Optimización Medioambiental de la Síntesis de Pigmentos Cerámicos: Aplicación de Métodos Sol-Gel

Abstract

Aquesta tesi presenta un estudi d'optimització mediambiental de tres pigments ceràmics d'ús convencional en la coloració d'esmalts ceràmics, i que combinats tots tres podrien conformar una "paleta ecològica" de pigments ceràmics:<br/>i) un pigment de caire estructural, com és el verd victoria (classificació DCMA 4-07-3), basat en el granat Uvarovita, Ca3Cr2Si3O12, en el qual l'element cromòfor (el crom) forma part de la pròpia estructura cristal.lina del pigment, donant-li la seua col.loració verda característica.<br/>ii) una disolució sòlida, com és el cas del pigment blau de vanadi-circó, (Zr,V)SiO4 (classificació DCMA 14-42-2), en el qual el vanadi forma una disol.lució sòlida en la xarxa del circó (ZrSiO4), incorporant-se en les posicions tetraèdriques i/o octaèdriques, actuant de forma simultània com a cromòfor i com a agent "auto-minieralitzador".<br/>iii) un pigment de caire encapsulat o "heteromòrfic", com és el pigment rosa coral de ferro-circó, (Zr,Fe)SiO4 (classificació DCMA 14-44-5), en el qual les partícules d'hematita (Fe2O3) queden ocluïdes o encapsulades pels grans de circó neo-formats, otorgant-li la seua coloratció roja característica.<br/>En cadascun dels 3 sistemes pigmentants s'ha fet una caracterització cristal.loquímica exhaustiva mijançant diverses tècniques d'estat sòlid (difracció de raigs X, anàlisi tèrmic, espectroscòpia infraroja i UV-VIs, microscopia electrònica) i un estudi d'optimització amb l'objecte de minimitzar les emisions de gasos a l'atmòsfera (pèrdues de calcinació o merma del pigment) i dels lixiviats de caire tòxic o contaminant produïts en el llavat dels colors calcinats. Tot això amb la premisa d'obtenir un rendiment colorimètric comercialment acceptable.<br/>Les tres variables bàsiques de l'estudi han sigut:<br/><br>i) el tractament tèrmic; ii) l'utilització de diferents sistemes mineralitzadors (agents de fundència) usuals en la síntesi industrial dels pigments; i iii) aplicació de mètodes de síntesi no convencional (sol-gel) en les composicions optimitzades prèviament per la ruta tradicional ceràmica.<br/>Per a cada pigment s'ha fet en primer lloc una optimització de la síntesi per la ruta ceràmica, i després s'ha analitzat l'efecte de la utilització de les metodologies sol-gel sobre la síntesi i cristal.lització del pigment, el seu rendiment colorimètric, així com sobre els paràmetres mediambientals objecte de minimització (emisions a l'atmòsfera i lixiviats tòxics). Finalment es mostra com per mescla d'aquests tres colors (prèviament optimitzats) es pot obtenir una "paleta ecològica" de colors ceràmics.