Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Feb 2005)
Caracterización química, mineralógica y térmica de boratos naturales y sintéticos
Abstract
The present study establishes a methodology for characterising natural and synthetic borates used as raw materials in the ceramic industry, since detailed information on this subject is unavailable in the literature. Four natural borates, three colemanites of different richness and one ulexite, were analysed in addition to two synthetic borates, a boric acid and a borax pentahydrate. The following analytical techniques were used for the characterisation: X-ray fluorescence (XRF) spectrometry, inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry (ICP-OES), potentiometry, X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry (TG), and differential thermal analysis (DTA). In the chemical characterisation, the elements Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, Sr, As and S were analysed by XRF, B by ICP-AES and potentiometry and F by potentiometry ISE and XRF. In the mineralogical characterisation, the boron minerals and the accessory minerals were determined and their concentration was estimated by rational analysis. The boron minerals found were colemanite, ulexite, boric acid and borax pentahydrate and the accessory minerals were calcite, dolomite, quartz, celestine and orpiment. In the thermal characterisation, the samples were subjected to a controlled heating cycle and the thermal weight losses and characteristic transformations of the samples were studied.<br><br>En este trabajo se ha establecido una metodología para caracterizar boratos naturales y sintéticos utilizados como materia prima en la industria cerámica, ya que no se ha encontrado en la bibliografía información detallada al respecto. Se han analizado cuatro boratos naturales, tres colemanitas de diferente riqueza y una ulexita, así como dos boratos sintéticos, un ácido bórico y un bórax pentahidratado. Las técnicas analíticas utilizadas para la caracterización han sido: espectrometría de fluorescencia de rayos X (FRX), espectrometría de emisión atómica de plama acoplado inductivamentes (ICP-OES), potenciometría, difracción de rayos X (DRX), termogravimetría (TG) y análisis térmico diferencial (ATD). En la caracterización química se han analizado los elementos Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, Sr, As y S mediante FRX y los elementos B y F se han analizado por varios métodos y se han comparado los resultados obtenidos. En la caracterización mineralógica, se han determinado los minerales de boro y otros minerales presentes que acompañan a éstos y se ha estimado su concentración mediante un análisis racional. Los minerales de boro encontrados han sido: colemanita y ulexita, y además se han identificado: calcita, dolomita, cuarzo, celestina y oropimente. En la caracterización térmica se estudiaron las pérdidas de peso y las transformaciones térmicas características de las muestras objeto de estudio, cuando eran sometidas a un ciclo de calentamiento controlado.
