Guía para el control de calidad en carbonatos de calcio micronizados. [Ciencia-Ingeniería] ( 2 de 3).
El carbonato de calcio (CaCO3) es un compuesto químico que constituye principalmente a las rocas, aunque también es el componente principal de conchas marinas y cáscaras de huevo.
A nivel industrial resulta más eficiente la producción de carbonato de calcio micronizado obtenido por molienda fina o micronización de rocas calizas extremadamente puras, por lo general con más del 98.5% de contenido en carbonato de calcio (CaCO3).
La mayoría de las personas subestima el potencial de este compuesto pues desconoce el sin fin de aplicaciones que posee. Aunque parezca increíble el carbonato de calcio es versátil y tiene un sin fin de usos como materia prima. Es ampliamente utilizado como fertilizante, en la industria del plástico, en la industria del papel, cosmeticos, dentifricos, pesticidas, en la industria alimenticia, en pinturas, en fluidos de perforación y complementación de pozos petroleros, entre otras aplicaciones.
El objetivo de esta guía es dar a conocer el control de calidad en los parámetros más importantes en el carbonato de calcio micronizado de cualquiera de sus fuentes.
Los parámetros de control de calidad más importantes para el carbonato de calcio (CaCO3) corresponden a:
El color.
La granulometría.
La composición química.
La granulometría.
La granulometría no es más que el estudio que se realiza a los productos granulados para conocer los tamaños de las partículas. Los análisis granulométricos suelen realizarse normalmente a productos “en polvo”, aunque también puede realizarse para el estudio de suelos. En el caso de la producción de carbonato de calcio micronizado, por su uso como agregado y carga en distintos procesos, es necesario realizar estudios granulométricos para conocer el tamaño de las partículas, de acuerdo a este parámetro este polvo podra ser usado en distintas aplicaciones.
Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra y sí es posible también su clasificación mediante sistemas métricos estandarizados. El ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptación para ser utilizados por los clientes dependen de este análisis.
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Procedimiento.
Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente. Cada uno de estos tamices presenta aberturas de tamaños distintos, por las que pasan las partículas más finas y quedan retenidas las partículas más gruesas.
para el caso de productos gruesos el análisis granulométrico puede ser realizado en seco, pues el tamaño y peso de las partículas permite que su clasificación pueda realizarse fácilmente:
Se pesa el tamiz a utilizar y se anota su peso.
Se pesa una masa de muestra definida sobre el tamiz pesado y se realiza el proceso de cernido o tamizado sometiendo el tamiz a vibración constante durante al menos 5 minutos.
Se pesa el tamiz con la masa de muestra retenida sobre él, una vez terminado el cernido o tamizado.
para el caso de los productos finos el análisis granulométrico debe realizarse en húmedo para de cierta forma “ayudar” a las partículas que por su peso no pueden ser transportadas tan fácilmente a pasar a través de las aberturas del tamiz:
Se pesa el tamiz a utilizar y se anota su peso.
Se pesa una masa de muestra definida sobre el tamiz pesado y se realiza el proceso de cernido o tamizado sometiendo el tamiz a vibración constante durante al menos 5 minutos.
Se “lava” el tamiz haciendo pasar una corriente de agua a través de este hasta que las partículas finas puedan pasar a través del mismo.
Se seca el tamiz con el residuo en una estufa.
Se pesa el tamiz con la masa de muestra retenida sobre él, una vez terminado el cernido o tamizado.
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Expresión de los resultados.
El residuo sobre el tamiz expresado en porcentaje se calcula mediante la siguiente ecuación:
Donde,
R: Residuo sobre el tamiz expresado en porcentaje.
P: Peso del residuo sobre el tamiz.
G: Peso de la muestra.
Este procedimiento puede realizarse por separado utilizando un solo tamiz o en serio utilizando una serie de tamices ordenados de manera decreciente. utilizando en mismo procedimiento de cálculo para cada tamiz.
Los resultados del análisis granulométrico pueden expresarse gráficamente para observar mejor el comportamiento granulométrico de las partículas. para ello se realizó una prueba en el laboratorio para observar el comportamiento una muestra real. obteniéndose los siguientes resultados:
El comportamiento ideal para una muestra debería ser semejante a la campana de Gauss, siendo el punto más alto de la misma la “frecuencia” que más se repite en nuestra muestra. para el caso de nuestro análisis representa que ese es el tamaño que presenta “la mayoría” de las partículas.
Sin embargo la distribución granulométrica de la muestra seleccionada difiere de la idealidad, permitiendo aun si determinar cual es el tamaño más frecuente de las partículas.
Según lo expresado por la gráfica el mayor porcentaje de las partículas (un 43.65%) presentan un tamaño de ½ pulgada.
La siguiente imagen muestra los distintos tamices encontrados comercialmente para análisis granulometricos y el tamaño de abertura que poseen.
La granulometría representa un parámetro de vital importancia en el control de calidad de la producción de carbonato de calcio micronizado ya de de esta dependen los usos y aplicaciones que pueda tener el producto, sus aplicaciones van desde productos petroleros, densificantes y puenteantes hasta productos de grado alimenticio. Alguna desviación en el tamaño de las partículas podría ocasionar problemas mayores a los procesos y calidad de los productos de los clientes que usan el carbonato de calcio micronizado.
Referencias bibliográficas.
- Norma ISO 9000:2015. Sistemas de gestión de la calidad — Fundamentos y vocabulario.
- Warren McCabe – Julian Smith – Peter Harriott. Operaciones unitarias en ingeniería química. 4ta Edición. Editorial McGraw-Hill. España (1991).
- Shan-Shan, L. & Ling-Chu, L., 2011. Using fishbone analysis to improve the quality of proposals for science and technology programs. Research Evaluation.
- Gray, P. y Gray, X., 2011. Quality Controlled Government with Spherical Logic. The International Journal of Interdisciplinary Social Sciences, 5(10), pp. 1833- 1882.
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