Pequenas aplicações de caulim

O consumo de caulim está concentrado nas indústrias de papel, borracha, cerâmica, refratários, fibra de vidro e cimento. As indústrias consumidoras menores, mas ainda importantes, são as de tintas, plásticos, adesivos e selantes e suportes de catalisadores. Fora dessas indústrias, o caulim é usado em pequenas quantidades por diversas indústrias. Roskill estima que o consumo de caulim fora das indústrias mencionadas acima foi de cerca de 720.000 toneladas em 2002.

 

1.1Aplicações do caulim em produtos químicos

 

O caulim é utilizado na produção de sulfato de alumínio, também conhecido como alúmen, e antigamente era utilizado na produção de alumínio metálico. O uso de caulim como fonte de alumina para a fabricação de produtos químicos diminuiu após o rápido crescimento do mercado metálico de alumínio que levou à ampla disponibilidade de tri-hidrato de alumina (ATH). O trihidrato de alumina é mais puro que o caulim e contém uma proporção maior de alumina, portanto é uma matéria-prima mais eficiente.

 

1.1.1 Sulfato de alumínio

 

O sulfato de alumínio ocorre em variedades hidratadas ou anidras. O sulfato de alumínio hidratado, ou alúmen (Al2[SO4]3.18H2O), é comercializado nas formas industrial, com baixo teor de ferro e sem ferro. O sulfato de alumínio é incomum porque pode ser produzido a partir de bauxita, argilas naturais, tri-hidrato de alumina e subprodutos ou matérias-primas de alumina rejeitadas.

 

Os tipos industriais são normalmente produzidos a partir de bauxita de grau químico, que é digerida em ácido sulfúrico a 110oC por até vinte horas. Os graus mais puros com baixo teor de ferro e sem ferro são produzidos de maneira semelhante aos graus industriais, exceto que normalmente são usados ​​tri-hidrato de alumina e ácido sulfúrico. O sulfato de alumínio sem ferro, o material de qualidade mais pura, é usado principalmente na produção de papel de alta qualidade para clarificar a água do processo, controlar o pH das pastas de celulose, definir corantes e na colagem de papel. Para fazer isso e produzir um produto livre de manchas, o sulfato de alumínio deve conter menos de 0,005% de Fe2O3.

  

1.1.1.1Uso de sulfato de alumínio no tratamento de água

 

O uso mais comum do sulfato de alumínio é no tratamento de água, com quantidades menores utilizadas na fabricação de papel e outros usos finais menores. A produção de sulfato de alumínio nos EUA depende em grande parte da procura de coagulantes no mercado de tratamento de água. Nos EUA, o uso de sulfato de alumínio no tratamento de água tem sido pressionado por uma série de fatores:

 

· Foram levantadas preocupações sobre o descarte de lodo resultante do uso de sulfato de alumínio feito de bauxita

·A evolução tecnológica permitiu a recuperação e reutilização do sulfato de alumínio

·Concorrência com outros sais de alumínio, como cloreto de polialumínio (PAC) e outros materiais, incluindo cloreto férrico e floculantes de polímeros orgânicos

·Preocupações sobre uma possível ligação entre o alumínio no abastecimento de água e a doença de Alzheimer

 

1.1.1.2Uso de sulfato de alumínio na fabricação de papel

 

Na fabricação de papel, o sulfato de alumínio é usado em conjunto com a colofônia como agente de colagem para conter a propagação de tinta e água no papel e melhorar sua qualidade de impressão. As colofónias também são utilizadas, com ou sem sulfato de alumínio, como agentes de colagem internos na fabricação de papéis ácidos e neutros e como agentes de colagem de superfície na fabricação de papéis ácidos, neutros e alcalinos. O aumento do conteúdo de carga e o rápido aumento do uso de computadores e copiadoras estão impulsionando o consumo de cargas minerais no mercado mundial de colagem de papel.

 

O uso de sulfato de alumínio como agente de colagem nos EUA diminuiu devido à mudança para o uso de agentes de colagem neutros, principalmente alquilcetenómero e anidrido alquenil succínico. Isso se seguiu à mudança da fabricação de papel ácido para alcalino. Quando uma fábrica de celulose muda para a colagem alcalina, seu consumo de sulfato de alumínio cai entre 85% e 90%. Esta mudança já foi em grande parte concluída, de modo que a rápida queda no uso de sulfato de alumínio na fabricação de papel nos EUA cessou.

  

1.1.2 Cloreto de alumínio

 

O cloreto de alumínio é comercializado como AlCl3 ou Al2Cl6 anidro, cloreto de alumínio hexahidratado AlCl3.6H2O e como solução aquosa a 27,82%, 1,28g/cm3 (32o Baume). A produção comercial é realizada pela reação do cloro com alumínio fundido ou alumina em um material aluminoso, como argila ou, mais comumente, bauxita, na presença de um redutor. Carbono, monóxido de carbono, fosgénio ou tetraclorometano são utilizados como redutores mas no caso das duas últimas substâncias, o redutor gasoso fornece tanto o redutor de carbono como parte do cloro para a halogenação da alumina.

