा

·जल आपूर्ति में एल्यूमीनियम और अल्जाइमर रोग के बीच संभावित संबंध पर चिंता

 

1.1.1.2कागज निर्माण में एल्युमीनियम सल्फेट का उपयोग

 

कागज निर्माण में, कागज में स्याही और पानी के प्रसार को रोकने और इसकी मुद्रण गुणवत्ता में सुधार करने के लिए आकार देने वाले एजेंट के रूप में एल्यूमीनियम सल्फेट का उपयोग रोसिन के साथ किया जाता है। रोजिन का उपयोग एल्यूमीनियम सल्फेट के साथ या उसके बिना, एसिड और न्यूट्रल पेपर निर्माण में आंतरिक आकार देने वाले एजेंटों के रूप में और एसिड, न्यूट्रल और क्षारीय पेपर निर्माण में सतह आकार देने वाले एजेंटों के रूप में भी किया जाता है। बढ़ती फिलर सामग्री और कंप्यूटर और कॉपियर के तेजी से बढ़ते उपयोग के कारण विश्व पेपर साइजिंग बाजार में खनिज फिलर्स की खपत बढ़ रही है।

 

संयुक्त राज्य अमेरिका में आकार देने वाले एजेंट के रूप में एल्यूमीनियम सल्फेट का उपयोग तटस्थ आकार देने वाले एजेंटों, मुख्य रूप से एल्काइलकेटेनेडाइमर और एल्केनाइल स्यूसिनिक एनहाइड्राइड के उपयोग पर स्विच करने के कारण कम हो गया है। इसके बाद अम्ल से क्षारीय कागज निर्माण की ओर परिवर्तन हुआ। जब एक लुगदी मिल क्षारीय आकार में बदल जाती है तो एल्यूमीनियम सल्फेट की खपत 85% से 90% के बीच कम हो जाती है। यह परिवर्तन अब काफी हद तक पूरा हो चुका है, इसलिए अमेरिकी कागज निर्माण में एल्यूमीनियम सल्फेट के उपयोग में तेजी से गिरावट बंद हो गई है।

  

1.1.2 एल्यूमिनियम क्लोराइड

 

एल्युमीनियम क्लोराइड का विपणन निर्जल AlCl3 या Al2Cl6, एल्युमीनियम क्लोराइड हेक्साहाइड्रेट AlCl3.6H2O और 27.82%, 1.28g/cm3 (32o बॉम) जलीय घोल के रूप में किया जाता है। वाणिज्यिक उत्पादन एक रिडक्टेंट की उपस्थिति में, पिघले हुए एल्युमीनियम या एल्यूमिना के साथ एल्युमिनस सामग्री, जैसे मिट्टी या आमतौर पर बॉक्साइट, में क्लोरीन की प्रतिक्रिया करके किया जाता है। कार्बन, कार्बन मोनोऑक्साइड, फॉस्जीन या टेट्राक्लोरोमेथेन का उपयोग रिडक्टेंट के रूप में किया जाता है, लेकिन अंतिम दो पदार्थों के मामले में, गैसीय रिडक्टेंट एल्यूमिना के हैलोजन के लिए कार्बन रिडक्टेंट और क्लोरीन के हिस्से दोनों की आपूर्ति करता है।

1.2 जिओलाइट्स में काओलिन अनुप्रयोग

 

मिट्टी रूपांतरण प्रक्रिया द्वारा सिंथेटिक जिओलाइट्स के निर्माण के लिए काओलिन प्रारंभिक बिंदु है। इस प्रक्रिया में, काओलिन को बाइंडरलेस छर्रों में बनाया जाता है जिन्हें मेटाकाओलिन बनाने के लिए 500oC और 600oC के बीच कैलक्लाइंड किया जाता है। इसके बाद पेलेटयुक्त जिओलाइट ए बनाने के लिए छर्रों को अल्काई हाइड्रॉक्साइड घोल से उपचारित किया जाता है। इस प्रक्रिया के लिए फीडस्टॉक के रूप में उच्च शुद्धता वाले काओलिनाइट के उपयोग की आवश्यकता होती है। हाल के दिनों में केवल जापान के मिज़ुसावा इंडस्ट्रियल केमिकल द्वारा इस प्रक्रिया का उपयोग करने की सूचना है और यह स्पष्ट नहीं है कि क्या वह अभी भी ऐसा करता है। अन्य सभी उत्पादक हाइड्रोजेल प्रक्रिया का उपयोग करते हैं जो सोडियम एल्यूमिनेट का उपयोग करता है।

  

1.3कृषि में काओलिन अनुप्रयोग

 

कृषि अनुप्रयोगों में थोड़ी मात्रा में काओलिन और अन्य सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। इसका मुख्य उपयोग पशु आहार, उर्वरक, कीटनाशकों और संबंधित उत्पादों में वाहक और मंदक के रूप में होता है। कृषि में उपयोग किए जाने वाले खनिजों के विनिर्देश उतने कठोर नहीं हैं जितने अधिक परिष्कृत अनुप्रयोगों के लिए हैं। इस कारण से, खनिज का चयन कीमत पर अत्यधिक निर्भर होता है।

 

1.4कीटनाशकों और अन्य जैवनाशियों में काओलिन का अनुप्रयोग

 

