Kaolin'in küçük uygulamaları

Kaolin tüketimi kağıt, kauçuk, seramik, refrakter, cam elyaf ve çimento endüstrilerinde yoğunlaşmaktadır. Daha küçük ama yine de önemli tüketim endüstrileri boya, plastik, yapıştırıcılar, sızdırmazlık malzemeleri ve katalizör destekleridir. Bu endüstrilerin dışında kaolin, birçok endüstri tarafından küçük miktarlarda kullanılmaktadır. Roskill, yukarıda belirtilen endüstriler dışındaki kaolin tüketiminin 2002 yılında 720.000 ton civarında olduğunu tahmin ediyor.

 

1.1Kimyasallarda Kaolin uygulamaları

 

Kaolin, şap olarak da bilinen alüminyum sülfatın üretiminde kullanılır ve eskiden alüminyum metali üretiminde kullanılırdı. Kaolin'in kimyasal üretim için alümina kaynağı olarak kullanımı, alüminyum metal pazarının hızlı büyümesinin ardından alümina trihidratın (ATH) yaygın olarak bulunmasına yol açarak azaldı. Alümina trihidrat hem kaolinden daha saftır hem de daha yüksek oranda alümina içerir, dolayısıyla daha verimli bir hammaddedir.

 

1.1.1Alüminyum sülfat

 

Alüminyum sülfat hidratlı veya susuz çeşitler halinde oluşur. Hidratlanmış alüminyum sülfat veya şap (Al2[SO4]3.18H2O), endüstriyel, düşük demirli ve demir içermeyen formlarda pazarlanmaktadır. Alüminyum sülfat, boksit, doğal kil, alümina trihidrat ve yan ürün veya reddedilen alümina hammaddelerinden üretilebilmesi nedeniyle alışılmadık bir durumdur.

 

Endüstriyel kaliteler normalde sülfürik asitte 110°C'de yirmi saate kadar sindirilen kimyasal sınıf boksitten üretilir. Daha saf, düşük demirli ve demirsiz kaliteler, normalde alümina trihidrat ve sülfürik asidin kullanılması dışında, endüstriyel kalitelere benzer şekilde üretilir. En saf malzeme olan demir içermeyen alüminyum sülfat, esas olarak yüksek kaliteli kağıt üretiminde proses suyunu berraklaştırmak, kağıt hamuru bulamaçlarının pH'ını kontrol etmek, boyaları ayarlamak ve kağıt boyutlandırmada kullanılır. Bunu yapmak ve leke tutmayan bir ürün üretmek için alüminyum sülfatın %0,005'ten az Fe2O3 içermesi gerekir.

  

1.1.1.1Su arıtımında alüminyum sülfat kullanımı

 

Alüminyum sülfatın en yaygın kullanımı su arıtımında olup, daha küçük miktarlarda kağıt imalatında ve diğer küçük son kullanımlarda kullanılır. ABD'nin alüminyum sülfat üretimi büyük ölçüde su arıtma pazarındaki pıhtılaştırıcı talebine bağlıdır. ABD'de su arıtmada alüminyum sülfat kullanımı bir dizi faktörden dolayı baskı altındadır:

 

· Boksitten yapılan alüminyum sülfatın kullanımından kaynaklanan çamurun bertarafına ilişkin endişeler dile getirilmiştir.

·Teknolojik gelişmeler alüminyum sülfatın geri kazanılmasına ve yeniden kullanılmasına olanak sağlamıştır.

·Polialüminyum klorür (PAC) gibi diğer alüminyum tuzları ve ferrik klorür ve organik polimer topaklayıcılar dahil diğer malzemelerle rekabet

·Su kaynağındaki alüminyum ile Alzheimer hastalığı arasında olası bir bağlantıya ilişkin endişeler

 

1.1.1.2Kağıt üretiminde alüminyum sülfatın kullanımı

 

Kağıt üretiminde alüminyum sülfat, mürekkebin ve suyun kağıda yayılmasını engellemek ve baskı kalitesini artırmak için haşıl maddesi olarak reçine ile birlikte kullanılır. Rosinler ayrıca alüminyum sülfatlı veya alüminyum sülfatsız, asitli ve nötr kağıt imalatında iç haşıl maddesi olarak ve asit, nötr ve alkalin kağıt imalatında yüzey haşıl maddesi olarak kullanılır. Artan dolgu içeriği ve bilgisayar ve fotokopi makinelerinin hızla artan kullanımı, dünya kağıt boyutlandırma pazarında mineral dolgu maddesi tüketimini artırmaktadır.

