Alumina

La alúmina en la producción de porcelana

En realidad, no es del todo correcto describir la alúmina -junto con el feldespato, el caolín y el cuarzo- como una materia prima independiente en la producción de porcelana y clasificarla aquí. Sin embargo, en la cerámica técnica, la alúmina -más correctamente denominada óxido de aluminio- ocupa el primer lugar entre los materiales cerámicos de alto rendimiento utilizados con frecuencia. Mencionamos aquí este óxido mineral en el grupo principal de materias primas para nuestra porcelana, ya que se utiliza para la vajilla.

• Alúmina
• High Alumina
• Ultra Alumina

de Holst Porzellan desempeña un papel muy especial.

El mineral "alúmina" con la forma química "Al2o3" ya está presente en los materiales básicos de la porcelana, el caolín y el feldespato, dependiendo del diseño y la calidad. Sin embargo, en forma puramente concentrada (procesada), puede cambiar significativamente las propiedades de la porcelana como mineral adicional (óxido de aluminio), tanto en el cuerpo como en el esmalte. El óxido de aluminio tiene las siguientes propiedades

• Alto aislamiento eléctrico
• Alta resistencia mecánica
• Resistencia a la compresión extremadamente alta
• Gran dureza
• Resistencia a altas temperaturas

La alúmina (óxido de aluminio) es una forma mineral y pertenece a la familia del corindón. La alúmina no debe confundirse con el aluminio, que es un elemento químico (metal) del gran grupo de los bauxuros.

El óxido de aluminio es el compuesto oxigenado del elemento aluminio. El punto de partida de esta sustancia es el mineral de aluminio bauxita. La sosa cáustica divide este mineral en hidróxido de aluminio. El AI2O3, de gran calidad y pureza, se produce mediante calcinación y complejos procesos de molienda.

La alúmina tiene sus propios yacimientos y -según el país y el origen- también está contenida en pequeñas cantidades en algunos tipos de caolín. Según el Dr. Khalil M. Ibrahim (Departamento de Ciencias de la Tierra y Medioambientales de la Universidad Hachemita de Jordania), el óxido de aluminio también puede extraerse del caolín de baja calidad, que abunda en su país. Lamentablemente, no disponemos de resultados al respecto.

A diferencia de la dolomita o el magnesio, no puede utilizarse como sustituto del caolín o el feldespato, sino que se emplea exclusivamente como aditivo para aumentar la dureza. Con una dureza de 9 Mohs, este corindón se sitúa directamente detrás del diamante, lo que explica naturalmente por qué puede aumentar hasta tal extremo la dureza de la vajilla y la porcelana.

Con la fórmula AD85, el sector de la porcelana técnica conoce una masa porcelánica que se mezcla con un 85% de óxido de aluminio. La densidad del material es de 3,4 a 3,45 g/cm3. Esto se debe a la formación de una fase estable de óxido de aluminio cuando el contenido de Al2O3 supera el 80%. El examen cristalográfico revela la fase de óxido de aluminio en una matriz vítrea. Las propiedades significativas del AD 85 se deben a la estabilidad de la fase de óxido de aluminio presente.

Por desgracia, en la mayoría de los casos la adición de alúmina requiere un punto de fusión más elevado (> 1.400 °C), que la mayoría de los fabricantes de porcelana no pueden alcanzar debido a diversos factores. Estos son, por ejemplo

• Los hornos de alta cocción no están diseñados para este rendimiento.
• No se pueden utilizar los quemadores convencionales.
• Las recetas de porcelana convencional se queman en el horno.
• Los esmaltes no pueden seguir la alta temperatura de cocción.
• No se han determinado las proporciones de mezcla.
• Sólo se utiliza aluminio de baja calidad.

Definición de porcelana de aluminio

La composición exacta de las materias primas y la proporción de Al2O3 en el cuerpo de porcelana no están normalizadas para la denominación "porcelana de alúmina" y todas las demás denominaciones que utilizan el término "alúmina" para indicar una determinada estabilidad del cuerpo. No existen requisitos mínimos ni valores estándar para la "porcelana de alúmina". Además, las pruebas de laboratorio para determinar la presencia de Al2O3 en la porcelana cocida acabada son muy costosas. Por tanto, cabe concluir que "porcelana de alúmina" es una denominación y una definición de calidad que se encuentra en un vacío legal.

