Síntese de pigmentos inorgânicos azuis com base em lama de anodização de alumínio

Abstract

Este trabalho descreve a formulação de um novo pigmento inorgânico baseado na estrutura da hibonite, Ca(Al, Co, Sn/Ti)12O19, dopada com cobalto e titânio. É usada uma segunda fase, a anortite (CaAl2Si2O8) que actua como agente mineralizador no processamento do pigmento por reacção no estado sólido. O mecanismo responsável pelo desenvolvimento da cor parece estar associado à presença de iões Co2+ em coordenação tetraédrica. A exigência de baixas concentrações de espécie cromófora torna esta formulação uma alternativa interessante aos pigmentos azuis baseados em cobalto (ex: Co2SiO4), reduzindo significativamente os custos e mantendo uma boa qualidade cromática. Foram preparados pigmentos a partir de reagentes puros (comerciais), mas testaram-se também formulações com lama de anodização do alumínio como fonte alternativa de alumínio. A capacidade corante das formulações mais promissoras foi aferida num vidrado transparente brilhante, vulgarmente utilizado em revestimento cerâmico (ex: monoporosa), e numa pasta de grés. As condições de trabalho e o desenvolvimento da cor foram discutidos no presente trabalho.

This work describes the formulation of a new blue ceramic pigment based on cobalt and tin/titanium-doped hibonite, Ca(Al, Co, Sn/Ti)12O19 phase. Anorthite, CaAl2Si2O8, is the secondary phase acting as fluxing/mineralising agent in the solid state reaction process followed. The mechanism responsible for the colour development seems to be the occurrence of Co2+ ions in tetrahedral sites. Since relatively low chromophore contents are required, this new system can be an interesting alternative to the common cobalt-based blue pigments (e.g. Co2SiO4), with significant cost reduction but keeping its chromatic quality. Standard batches were prepared from commercial pure-grade reagents, but another set uses Al-anodising sludge as source of aluminium. Optimised formulations were tested in both a standard ceramic glaze and in ceramic bodies. Typical working conditions and colour development are discussed in the final part of the work.