Usos y aplicaciones del silicato de sodio líquido y sólido
Los silicatos de sodio tienen muchas propiedades útiles que no comparten otras sales alcalinas. Esto, junto con el hecho de que tienen bajo costo, da como resultado un amplio campo de uso en diferentes industrias.
Son utilizados en la industria como adhesivos, detergentes, ingredientes en compuestos de limpieza, cementos, ligantes (binders), capas protectoras y peculiares, ayuda coagulante, anticorrosivos, bases de catalizadores, defloculadores, insumos químicos, zeolitas, etc. Las diferentes propiedades y características funcionales de los silicatos solubles pueden ser utilizadas para resolver eficiente y económicamente muchos problemas que surgen en procesos industriales y químicos.
Las investigaciones de PQ Corporation, base tecnológica de SIDESA han ampliado el conocimiento de las propiedades del producto y su utilización hasta incluir un amplio rango de aplicaciones.
Silicatos y Derivados S. A. de C. V. (SIDESA), es especialista en la elaboración de silicatos de sodio y de potasio, metasilicatos de sodio, productos de lavandería y algunos otros derivados del desarrollo de la química de los silicatos que poseen una amplia gama de aplicaciones, entre las que destacan:
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en detergentes
Las soluciones de silicato de sodio de SIDESA han sido utilizadas como un ingrediente en la fabricación de detergentes en polvo vía torre de secado, por muchos años. Las soluciones de silicato son fácilmente agregadas a la pasta detergente y ayudan a controlar la viscosidad para la producción de un polvo detergente de la densidad deseada. El silicato de sodio actúa también como ligante para dar el grado adecuado de “dureza” a la partícula esférica del detergente, sin perjudicar la solubilidad del polvo en agua.
En las formulaciones de detergente el silicato de sodio tiene un número de propiedades vigorizantes que intensifican la actuación del sistema detergente. Estas propiedades son:
- Humectación.-Las moléculas del surfactante son agentes de reducción de la tensión superficial de los líquidos permitiendo que las superficies duras de los tejidos de fábrica se mojen apropiadamente durante el lavado.
- Emulsificación.- Es la dispersión de manchas grasosas en rocío fino que las mantienen suspendidas en la solución del lavado.
- Defloculacion.- Promueve la ruptura de manchas o partículas inorgánicas en partículas finas en la solución del lavado.
- Antiredeposición.- Previene que la mugre o la suciedad flote sin que se redeposite a las superficies limpias.
- Poder buffer.- Gracias a su alcalinidad tiene la habilidad para controlar el pH de la solución detergente en presencia de mugre ácida, amortiguando los cambios.
- Prevención de la corrosión.- o la protección de superficies de metal sensible a los efectos corrosivos de otros ingredientes del detergente.
- Poder secuestrante y suavizante.- Remueve los minerales y por lo tanto la dureza del agua de lavado, mediante un mecanismo de intercambio iónico en el que se generan compuestos que se eliminan durante el enjuague, principalmente de calcio, magnesio, fierro y manganeso.
En la formulación de detergente de silicatos tienen la habilidad de ayudar en los efectos sobre la superficie de las telas humectándolas en conjunto con los elementos orgánicos, ayudando a mantener las pequeñas suciedades o partículas grasosas en suspensión en el líquido de lavado, o ayudando a remover las manchas de las superficies. La alcalinidad de los silicatos de sodio los capacita para neutralizar las manchas ácidas y promover la emulsificación de grasas y aceites mientras dispersa o solubiliza proteínas. Los silicatos tienen una alta capacidad de amortiguamiento en relación a otras sales alcalinas que estabiliza el pH al nivel deseado en presencia de compuestos ácidos o en dilución.