खनिज भराव का उपयोग कीटनाशकों और अन्य जैवनाशकों के लिए वाहक और मंदक के रूप में किया जाता है। आवेदन से पहले, बायोसाइड्स को पहले एक वाहक के साथ मिलाया जाता है ताकि एक ऐसा सांद्रण बनाया जा सके जिसे स्टोर करना और परिवहन करना आसान हो। वाहक अत्यधिक अवशोषक, तरल पदार्थों में फैलने योग्य होना चाहिए, ताकि इसका छिड़काव किया जा सके, और बायोसाइड के सक्रिय अवयवों के संबंध में रासायनिक रूप से निष्क्रिय होना चाहिए। नोजल और अन्य अनुप्रयोग उपकरणों में रुकावट और अत्यधिक घिसाव से बचने के लिए छोटे कण आकार और कम घर्षण की भी आवश्यकता होती है।

 

किसी वाहक का कण आकार आमतौर पर 0.5 माइक्रोन और 4 माइक्रोन के बीच होता है। किसी फॉर्मूलेशन में सक्रिय अवयवों की सांद्रता कुछ मामलों में 0.1% तक कम हो सकती है लेकिन यह आमतौर पर वजन के अनुसार 5% से 10% के बीच होती है। किस वाहक का उपयोग करना है इसका चुनाव तकनीकी कारकों पर निर्भर करता है, जैसे कण आकार और लागत।

 

वाहक और मंदक के रूप में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले खनिज डायटोमाइट, फुलर्स अर्थ, काओलिन, टैल्क, जिप्सम, चूना, पर्लाइट और पाइरोफिलाइट हैं। प्लेटीय संरचना वाले खनिज बहुत उपयुक्त होते हैं क्योंकि वे पौधे पर फॉर्मूलेशन को बनाए रखने में सहायता करते हैं। खनिज जो अत्यधिक अवशोषक होते हैं, जैसे बेंटोनाइट और फुलर्स अर्थ, आमतौर पर बायोसाइड्स में उपयोग किए जाते हैं।

 

1.6उर्वरकों में केओलिन का अनुप्रयोग

 

विभिन्न प्रकार के खनिजों का उपयोग उर्वरकों में उसी तरह किया जाता है जैसे उनका उपयोग कीटनाशकों और जैवनाशकों में किया जाता है। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले में डायटोमाइट, फुलर्स अर्थ, टैल्क, जिप्सम, चूना, पेर्लाइट, पाइरोफिलाइट, सेपियोलाइट और अटापुलगाइट शामिल हैं। इन खनिजों में से, डायटोमाइट रासायनिक रूप से सबसे अधिक निष्क्रिय है, इसलिए संभवतः सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

 

काओलिन का उपयोग अमोनियम नाइट्रेट और यूरिया उर्वरकों के उत्पादन में किया जा सकता है, क्योंकि ये सामग्रियां हाइड्रोस्कोपिक हैं और अत्यधिक घुलनशील भी हैं। इसका मतलब यह है कि अगर पानी बहुत कम मात्रा में मौजूद है तो सामग्रियां आपस में चिपक जाएंगी। इसे रोकने के लिए, काओलिन जैसे एंटी-काकिंग एजेंटों को वजन के हिसाब से दो से तीन प्रतिशत के बीच की मात्रा में मिलाया जाता है।

 

दुनिया भर में उर्वरकों में इस्तेमाल होने वाले काओलिन की मात्रा संभवतः प्रति वर्ष कुछ दसियों हज़ार टन के आसपास है। इन अनुप्रयोगों में अमेरिका में काओलिन की खपत 2001 में 3,580 टन बताई गई थी।

 

1.7 फार्मास्यूटिकल्स और सौंदर्य प्रसाधनों में काओलिन अनुप्रयोग

 

काओलिन का उपयोग मौखिक और सामयिक दोनों फॉर्मूलेशन में कई वर्षों से चिकित्सा और कॉस्मेटिक अनुप्रयोगों में किया जाता रहा है।

 

1.7.1 फार्मास्यूटिकल्स

 

फार्मास्युटिकल क्षेत्र में, काओलिन का उपयोग कुछ दवाओं में, पोल्टिस में और गैस्ट्रो-आंत्र स्थितियों के इलाज के लिए उपयोग किए जाने वाले मॉर्फिन के मिश्रण में एक मंदक और भराव के रूप में किया जाता है। काओलिन के अवशोषक गुण शरीर के भीतर दवा के निकलने की दर और यहां तक ​​कि शरीर द्वारा अवशोषित की गई वास्तविक मात्रा को भी कम कर सकते हैं।

 

1.7.2सौंदर्य प्रसाधन

 

सौंदर्य प्रसाधनों में काओलिन का मुख्य उपयोग चेहरे के पाउडर में होता है जहां इसे त्वचा स्राव को अवशोषित करने के लिए जोड़ा जाता है। फेस पाउडर टिंटेड और सुगंधित पाउडर का मिश्रण होता है जिसका उपयोग त्वचा की सुंदरता को बढ़ाने के लिए किया जाता है। टाइटेनियम डाइऑक्साइड, जिंक ऑक्साइड और मैग्नीशियम ऑक्साइड सहित कई सामग्रियों का उपयोग उनके आवरण गुणों के लिए किया जाता है। टैल्क, स्टीयरेट और स्टार्च उत्पाद को फैलाने में सहायता करते हैं और त्वचा की सतह पर एक चिकना एहसास भी प्रदान करते हैं। उपयोग किए जाने वाले फिलर्स में चाक, अवक्षेपित कैल्शियम कार्बोनेट (पीसीसी), मैग्नीशियम कार्बोनेट, स्टार्च और काओलिन शामिल हैं जो त्वचा के स्राव को अवशोषित करते हैं। धात्विक साबुन और टैल्क पाउडर के चिपकने को बढ़ाते हैं जबकि चाक और पीसीसी व्हाइटनर के रूप में कार्य करते हैं।