minerales_acondicionamiento
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MINERALES Y SU ACONDICIONAMIENTO PARA LA FABRICACIN DE ESMALTES UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA
CERMICA.
Dr. Armando Garca Reyes
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Pronstico 2014: Consumo de mercado en Mxico (Millones de m2) Datos obtenidos del TCNA Mxico (Tile Council of North America)
Consumo anual (pisos y recubrimientos cermicos) en m2por habitante en Mxico 2004=1.4 2013=1.6
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18%
80%
2%
Muro
Piso
Porcelanico
Produccin de cermica para recubrimiento en Mxico (m2/ao) =190 millones
Porcelnico00.00
Piso, 2,584,000
Porcelanico, 98,800.00
Distribucin del consumo de materiales en la produccin de pisos y recubrimientos (ton/ao) =3,161,600
Arcilla, 1,561,040
Caolin, 314,184
Feldespato, 491,036
Talco, 4,940
Otros, 790,400
Materias primas principales en la produccin de pisos y recubrimientos (ton/ao )
Distribucin de la produccin en Mxico de pisos y recubrimientos por tipo de producto
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42%
58%
Engobes
Bases
Consumo de esmaltes para una produccin m2/ao=190 millones
Engobes, 66,500
Bases, 93,100
Distribucin del consumo de materiales para esmaltes en la produccin de pisos y recubrimientos esmaltados Ton/ao
Arcilla, 24,605
Caolin, 17,290
Feldespato, 54,530
Talco, 0
Otros, 63,175
Consumo de materiales para esmaltes en la produccin
Consumo de Materias primas en Mxico para la produccin de esmaltes
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Proceso de mono-coccin de pavimentos y revestimientos cermicos
Materias primas para cuerpos cermicos
Molienda Atomizacin
Prensado
Secado Esmaltado Coccin
Pavimento gresificado
Preparacin del esmalte
Molienda
Revestimiento poroso
Materias primas para esmaltes
Molienda va hmeda
Humectacin y peletizado
Va hmeda Va seca
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Proceso de fabricacin de fritas y pigmentos cermicos para la formulacin de esmaltes
Mezclado
Fritado
Enfriamiento
Tratamiento trmico
Enfriamiento
Frita
Pigmentos cermicos
Materias primas para esmaltes
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Materias primas
Dosificacin Mezclado Horno de fusin
Agua
Secado
Frita
Aire
Enfriamiento Tolva de alimentacin
Proceso de fabricacin de fritas cermicas
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Tratamiento de las arcillas previo a la molienda
Envejecimiento: Exposicin a los agentes atmosfricos: (aire, lluvia, hielo, etc.)
Homogeneizacin
Trituracin: Reduccin de tamao con rompedores de rodillos dentados
Almacenamiento
Molienda
Funcin Aumento de la reactividad de los componentes.
Disminucin de la incidencia de los defectos debidos a las impurezas de las materias primas.
Variables Humedad de las materias primas.
Tamao de recepcin de las materias primas y distribucin granulomtrica del producto molido.
Dureza de las materias primas.
Produccin.
Densidad y viscosidad de las materias primas molidas puestas en suspensin (Procesos va hmeda).
Limitaciones Materiales muy plsticos y materiales muy duros.
Presencia de sales solubles.
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0 25.00 50.00 75.00 100.0 125.0 150.0 175.0 200.0 225.0shear rate (1/s)
0.01000
0.1000
1.000
10.00
vis
co
sit
y (
Pa
.s
)
0
2.500
5.000
7.500
10.00
12.50
15.00
17.50
sh
ea
r s
tr
es
s (
Pa
)
P1 Orient Arabia con d 1 449 visc #2 247 5 cps flujo #2 156 seg tixo 247 5 cps pH 9 75 Schimer-1962f
P1 Orient Arabia con d 1 449 visc #2 247 5 cps flujo #2 156 seg tixo 247 5 cps pH 9 75 Schimer-1962f, Steady state flow step 1
0 500.0 1000 1500 2000 2500 3000 3500shear rate (1/s)
0.01000
0.1000
vis
co
sit
y (
Pa
.s
)
0
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
sh
ea
r s
tr
es
s (
Pa
)
BR 601 Tinta mARRNa Intensa Ferro -0220f
BR 601 Tinta mARRNa Intensa Ferro -0220f, Steady state flow step 1
Distribucin de tamao de partculas y caractersticas reolgicas para un suspensin de esmaltes tradicionales
Distribucin de tamao de partculas y caractersticas reolgicas para un suspensin de esmaltes tradicionales
Caractersticas Reolgicas y distribucin de tamao de partcula caractersticos de esmaltes tradicionales vs esmaltes y colores digitales
Fluido visco elstico Fluido Pseudo-Newtoniano
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APLICACIN DE LA NANOTECNOLOGA EN LOS PROCESOS CERMICOS
Fritas y esmaltes blancos de silicato de circonio. Desvitrificacin de silicato de zirconio disuelto en la fase vtrea (50-100 nm). Engobes y esmaltes con fritas blancas 1980.