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en adhesivos
Los silicatos más siliceos (relación 2.8 - 3.2) son muy útiles como adhesivos o ligantes, debido a un contenido más alto de sílice polimérica. Estos materiales pegan por la remoción de pequeñas cantidades de agua, los cuales los convierten de un líquido a un sólido. Las ventajas de los adhesivos de silicato de sodio incluyen un buen extendimiento y contacto, un buen pegado, un índice de ajuste controlable en rangos amplios y la formación de una capa rígida, fuerte, permanente de un sellado que es resistente a jalones, bichos (plagas), calor y moderadamente resistente al agua. Los silicatos para adhesivos son generalmente embarcados y listos para su uso, pero para aplicaciones especiales pueden ser modificados por ciertos aditivos tales como arcilla, caseína y otros materiales inorgánicos. Se utilizan para papel, madera, metal, hojas metálicas y otros materiales, excepto plásticos.
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en cementos/ligantes
Cuando los silicatos son combinados con ingredientes de cemento, reaccionan químicamente para formar masas con fuertes propiedades ligantes. Una gran variedad de cementos se hacen con silicatos, tanto en polvo como en solución. Los silicatos son ingredientes importantes en las especialidades refractarias autofraguantes y morteros químicamente resistentes. Las ventajas de los silicatos solubles como ligantes son:
- Resistencia a la temperatura
- Resistencia a los ácidos
- Resistencia a disolventes después de su uso
- Facilidad de manejo
- Seguridad
- Bajo costo
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en películas y recubrimientos
Las películas secas de silicatos no se afectan por aceites, sebo y grasas minerales, o de otras clases. Cuando se aplican en producto de papel o madera son resistentes al fuego y plagas y a prueba de grasas. Se puede incrementar la resistencia al agua agregando óxidos de metal pesado, agentes insolubles de carbonato, polímeros inorgánicos o selladores minerales como la mica. Los silicatos forman capas protectoras en los metales para controlar la corrosión en las líneas de agua.
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en el tratamiento de agua
Cuando se utilizan los silicatos con alumbre, sales férricas u otros coagulantes en el tratamiento de agua cruda se incrementa la velocidad de formación de floculo, su tamaño, densidad y resistencia. El añadir silicato de sodio, puede ser un método sencillo y económico de controlar el hierro y/o manganeso excesivo, contenido en muchos sistemas de abastecimiento de agua. Muchos abastecimientos de agua natural, con presencia de hierro y/o manganeso, que fallan cediendo a los procedimientos regulares para removerlos, pueden desarrollar el silicato durante este tratamiento.
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en la fundición
El silicato de sodio es un ligante bien conocido para arenas de vaciado. Es compatible con el almidón y la dextrina utilizados en la preparación de materiales de fundición. Los silicatos SIDESA reemplazan exitosamente los aceites vegetales y resinas más costosos utilizados para formar ciertos tipos de moldes. Los compuestos de moldes. Los compuestos de moldes basados en silicatos dan una capa dura a temperaturas moderadas, porosidad apropiada para la liberación de gases calientes y buena colapsibilidad. Para métodos de producción rápida, la aplicación de silicatos de sodio en combinación con reacciones ácidas de gas se emplean en el proceso común de bióxido de carbono (CO2). También se pueden lograr moldes de fundición de autoendurecimiento con un ligante hecho de la mezcla de cemento portland o ésteres orgánicos con silicato de sodio.
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en beneficio mineral
Los silicatos solubles son utilizados en numerosos procesos para la concentración de minerales. El uso principal del silicato de sodio en la flotación mineral, es como depresor y dispersor de minerales silíceos que no se desean. En general sólo se necesitan pequeñas cantidades de silicato, similares a las concentraciones utilizadas en las operaciones de limpieza. Algunas veces la habilidad del silicato, para reaccionar o precipitar iones de metal pesado para formar una capa de iones de sodio en una superficie particular, es importante para preparar esa superficie o bien para una separación selectiva. El silicato de sodio también ayuda a prevenir la corrosión, reduciendo así el desgaste en los equipos de molienda.
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en textiles
Los silicatos de sodio tienen muchas aplicaciones en los talleres textiles. En las operaciones de blanqueado, la característica estabilizadora de silicato reduce el índice de descomposición del agente blanqueador. Este control previene el daño que ocurría en la fibra si se permite un cambio de pH. Los silicatos de sodio son aplicados en los pretratamientos de tela e hilo para remover cera, grasa y motas de algodón. La elección apropiada de la relación de silicato y sólidos produce una mejor limpieza y evita que se redeposite la suciedad.