 

ABD'de alüminyum sülfatın haşıl maddesi olarak kullanımı, başta alkilketendimer ve alkenil süksinik anhidrit olmak üzere nötr haşıl maddesi kullanımına geçilmesi nedeniyle azalmıştır. Bu, asitten alkalin kağıt üretimine geçişin ardından geldi. Bir kağıt hamuru değirmeni alkalin boyutlandırmaya geçtiğinde alüminyum sülfat tüketimi %85 ile %90 arasında düşer. Bu değişiklik artık büyük ölçüde tamamlanmış olduğundan, ABD kağıt imalatında alüminyum sülfat kullanımındaki hızlı düşüş sona ermiştir.

  

1.1.2Alüminyum klorür

 

Alüminyum klorür, susuz AlCl3 veya Al2Cl6, alüminyum klorür hekzahidrat AlCl3.6H2O ve %27,82, 1,28g/cm3 (32o Baume) sulu çözelti olarak pazarlanmaktadır. Ticari üretim, klorun erimiş alüminyum veya alümina ile kil veya daha genel olarak boksit gibi alüminli bir malzeme içinde bir indirgeyici varlığında reaksiyona sokulması yoluyla gerçekleştirilir. İndirgeyici olarak karbon, karbon monoksit, fosgen veya tetraklorometan kullanılır, ancak son iki madde durumunda gaz halindeki indirgeyici, alüminanın halojenlenmesi için hem karbon indirgeyiciyi hem de klorun bir kısmını sağlar.

1.2Zeolitlerde Kaolin uygulamaları

 

Kaolin, kil dönüştürme işlemiyle sentetik zeolitlerin üretiminin başlangıç ​​noktasıdır. Bu işlemde kaolin, bağlayıcısız peletler halinde oluşturulur ve daha sonra metakaolin oluşturmak üzere 500°C ila 600°C arasında kalsine edilir. Peletler daha sonra peletlenmiş zeolit ​​A oluşturmak için bir alkai hidroksit çözeltisi ile işlenir. Bu işlem, hammadde olarak yüksek saflıkta kaolinit kullanılmasını gerektirir. Yakın geçmişte bu prosesi yalnızca Japon Mizusawa Industrial Chemical'ın kullandığı bildirildi ve hala bunu yapıp yapmadığı belli değil. Diğer tüm üreticiler sodyum alüminatın kullanıldığı hidrojel işlemini kullanıyor.

  

1.3Tarımda Kaolin uygulamaları

 

Tarımsal uygulamalarda az miktarda kaolin ve diğer malzemeler kullanılmaktadır. Ana kullanım alanı hayvan yemlerinde, gübrelerde, pestisitlerde ve ilgili ürünlerde taşıyıcı ve seyreltici olarak kullanılır. Tarımda kullanılan minerallerin spesifikasyonları, daha karmaşık uygulamalardaki kadar katı değildir. Bu nedenle mineral seçimi büyük ölçüde fiyata bağlı olma eğilimindedir.

 

1.4 Pestisitlerde ve diğer biyositlerde Kaolin uygulamaları

 

Mineral dolgular pestisitler ve diğer biyositler için taşıyıcı ve seyreltici olarak kullanılır. Uygulamadan önce biyositler ilk olarak bir taşıyıcıyla karıştırılarak depolanması ve taşınması kolay bir konsantre elde edilir. Taşıyıcının yüksek derecede emici olması, püskürtülebilmesi için sıvılar içinde dağılabilmesi ve biyositin aktif bileşenlerine göre kimyasal olarak inert olması gerekir. Nozulların ve diğer uygulama ekipmanlarının tıkanmasını ve aşırı aşınmasını önlemek için küçük parçacık boyutu ve düşük aşındırıcılık da gereklidir.