Journal of Archaeological Science; 41 (2014) 89-105; Medieval red window glass, samples conrm the presence of Cu nanoparticles 20-50 nm. Siglo 12-14 vidrios de Inglaterra, Francia y Espaa
Fig 11 y 12.- Detalle de Nanopartculas de cobre; J. Aecheological Science
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TINTAS INKJET PARA DECORACIN DIGITAL CERMICA
Desarrollo del concepto Investigacin
Desarrollo de concepto Industrial Cabezal de Inyeccin
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Comparativo entre partculas manomtricas y el espectro de la luz
Color Azul Al2O4 -Co Color azul SiO2-Co
Las tintas pigmentadas surgieron con el desarrollo de la nanotecnologa, los sistemas de molienda y clasificacin de nano-partculas. Es conocido por los ceramistas el hecho de que cuando un pigmento se muele repetidas veces, se pierde color. Cuando se generan partculas de pigmento a un punto debajo de la longitud de onda del propio color, ste no colorea ms
INK-JET TINTAS PARA DECORACIN DIGITAL CERMICA
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Composicin de las tintas Digitales.
Composicin del color
Color desarrollado en coccin
Al-Co Cian
Si-Co Azul
CoO Negro
Fe-Cr Negro
Fe-Cr-Zn Marrn
Fe-Cr-Zn Anaranjados (-Fe)
Zr-Pr Amarillo
Zr-Sn-Ca-Cr Rosa
Au (nano partculas)
rojo
Otros
Caractersticas de la suspensin
Tamao de partcula Vehculo de suspensin
Tamao promedio de partcula (nm)
Tensin superficial () din/cm
Poliglicol + Aceite mineral + dispersantes
150 - 400
36-36
Poliglicol + dispersantes
150 400
36
Aceites Vegetales + dispersantes
150 - 400
33-34
Comportamiento reolgico
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CARACTERSTICAS ANTI-BACTERIALES PARA SUPERFICIES ESMALTADAS DE LOSETAS CERMICAS.
Nano partculas de TiO2 Nano partculas de Ag
Procesamiento cermico Mezclad de nano partculas (TiO2+
Ag)
Esmalte cermico
Mezclado Esmaltado Coccin
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CARACTERSTICAS ANTI-BACTERIALES PARA SUPERFICIES ESMALTADAS DE LOSETAS CERMICAS.
Nano partculas de TiO2 Nano partculas de Ag
Procesamiento cermico Mezclad de nano partculas (TiO2+
Ag)
Esmalte cermico
Mezclado Esmaltado Coccin
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Dixido de titanio superficial
Luz del sol Radiacin UV
NO
Monxido de nitrgeno
NO2
Dixido de nitrgeno
Oxgeno activo
NO3
Staphylococcus aureus (ATCC 29213) MIC
Placa de agar recientemente inoculado
Placa de Agar de S. Aureus, despus de 24 horas con aditivo antimicrobial
Placa de Agar de S. Aureus despus de 24 horas de incubacin sin aditivo anti-microbial
Resultados S. aureus ATCC 29213
Promedio R=85% *las pruebas se realizan por triplicado en cada muestra
CARACTERSTICAS ANTI-BACTERIALES Y OTRAS FUNCIONALIDADES PARA SUPERFICIES ESMALTADAS DE LOSETAS CERMICAS.
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SELLADORES PARA SUPERFICIES POROSAS DE PORCELNICOS PULIDOS.
Losetas Porcelnicas pulidas
Micrografas de porcelnico pulido a) Superficie, b) seccin transversal
a) b)
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SELLADORES PARA SUPERFICIES POROSAS DE PORCELNICOS PULIDOS.
Perfluoro alquil trietoxi silanos + Nano partculas de slice (A-200)
BENEFICIOS No son parte de la estructura de la
superficie Aplicacin fcil del recubrimiento
por pulido Hidrofbicos y oleofbicos El agua y el aceite forman gotas
(ngulo de contacto arriba de 115)
Los surfactantes y las suciedades aceitosas no se adhieren a la superficie
No hay enlace entre el sarro y la superficie El sarro puede removerse fcilmente
Recubrimiento con gran durabilidad ofrece la posibilidad de reponerse in situ cada vez que se requiera.
Nano compuesto
Compuestos fluorados