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en la aglomeración
Las características adhesivas naturales del silicato, junto con su habilidad de proporcionar una fijación rápida y un fuerte secado, así como la de suministrar una capa resistente al agua a bajo costo, han resultado en su utilización en las aplicaciones de pelletizado, briqueteado y sintetizado de minerales. Sirve también como ayuda en el proceso de nodulación y estiramiento. Para la aglomeración de materiales que son extraídos, procesados o recuperados en formas muy pequeñas, elimina el polvo y mejora la transferencia de calor en las operaciones de secado, calcinación y fundición. La eliminación de estos polvos puede reducir o eliminar la contaminación de aire y agua, así como las capas o anillos internos en un horno de secado y mejora las características de almacenaje y transportación. El pelletizado es un proceso en el cual el material pequeño se forma en bolas húmedas. El silicato combinado con las partículas finas ayuda a la formación del pellet e incrementa la fuerza de los gránulos formados en las etapas de secado y cocción. En los procesos de estiramiento, compresión y aglomerado, el silicato actúa como lubricante y/o ligante, de manera que se mejoran las características de fluidez y propiedades físicas del producto.
Usos y aplicaciones del silicato de sodio como diluyentes agregados
Cuando se utiliza en la pasta de los cementos la solución de silicato de sodio deflocula el mineral de arcilla y los componentes de cal de pasta. Esto se logra mediante la combinación de efectos, que incluyen: absorción de la superficie del agregado; donación de iones de sodio (Na+); y precipitación de iones de calcio (Ca++) en la pasta. El efecto real de este proceso de defloculación es una reducción de la cantidad de agua necesitada para mantener la pasta en un rango de viscosidad bombeable. Se prefiere el silicato de sodio como defloculador en la preparación de soluciones estables de arcilla fusible para el vaciado en los poros de los moldes de yeso. En la arcilla fusible, la cual es fácilmente bombeable, la sílice actúa como un estabilizador para cualquier álcali presente. Ya que se necesita menos agua, la arcilla fusible es más densa y por lo tanto la pieza resultante más fuerte. Se necesita menos tiempo de cocción en el molde y hay un menor encogimiento conforme se secan las piezas moldeadas. En el proceso de arcilla cruda, la acción depresora del silicato es utilizada para separar impurezas como cuarzo, feldespato, mica, óxido de hierro, etc.
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en la inyección química
Para la inyección química o solidificación del subsuelo, puede ser utilizado el silicato de sodio en las siguientes situaciones: (1) donde las formaciones del subsuelo tienen fuerza insuficiente para soportar la carga requerida, tales como bajo las paredes o cimientos, (2) donde los poros del subsuelo, permeables al agua, permiten la inundación de minas, pozos y túneles (3) para prevenir la pérdida del agua en presas, (4) para sellar poros en los trabajos de concreto o ladrillo como se pueden encontrar en desagües o construcciones subterráneas. En el “Proceso de Joosten” se inyectan por separado silicato de sodio y cloruro de calcio en el subsuelo. Se combinan para formar un gel insoluble que fragua y sella los poros y suelos con baja resistencia.
Usos y aplicaciones del silicato de sodio en el tratamiento del concreto
El silicato de sodio ofrece dos aplicaciones diferentes para aumentar la durabilidad del concreto. Se puede aplicar una solución de silicato de sodio como agente curante a la superficie de la capa fresca de concreto después de que el área ha sido cubierta y mantenida húmeda durante 24 horas. La aplicación de silicato cierra los poros de la superficie sellándolos mientras están húmedos. Para tratar el concreto, después de que está completamente seco o endurecido, se aplica el silicato hasta penetrar el concreto. La cal y otros ingredientes en el concreto fresco reaccionan lentamente con la solución penetrante de silicato, formando un gel insoluble en los poros del concreto. Se incrementa la resistencia al uso, agua, grasa o ácido.