 

Bir taşıyıcının parçacık boyutu tipik olarak 0,5 mikron ile 4 mikron arasındadır. Bir formülasyondaki aktif bileşenlerin konsantrasyonu bazı durumlarda %0,1 kadar düşük olabilir ancak genellikle ağırlıkça %5 ila %10 arasındadır. Hangi taşıyıcının kullanılacağının seçimi parçacık boyutu ve maliyet gibi teknik faktörlere bağlıdır.

 

Taşıyıcı ve seyreltici olarak kullanılan en yaygın mineraller diatomit, dolgu toprağı, kaolin, talk, alçı, kireç, perlit ve pirofilittir. Plakamsı yapıya sahip mineraller, formülasyonun bitki üzerinde tutulmasına yardımcı oldukları için çok uygundur. Bentonit ve dolgu toprağı gibi oldukça emici olan mineraller biyositlerde daha yaygın olarak kullanılır.

 

1.6 Gübrelerde Kaolin Uygulamaları

 

Pestisit ve biyositlerde kullanıldığı gibi gübrelerde de çok çeşitli mineraller kullanılır. En yaygın olarak kullanılanlar arasında diatomit, dolgun toprak, talk, alçıtaşı, kireç, perlit, pirofillit, sepiyolit ve attapulgit bulunur. Bu mineraller arasında diatomit kimyasal olarak en inert olanıdır ve muhtemelen en yaygın kullanılanıdır.

 

Kaolin, amonyum nitrat ve üre gübrelerinin üretiminde hidroskobik ve aynı zamanda yüksek oranda çözünür olduğundan kullanılabilir. Bu, çok az miktarda su mevcut olduğunda malzemelerin birbirine yapışacağı anlamına gelir. Bunu önlemek için kaolin gibi topaklanmayı önleyici maddeler ağırlıkça yüzde iki ila üç oranında eklenir.

 

Dünya çapında gübrelerde kullanılan kaolin miktarı muhtemelen yılda birkaç on bin ton civarındadır. ABD'nin bu uygulamalardaki kaolin tüketimi 2001 yılında 3.580 ton olarak rapor edilmiştir.

 

1.7 Farmasötik ve kozmetikte kaolin uygulamaları

 

Kaolin tıbbi ve kozmetik uygulamalarda uzun yıllardan beri hem oral hem de topikal formülasyonlarda kullanılmaktadır.

 

1.7.1 Farmasötikler

 

İlaç sektöründe kaolin, bazı ilaçlarda seyreltici ve dolgu maddesi olarak, lapalarda ve mide-bağırsak rahatsızlıklarını tedavi etmek için kullanılan morfin ile karışım halinde kullanılmaktadır. Kaolinin emici özellikleri, ilacın vücutta salınma hızını ve hatta vücut tarafından emilen gerçek miktarı bile azaltabilir.

 

1.7.2Kozmetik

 

Kaolin'in kozmetikte ana kullanımı, cilt salgılarını emmek için eklendiği yüz pudrasıdır. Yüz pudraları, cilt görünümünü iyileştirmek için kullanılan renkli ve parfümlü pudraların bir karışımıdır. Kaplama özellikleri için titanyum dioksit, çinko oksit ve magnezyum oksit dahil olmak üzere bir dizi malzeme kullanılır. Talk, stearatlar ve nişasta ürünün yayılmasına yardımcı olur ve aynı zamanda cilt yüzeyinde pürüzsüz bir his verir. Kullanılan dolgu maddeleri arasında cilt salgılarını emen tebeşir, çöktürülmüş kalsiyum karbonat (PCC), magnezyum karbonat, nişasta ve kaolin bulunur. Metalik sabunlar ve talk tozun yapışmasını arttırırken, tebeşir ve PCC beyazlatıcı görevi görür.