Potencialidad de la mezcla escoria de cubilote-cascarilla de laminación-viruta de aluminio para obtener un material puzolánico mediante aluminotermia

Leidys Laura Pérez-González, Rafael Quintana-Puchol, Lorenzo Perdomo-González, Adrian Alujas-Díaz

Resumen


Se realizó una valoración de las posibilidades químicas y termodinámicas del proceso aluminotérmico cascarilla de laminación-virutas de aluminio para modificar la escoria de cubilote en una puzolana (SiO2: 70 %, Al2O3: 23 % y CaO: 7 %) mediante la asistencia del arco eléctrico, utilizando caliza y arena de sílice. Se diseñó una mezcla reactiva partiendo de 100 gramos de escoria de cubilote y manteniendo la relación SiO2:Al2O3:CaO igual a 10:3,29:1. Los balances de masa y energético son las premisas estratégicas para conformar la mezcla reactiva y calcular el tiempo de síntesis. La reacción aluminotérmica aporta el 46 % de la energía necesaria para la síntesis de la puzolana y el contenido de alúmina necesario. El aporte energético de 11195,87 J/g del arco logra una reducción total de los productos intermedios de la reacción aluminotérmica. El contenido de óxidos del sistema ternario en la puzolana sintetizada se incrementó en un 23,53 % con respecto a la escoria de cubilote. El resto de los óxidos de la composición química se reduce 2,86 veces de la escoria de cubilote al material puzolánico sintetizado.

Palabras clave


escoria de cubilote; proceso aluminotérmico; arco eléctrico; puzolana.

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Referencias


Alujas, A. 2010: Obtención de un material puzolánico de alta reactividad a partir de la activación térmica de una fracción arcillosa multicomponente. Tesis doctoral. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.

American Foundrymen´S Society 1977: El horno de cubilote y su operación. 6ta ed. México: Editorial Continental. 763 p.

Arangurent, F. y Mallol, A. 1963: Siderugía. Madrid: Editorial Dorssat S. A. 617 p.

ASTM C618-03 2003: Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use as a Mineral Admixture in Concrete. United State.

Baricová, D.; Pribulová, A. y Demeter, P. 2010: Comparison of possibilities the blast furnace and cupola slag utilization by concrete production. Archives of Foundry Engineering, 10(2): 15-18.

Batic, O. R.; Sota, J. D. y Falcone, D. D. 2006: Influencia de la incorporación de escorias en las características de los cementos resultantes. En: Reciclado de residuos de construcción y demolición y de residuos de procesos. Universidad Tecnológica Nacional, San Rafael, Mendoza. ISBN 950-42-0056-7.

Flatt, R. J.; Roussel, N. y Cheeseman, C. R. 2012: Concrete: An eco material that needs to be improved. Journal of the European Ceramic Society, 32(11): 2787-2798.

García, H. R. 2013: SUPERCEM. Experiencia de Holcim (España) con cementos con escorias de alto horno altamente adicionados. Patología de cimentaciones, estructuras y hormigones 1-7.

Hernández, R. A. C.; Durán, D. M. F. y Bustos, L. P. 2014: Reemplazo del agregado fino por escoria de horno de cubilote para la fabricación de concreto. Revista INGE CUC, 10(1): 83-88.

Jerez, P. R.; Rodríguez, L. y Quintana, R. 2002: Caracterización química y mineralógica de residuales sólidos industriales y sus potencialidades de aprovechamiento en la obtención de fundentes aglomerados para el proceso SAW. Rev. Ciencias Técnicas Agropecuarias, 11(2): 59-63.

Kudrin, V. A. 1984: Metalurgia del acero. Moscú: Mir. 423 p.

López, F. A.; López, A. y Balcázar, N. 1996: Propiedades físico químicas y mineralógicas de las escorias EAD y AOD. Revista Afinidad, Tomo LIII: 39-46.

Merzhanov, A. G. y Borovinskaya, I. P. 2008: Historical Retrospective of SHS: Autoreviw. International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis, 17(4): 242-265.

Mostafa, N. Y. y Brown, P. W. 2005: Heat of hydration of high reactive pozzolans in blended cements: Isothermal conduction calorimetry. Thermochimica Acta, 435(2): 162-167

Muller, N. y Harnisch, J. 2008: A blueprint for a climate friendly cement industry. WWF. Lafarge Conservation Partnership. Switzerland. Consulta: 13/06/2018. Disponible en: https://www.panda.org/climatesavers.

Patil, K. C. 1993: Advances ceramics: Combustion synthesis and properties. Bulletin of Materials Science, 16(6), 533-541.

Perdomo, L. 2015: Obtención simultánea de ferromanganeso y materiales abrasivos por reducción aluminotérmica usando pirolusita sin tostación previa y residuos sólidos industriales. Minería y Geología, 31(2): 95-112.

Pérez, L. L. 2018: Caracterización química y fásica de un material puzolánico obtenido mediante la modificación de una escoria de cubilote. Tesis de maestría. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.

Perry, R. y Green, D. 2008: Perry´s Chemical Engineers´ Handbook. 8th Ed. New York: McGraw-Hill. ISBN: 9780071422949.

Polder, R. B. 2012: Effects of slag and fly ash on reinforcement corrosion in concrete in chloride environment. Heron, 57(3): 197-210.

Puertas, F. 1993: Escorias de alto horno: composición y comportamiento hidraúlico. Materiales de Construcción, 43(229): 37-48.

Quintana-Puchol, R.; González, L. P.; Apolinaire, E. C.; Cruz, A. L. L.; Varela, E. G. y Gómez, A. D. 2018: Consideraciones sobre las posibilidades de los procesos de síntesis autosostenibles de alta temperatura como una estrategia de reciclaje de desechos sólidos industriales. En: 3ra Convención Internacional de la Industria Cubana Cubaindustria. 19-22 Junio, Palacio de las Convenciones, La Habana, Cuba.

Ramachandran, V. S. y Beaudoin, J. J. 2001: Handbook of analytical techniques in concrete science and technology. Principles, Techniques and Applications. New York, U.S.A.: William Andrew Publishing.

Reuter, M.; Xiao, Y. y Boin, U. 2004: Recycling and environmental issues of metallurgical slags and salt fluxes. In: Delft University of Technology, D. O. A. E. S., Netherlands (ed.) VII International Conference on Molten Slags Fluxes and Salts The South African Institute of Mining and Metallurgy.

Riss, A. 1975: Production of ferroalloys. Moscow: Editorial Foreign languages publishing house. 278 p.

Sánchez, R.; Palacios, M. y Puertas, F. 2011: Cementos petroleros con adición de escoria de horno alto. Características y propiedades. Materiales de Construcción, 302: 185-211.

Singh, S.; Singh, G.; Kulkarni, N.; Mathe, V. L. y Bhoraskar, S. V. 2015: Synthesis, characterization and catalytic activity of Al/Fe2O3 nanotermite. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 119(1): 309-317.

Taylor, H. F. W. 1990: Cement Chemistry. London: Harcourt Brace Jovanovich.

United States Geological Survey. 2017: Mineral Commodity Summaries [en línea]. Consulta: 21/03/2018. Disponible en: https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/2017/mcs2017.pdf.

Varma, A.; Rogachev, A. S.; Mukasyan, A. S. y Hwang, S. 1998: Combustion Synthesis of Advanced Materials: Principles and Applications. Advances in Chemical Engineering, 24: 79-226.

Vizcaíno, L. M. 2014: Cemento de bajo carbono a partir del sistema cementicio ternario clínquer-arcilla calcinada-caliza. Tesis doctoral. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.


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