Definiciones de porcelana de alúmina específicas para cada país y sector

Aunque Alemania, en particular, desempeña un importante papel internacional en la composición de materias primas y la producción de Al2O2 para la industria de la porcelana, la adición de Al2O3 a la pasta de porcelana para una mayor estabilización del cuerpo en el sector de la vajilla era prácticamente desconocida hasta la década de 2000. En Europa, la primera vez que se añadió Al2O3 a la pasta fue en 1985 en Polonia. Las primeras series con esta porcelana "más estable" no estuvieron listas para el mercado hasta casi 10 años después. En aquella época, la proporción de Al2O3 rondaba el 2-4%.

Cada país productor de porcelana obtiene sus materias primas de distintos países y utiliza principalmente los yacimientos existentes en sus proximidades. Sin embargo, las materias primas decisivas para la calidad de la porcelana acabada no pueden sustituirse a voluntad. Esto se debe principalmente a que la maquinaria y los hornos son cada vez más similares a nivel internacional y los requisitos de las materias primas en la producción industrializada de porcelana están sujetos a criterios muy uniformes.

A lo largo de nuestras décadas de experiencia en la producción de porcelana, hemos aprendido que no sólo existen diferencias en la definición de porcelana de alúmina, sino también que los fabricantes de los propios países trabajan a menudo con proporciones muy diferentes e incluso nebulosas de Al2O3 añadido al cuerpo. He aquí algunos ejemplos

• China Provincia de Guangdong: a partir del 30% de Al2O3 en la masa
• China Provincia de Guangxi: a partir del 33% de Al2O3 en la masa
• Vietnam: a partir del 35% de Al2O3 en la masa
• Bangladesh: a partir del 35% de Al2O3 en la masa
• India: a partir del 33% de Al2O3 en la masa
• Brasil: a partir del 30% de Al2O3 en la masa

Proporciones y composiciones de Al2O3 en porcelana

A falta de normas y estándares exactos, en Holst Porzellan hemos desarrollado el "mayor múltiplo común" a partir de la variedad de definiciones individuales de "porcelana de alúmina" y la proporción de Al2O3 añadida para distinguir entre sí los niveles de calidad y estabilidad de las vajillas de porcelana.

Aluminio calcinado

La "alúmina calcinada", que se utiliza entre otras cosas en la producción de materiales cerámicos, es óxido de aluminio "precocinado" y corresponde al corindón. En un sentido más amplio, el término "calcinatio" se refiere a la pulverización en una materia prima acabada. A diferencia de todos los demás aditivos utilizados en la industria cerámica, este corindón es probablemente lo más "duro" que se puede utilizar para producir cerámica. Por cierto, el óxido de aluminio calcinado se utiliza en la industria textil para fabricar chalecos antibalas especialmente ligeros y resistentes.

Aluminio sintético

Por ello, muchos fabricantes de materias primas intentan modificar la fórmula química de la alúmina. Ahora, el corindón también puede producirse sintéticamente y, por tanto, ajustarse a diferentes aplicaciones. Algunas de estas fórmulas permiten temperaturas de cocción más bajas y ahora también se han establecido en conocidas marcas de porcelana hasta una temperatura de cocción alta de 1.260 a un máximo de 1.280 °C. En la mayoría de los casos, sin embargo, el uso de alúmina también provoca la decoloración del cuerpo, por lo que no se puede conseguir una porcelana blanca pura. La porcelana de alúmina procedente de China con un aspecto ligeramente amarillo se utiliza a menudo con el nombre de "Durable". Según las leyes de la temperatura de cocción, todos estos productos pertenecen al grupo del gres. Además, todos los productos de este tipo (conocidos por nosotros) sufren una pérdida de dureza Mohs, lo que finalmente da como resultado una puntuación máxima de 5.

Más información sobre la "porcelana de alta alúmina" de Holst Porzellan/Germany.