Industrias que utilizan silicatos de sodio |
Industria |
Función del silicato |
Beneficio principal |
CERAMICA |
Cementos refractarios |
Ligante |
Fraguado de aire |
Fundición |
Defloculador |
Sólidos altos |
Diluyente de pasta |
Defloculador |
Reducción de agua |
Refinado de arcilla |
Defloculador |
Mejora fluidez |
CONSTRUCCION |
Endurecimiento de concreto |
Reacción química, sellado |
A prueba de grasa y polvo, resistente al ácido |
Cementos a prueba de ácido |
Ligante |
Fácil de usar, económico |
Cementos refractarios |
Ligante |
Capa dura, excelente acción térmica, resistente al ácido |
Aislamiento térmico |
Adhesivo, formación de película |
Capa a prueba de fuego |
Solidificación del suelo |
Reacción gel |
Ligante económico |
PETROLEO |
Lodo de perforación |
Control coloidal |
Controla formación geológica |
Prevención de corrosión |
Reacción química |
Eficaz, reduce costo |
Rompimiento de emulsión |
Reacción química |
Rompe emulsión |
PAPEL |
Tratamiento de agua cruda |
Floculación |
Mayor claridad en efluente |
Aditivo de caja maestra |
Floculación |
Retiene finos y cargas en la línea |
Cubiertas |
Formación de película |
A prueba de grasa, resistente a la humedad |
Blanqueo con peróxido de pasta |
Reacción química |
Conserva el peróxido, produce pasta más blanca |
Adhesivos para laminación y etiquetado |
Adhesión |
Capas fuertes, económico |
Tratamiento de agua pura |
Floculación |
Incremento de tamaño de floculo, clarificación mejorada |
Destintado |
Detergencia |
Remoción de tinta |
CARTON |
Tambores de fibra |
Adhesión |
Agrega rigidez, bajo costo |
Tubos espirales |
Adhesión |
Agrega rigidez, bajo costo |
TEXTIL |
Blanqueo con peróxido |
Reacción química |
Conserva peróxido, aumenta blancura |
Entintado |
Amortiguador de pH |
Fijación de tinta, menores costos de proceso |
COMPUESTOS DE LIMPIEZA/DETERGENTES |
Detergentes en polvo |
Ligante, inhibidor de corrosión y defloculador |
Ayuda de proceso en torre de secado y aglomeración. Protección a la corrosión y detergencia |
Jabones líquidos y limpiadores |
Defloculador y Amortiguador de pH |
Detergencia y protección e inhibición a la corrosión |
TRATAMIENTO DE AGUA |
Tratamiento de agua cruda y desperdicio |
Floculante |
Incrementa el tamaño y acelera la formación del floculo |
Prevención de corrosión en líneas de agua |
Formación de película |
Película Protectora inhibe la corrosión del metal |
Control de contenido de plomo y cobre |
Reacción química |
Reduce niveles de metales tóxicos |
Estabilización de fierro y manganeso |
Reacción química |
Mejora el sabor, elimina agua roja |
METALES |
Fundición porosa |
Impregnación |
Sella fugas y llena huecos |
Cubiertas de varillas de soldadura |
Ligante |
Buen ligante y acción de flux |
Flotación de mineral |
Defloculador |
Agente de separación y control de corrosión |
Moldes de fundición y ligantes |
Ligante |
Ajuste rápido |
Polvos de fundición |
Aglomeración |
Elimina polvo, mejora las condiciones ambientales |
Pelletizado |
Ligante |
Ayuda e incrementa la formación del pellet |
Briqueteado |
Ligante |
Mejora características de flujo y propiedades cohesivas |
TRATAMIENTO DE DESECHOS |
Solidificación y estabilización |
Reacción química, ligante |
Reducción de porosidad y tiempo de fijación |
Proveedores de silicato de sodio
Además de los silicatos de sodio líquidos, SIDESA tiene una amplia variedad de especialidades para satisfacer las necesidades de todos los usuarios que incluyen metasilicatos de sodio pentahidratado y anhidro, silicatos en polvo G y GD, hidro y cero geles, zeolitas, etc.
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