Dual behavior of CaCO 3 as a porosifier and sintering aid in the manufacture of alumina membrane/catalyst supports

Comparison of extruded and pressed low cost ceramic supports for microfiltration membranes

“…These are the expected crystalline phases when a mixture of clay and calcium carbonate is sintered at high temperatures (>1100ºC) [13], [32], [40]. The amount of the calcium silicate (wollastonite) and aluminosilicate (anorthite) phases mainly depends on the relative amount of aluminium, calcium and silicon oxides in the starting composition.…”

“…Besides, alkaline-earth carbonates (calcite and dolomite) have also been used as pore formers. Nevertheless, the decomposition of calcium or calciummagnesium carbonates can produce a two-fold effect since at low temperatures (<1000 ºC) large pores are formed which turn into smaller ones at higher temperatures (>1300 ºC) as a consequence of the liquid phase sintering mechanism [30]- [32]. Recently, Harabi et al demonstrated that adding calcium carbonate to a kaolin-based ceramic composition allows mullite-based ceramics to be obtained without the undesirable cristobalite phase [13].…”

Membranas cerámicas de bajo coste para el tratamiento de aguas residuales

“…Las temperaturas de descomposición de la calcita y magnesita son, respectivamente, 920 y 630ºC; la dolomita se descompone en dos etapas, a 730 y 930ºC [105]. Sin embargo, la descomposición de los carbonatos cálcicos o cálcico-magnésicos puede producir un doble efecto, ya que a bajas temperaturas (< 1000ºC) se forman poros de gran tamaño, que se reducen a mayores temperaturas (> 1300ºC) como consecuencia del mecanismo de sinterización en presencia de la fase líquida generada en parte por la existencia de alcalinotérreos [106][107][108]. Recientemente, los estudios de Harabi et al demostraron que la adición de carbonato cálcico a una composición basada en caolín permitía la obtención de materiales cerámicos basados en mullita, sin la aparición de la fase cristobalita, indeseable por su elevado coeficiente de expansión térmica [38,53].…”

“…No obstante, el efecto de los carbonatos sobre las propiedades de las membranas depende de su naturaleza, proporción y composición base de la membrana. La siguiente figura muestra la estructura de la calcita: La adición de carbonato cálcico (entre 0 y 7 % en peso) a una composición de alúmina produce un aumento en la porosidad de 4 puntos porcentuales, en función de la temperatura de sinterización; respecto al tamaño de poro, existe un punto máximo de inflexión de 4-5 µm al contenido de 5% a partir del cual el tamaño de poro disminuye, llegando a obtenerse el mismo tamaño, 3 µm [108]. Por otro lado, en una composición basada en caolín, la adición de carbonato cálcico en proporciones de 5 al 20% (en peso) produce un aumento de porosidad de 51 al 55% y tamaño de poro de 5,2 a 8,6 µm.…”

“…Habitualmente los poros tienen formas más tortuosas, estando los valores típicos de tortuosidad comprendidos entre 1,5 y 2,5 (Figura 15) [7,114,134]. No obstante, la tortuosidad puede alcanzar valores de hasta 6, tal y como Falamaki et al muestran en sus estudios [108,114].…”