1.2Aplicações de caulim em zeólitas

 

O caulim é o ponto de partida para a fabricação de zeólitas sintéticas pelo processo de conversão de argila. Neste processo, o caulim é formado em pellets sem ligante que são então calcinados entre 500oC e 600oC para formar metacaulim. Os pellets são então tratados com uma solução de hidróxido alcalino para formar zeólita A peletizada. Este processo requer o uso de caulinita de alta pureza como matéria-prima. Apenas a Mizusawa Industrial Chemical do Japão utilizou este processo no passado recente e não está claro se ainda o faz. Todos os outros produtores utilizam o processo de hidrogel que utiliza aluminato de sódio.

  

1.3Aplicações do caulim na agricultura

 

Pequenas quantidades de caulim e outros materiais são utilizadas em aplicações agrícolas. O principal uso é como carreador e diluente em rações animais, fertilizantes, pesticidas e produtos relacionados. As especificações para os minerais utilizados na agricultura não são tão rigorosas como são para aplicações mais sofisticadas. Por esta razão, a seleção do mineral tende a ser altamente dependente do preço.

 

1.4Aplicações de caulim em pesticidas e outros biocidas

 

As cargas minerais são utilizadas como transportadores e diluentes para pesticidas e outros biocidas. Antes da aplicação, os biocidas são primeiro misturados com um transportador para formar um concentrado que seja fácil de armazenar e transportar. O veículo deve ser altamente absorvente, dispersável em líquidos, para que possa ser pulverizado, e quimicamente inerte em relação aos ingredientes activos do biocida. Um pequeno tamanho de partícula e baixa abrasividade também são necessários para evitar entupimento e desgaste excessivo dos bicos e outros equipamentos de aplicação.

 

O tamanho de partícula de um transportador está tipicamente entre 0,5 mícron e 4 mícron. A concentração de ingredientes activos numa formulação pode ser tão baixa como 0,1% em alguns casos mas está normalmente entre 5% e 10% em peso. A escolha de qual transportador utilizar depende de fatores técnicos, como tamanho de partícula e custo.

 

Os minerais mais comumente usados ​​como transportadores e diluentes são diatomita, terra cheia, caulim, talco, gesso, cal, perlita e pirofilita. Minerais com estrutura plaquetária são muito indicados porque auxiliam na retenção da formulação na planta. Minerais altamente absorventes, como bentonita e terra cheia, são mais comumente usados ​​em biocidas.

 

1.6Aplicações de caulim em fertilizantes

 

Uma grande variedade de minerais é usada em fertilizantes da mesma forma que em pesticidas e biocidas. Os mais comumente usados ​​incluem diatomita, terra de fuller, talco, gesso, cal, perlita, pirofilita, sepiolita e atapulgita. Destes minerais, a diatomita é o mais quimicamente inerte, sendo possivelmente o mais utilizado.

 

O caulim pode ser utilizado na produção de fertilizantes de nitrato de amônio e uréia, pois esses materiais são higroscópicos e também altamente solúveis. Isso significa que os materiais ficarão grudados se houver apenas uma pequena quantidade de água presente. Para evitar isso, agentes antiaglomerantes, como o caulim, são adicionados em quantidades entre dois e três por cento em peso.

 

A quantidade de caulino utilizada em fertilizantes em todo o mundo ronda provavelmente algumas dezenas de milhares de toneladas por ano. O consumo de caulim nos EUA nessas aplicações foi relatado como 3.580 toneladas em 2001.

 

1.7Aplicações do caulim em produtos farmacêuticos e cosméticos

 

O caulim tem sido usado em aplicações médicas e cosméticas há muitos anos, tanto em formulações orais quanto tópicas.

 

1.7.1 Produtos Farmacêuticos

 

No setor farmacêutico, o caulim é utilizado como diluente e enchimento em alguns medicamentos, em cataplasmas e em mistura com morfina utilizada no tratamento de doenças gastrointestinais. As propriedades absorventes do caulim podem reduzir a taxa de liberação de um medicamento no corpo e até mesmo a quantidade real absorvida pelo corpo.

 

1.7.2 Cosméticos

 

O principal uso do caulim em cosméticos é no pó facial, onde é adicionado para absorver as secreções da pele. Os pós faciais são uma mistura de pó colorido e perfumado usado para melhorar a aparência da pele. Vários materiais, incluindo dióxido de titânio, óxido de zinco e óxido de magnésio, são utilizados pelas suas propriedades de cobertura. Talco, estearatos e amido auxiliam na difusão do produto e também conferem sensação de suavidade à superfície da pele. Os enchimentos utilizados incluem giz, carbonato de cálcio precipitado (PCC), carbonato de magnésio, amido e caulim que absorvem as secreções da pele. Os sabonetes metálicos e o talco melhoram a aderência do pó enquanto o giz e o PCC atuam como clareadores.