Alumina, zircona y grafito

ALUMINA
La alúmina es el óxido de aluminio (Al2O3). Junto con la sílice, es el componente más importante en la constitución de las arcillas y los barnices, confiriéndoles resistencia y aumentando su temperatura de maduración. El óxido de aluminio existe en la naturaleza en forma de corindón y de esmeril. Tiene la particularidad de ser mas duro que el aluminio (el punto de fusión de la alúmina esmayor que el del aluminio).

Estructura cristalina
Los cristales de óxido de aluminio presentan un sistema cristalino hexagonal y de tamaño muy fino (nm).

 
Propiedades

Densidad: 3,86 g/cm³. Dureza Vickers: 1500-1650 kgf mm². Módulo de elasticidad: 300-400 GPa.

Proceso de producción
La industria emplea el proceso Bayer para producir alúmina a partir de la bauxita. La alúmina esvital para la producción de aluminio (se requieren aproximadamente dos toneladas de alúmina para producir una tonelada de aluminio). En el proceso Bayer, la bauxita es lavada, pulverizada y disuelta en sosa cáustica (hidróxido de sodio) a alta presión y temperatura; el líquido resultante contiene una solución de aluminato de sodio y residuos de bauxita que contienen hierro, silicio, y titanio. Estosresiduos se van depositando gradualmente en el fondo del tanque y luego son eliminados. Se los conoce comúnmente como "barro rojo". La solución de aluminato de sodio clarificada es bombeada dentro de un enorme tanque llamado precipitador. Se añaden finas partículas de alúmina con el fin de inducir la precipitación de partículas de alúmina puras (proceso de siembra), una vez que el líquido seenfría. Las partículas se depositan en el fondo del tanque, se remueven y luego

son sometidas a 1100°C en un horno o calcinador, a fin de eliminar el agua que contienen, producto de la cristalización. El resultado es un polvo blanco, alúmina pura. La sosa cáustica es devuelta al comienzo del proceso y usada nuevamente.

Aplicaciones
La industria del aluminio primario utiliza la alúminafundamentalmente como materia prima básica para la producción del aluminio. Además, la alúmina se utiliza de manera complementaria para:  Aislante térmico para la parte superior de las cubas electrolíticas.  Revestimiento de protección para evitar la oxidación de los ánodos de carbono.  Absorción de las emisiones provenientes de las cubas.  También es utilizada para el secado del aire comprimido ya quetiene la propiedad de adsorber y desorber el agua.  En el área sanitaria de las prótesis dentales, se utiliza como base de la estructura de coronas y puentes proporcionando gran dureza y resistencia, ligereza y translucidez.  En molinos de esmaltes cerámicos como piedras de molienda ( a modo de las piedras que engullen las aves para triturar los granos en la molleja). Su regeneración (para elcaso de la adsorción/desorción) es con aire seco y caliente y tiene una temperatura de punto de rocío de -40°C.

ZIRCONA
La circonia cúbica es la forma cristalina cúbica del óxido de zirconio ZrO2. El material sintetizado es duro, sin fallas ópticas, y generalmente incoloro, pero puede hacerse en una variedad de colores diferentes. No debe ser confundido con el zircón, que es un silicato dezirconio (ZrSiO4). Debido a su bajo costo, durabilidad, y semejanza visual muy cercana al diamante, la zirconia cúbica sintética se ha mantenido como el más importante competidor gemológico y económico del diamante, desde 1976. Su principal competencia como gema sintética es un material más recientemente cultivado, la moissanita sintética.

Aspectos técnicos
Como su nombre lo implica, la zirconiacúbica es cristalográficamente isométrico y, como el diamante también es isométrico, es un atributo importante de un potencial simulante de diamante. Durante la síntesis, el óxido de zirconio podría formar cristales monoclínicos, forma más estable bajo condiciones atmosféricas normales. Se requiere un estabilizador para la formación del cristal cúbico; típicamente puede ser óxido de itrio o...