Tesis Dr.Cs. Rafael Quintana Puchol-2013.pdf - Universidad Central ...

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bajas, la trasferencia de materia entre el espacio intercristalino y el medio líquido que lo rodea,
pero esta transferencia está limitada por el diámetro de los poros [181, 187], similar a la malla
de un tamiz.
Los valores porcentuales de la suma SiO2 y Al2O3 y de la relación SiO2/Al2O3 de ambos
alumosilicatos inducen a que, dada cualquier combinación de concentración de ambos
alumosilicatos en una mezcla, la composición resultante sólo pueda desplazarse en un estrecho
segmento paralelamente al lado SiO2-Al2O3 del diagrama de fase ternario SiO2-Al2O3-CaO
(véase Figura 1.2). Mediante la adición de CaO en forma de calcita (CaCO3, véase Tabla 2.21,
p.87) se estrecha proporcionalmente dicho segmento desplazándose su punto medio en forma
rectilínea hacia el vértice CaO atravesando varias zonas del diagrama ternario (Figura 3.1).
Además, es conocido que la calcita al
descomponerse a 900 ºC [100] hace, también,
la función de agente fundente.
La zona más idónea, desde el punto de vista
metalúrgico, para el diseño de una matriz, es
aquella que, al ser atravesada por esa línea
recta, sitúa uno de sus puntos entre las
isotermas de 1 300 y 1 400 ºC de la zona de
la seudowollastonita y cuya composición es
de 50,39 % de SiO2, 8,51 % de Al2O3 y 41,10
% de CaO [33, 180]. En el entorno de este
punto, la matriz en estado líquido debe
presentar viscosidades (η) entre 6 y 8 Pa.s
(algo superior a los requisitos, véase Cap. I,
epígrafe 1.4 Viscosidad, pp. 28-30), tensiones superficiales (σ) entre 440 y 460 mN/m y
densidades (ρ) entre 2,537 y 2,517 g/cm 3 [37]. A partir de estos criterios se confeccionó una
mezcla mineral constituida por 27,52 % de feldespato, 21,49 % de zeolita y 50,99 % de caliza,
que permite obtener una masa fundida, situada entre las referidas isotermas, y conformar una
composición química (Tabla 3.3), que augura una “prematriz” en estado fundido con
propiedades aceptables.
Al 2 O 3
Tabla 3.3. Composición química calculada de la calcinación a 950 ºC de una mezcla de
feldespato, zeolita y calcita, así como los valores de IBm y Aq
Óxidos SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 FeO NiO MgO TiO2 P2O5 Na2O K2O ∑
m-% 47,54 8,03 38,78 0,76 0,15 0,02 0,59 0,25 0,01 2,28 1,59 100
Índice de Basicidad (IBm) = 0,91; Actividad química relativa (Aqr) = 0,56
CaO
CaO CaO
Al 2 O 3
SiO 2
iO
S
iO
S
22
SiO 2 = 50,39%
Al Al2O 2O 3 = 8,51%
CaO = 41,10%
Figura 3.1. Diagrama de fases ternario del sistema
de óxidos SiO2-Al2O3-CaO