Aluminatos de sodio obtenidos del sistema Al(NO3)3 · 9H2O - NaOH a través del método de precipitación controlada

Sodium aluminates obtained from the Al(NO3)3 · 9H2O - NaOH system using the controlled precipitation method

Los aluminatos de sodio, NaAlO₂ • xH₂O, son materiales que se utilizan en el tratamiento del agua, como fuente de aluminio en la preparación de zeolitas y otros materiales catalíticos como aditivo en la manufactura del papel. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos al sintetizar aluminatos de sodio por el método de precipitación controlada utilizando como precursor el Al(NO₃)₃ • 9H2O. El uso del método de precipitación controlada permitió, a partir de la valoración potenciométrica del Al(NO₃)₃ • 9H2O disuelto en agua y empleando como precipitante NaOH, determinar las diferentes etapas del proceso para garantizar el control y su reproducibilidad, así como las características del producto final. También se presenta una propuesta sobre el mecanismo de formación de las partículas en el seno de la solución, así como los resultados del efecto del tratamiento térmico sobre las fases cristalinas presentes en el sólido. La caracterización de los polvos obtenidos se realizó utilizando espectroscopia infrarroja (FTIR), difracción de rayos X (DRX) y análisis térmico (ATD/TG). Los resultados indican que a 1.000 °C se obtiene como principal fase cristalina aluminato de sodio, NaAlO₂, bien cristalizado, y que para tratamientos a 1.500 °C la β-alúmina comienza a formarse.

Introducción

El aluminato de sodio, NaAlO₂ • xH₂O, es un compuesto inorgánico de gran importancia industrial. Este óxido mixto es utilizado en el tratamiento del agua y como fuente de aluminio en aplicaciones relacionadas con la preparación de zeolitas y otros materiales catalíticos, como aditivos en la manufactura del papel y para ajustar el pH en muchas aplicaciones (Misra, 1986; Kaduk y Pei, 1995).

Un uso interesante del aluminato de sodio está relacionado con la hidratación de cementos especiales bajo condiciones de baja temperatura. Lota et al. (1997) investigaron el efecto del NaAlO₂ sobre la hidratación de un cemento especial.

Los resultados de su trabajo indican que la hidratación de este cemento en soluciones acuosas 0,1 a 1,0 M de NaAlO₂, se acelera porque el compuesto previene la formación de la capa límite de hidratación que rodearía completamente los granos de cemento. Además observaron que los iones de aluminio presentes en la solución reaccionan rápidamente con los iones calcio liberados de la fase de silicatos de calcio, cuando ella se disuelve, y se forman los aluminatos de calcio hidratados (Lota et al., 1997). Andersen et al. (2004) encontraron que el NaAlO₂ aceleraba la hidratación  de  la alita y la velita, a 5 y 20 °C, resultado que posibilita el  uso  del NaAlO₂ como acelerador de la hidratación del cemento bajo condiciones de frío.