Obtención de partículas de zeolita NaA de tamaño y morfología controlados por transformación hidrotérmica de caolinitas

Abstract

En este trabajo de tesis se ha puesto énfasis en el estudio de algunos aspectos fundamentales de los procesos de activación de arcillas y de síntesis de zeolitas, con el objeto de identificar variables operativas que permitan la producción de una zeolita NaA de alta pureza, con tamaño y morfología controlados. Se ha elegido esta estructura zeolítica debido a que es una de las de mayor importancia comercial, muy usada como adsorbente y como intercambiador iónico. En los últimos diez años, la producción de zeolita NaA se ha incrementado más de cinco veces, debido principalmente a su uso como sustituto de los polifosfatos en la manufactura de detergentes. Tanto a la etapa de activación de la arcilla como a la de síntesis propiamente dicha se les dedica una parte independiente de este trabajo, donde son expuestos y comentados los resultados experimentales. Los estudios centrados en la etapa de activación de la caolinita se describen en la primera parte, donde se investigan los efectos que tiene el pretratamiento de calcinación sobre la estructura y la consecuente solubilización de la caolinita. En este caso, se analiza también la importancia de la presencia del Fe como impureza del caolín de partida. Adicionalmente, se plantea la posibilidad de emplear un método alternativo para la activación del caolín: la molienda por impacto. En la segunda parte, se estudia específicamente la reacción de cristalización, analizando los efectos de la variación de la composición de la mezcla inicial sobre las características estructurales y morfológicas del producto final. Se analizan específicamente la influencia de las variaciones en la alcalinidad del medio inicial de reacción, de las variaciones de la relación Si/AI inicial por agregado de otras fuentes de Si y/o Al no caoliníticas; y los efectos ocasionados por la incorporación de un supresor específico de nucleación como la trietanolamina. A la exposición de los resultados se le antepone un texto compuesto por tres capítulos, elaborado con los siguientes objetivos: -el primer capítulo presenta la ubicación actual de las zeolitas en el universo de los tamices moleculares. -el segundo capítulo recuerda las estructuras más conocidas y resume los principios generales del fenómeno de cristalización hidrotérmica. -el tercer capítulo agrupa las descripciones del protocolo experimental y las técnicas de caracterización utilizadas.