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88 La caliza (calcita,) y la dolomita empleadas en la obtención y desarrollo de fundentes provienen del yacimiento en Palenque, en Remedio y del yacimiento de Purio, en Encrucijada, respectivamente en la provincia de Villa Clara. La composición química promedio de ambas rocas secas a 110 ºC se expone en la Tabla 2.21. A partir de la composición química y el contenido de CO2 para la calcita y la dolomita, se obtiene la relación másica CaO/MgO = 1.86 para la última que es superior a la teórica: 1,4; además se determinó por cálculo estequiométrico la composición mineralógica de las fases principales para ambas rocas. En el caso de la caliza, está constituida por 97,05 % de calcita y probablemente un 2 % de arcillas y otros silicatos, ≈ 0,5 % de hematita y ≈ 1 % de otros minerales. Por otro lado, la roca dolomítica está conformada por 83,35 % del mineral dolomita, 11,13 % de calcita y 5,52 % de otros minerales acompañantes. La densidad picnométrica promedio determinada para los granos de dolomita lavados (< 150 μm) es de 2,753 g/cm 3 y para los de la calcita, también lavados, (
89 Figura 2.14), es decir los iones F − se encuentran en el centro de los 8 pequeños cubos (ao´=2,7815 Å) en que puede dividirse la celda unitaria (véase Figura 2.10), resultando que cada ion Ca 2+ está rodeado por 8 iones F - y estos coordinados por 4 Ca 2+ . El valor de la relación de radios (rc:ra) para el CaF2 es de 0,744, lo cual sugiere que el empaquetamiento lo debería realizar el anión F - (25% mayor que el Ca 2+ ) con inclusión de los cationes en los intersticios. Esta característica estructural es la que le permite coadyuvar al carácter fundente de la fluorita. Entre las propiedades físicas y químicas de la fluorita a destacar se pueden incluir que funde a 1 400 o C sin descomponerse y presenta una temperatura de ebullición de 2 500 o C, la densidad a 25 ºC es de 3,18 g/cm 3 y cerca de la temperatura de fusión es de 2,65 g/cm 3 ; en estado líquido la densidad disminuye en función del incremento de la temperatura. El fluoruro de calcio forma eutexia con muchas sustancias, es poco soluble en H2O (0,0017g en 100g de H2O a 26 o C) y contribuye a regular no solo la temperatura fusión, sino también la viscosidad (Figura 2.15) y la tensión superficial (Figura 2.16) de las escorias, lo que resulta fundamental para la función metalúrgica del baño de soldadura. Además, la fluorita es muy estable frente a sustancias reductoras, sobre todo ante los metales fundidos, por ejemplo es de las pocas sustancias que no reacciona con el uranio fundido. La sustancia fundente que mayor cantidad de requisitos de índole económica cumple, es el fluoruro de calcio (fluorita, CaF2). Sin embargo, su aparente neutralidad “ácido- base”, es negada por su carácter "básico", que se manifiesta indirectamente con cierta intensidad al reaccionar, aún en estado sólido [001] ao η, Pa.s 0,2 0,1 Intersticio octaédrico vacío ... 2ao.......... = Ca 2+ ..= F Figura 2.14: Proyección del plano (110) de la estructura de la fluorita • • • • 0,0 1400 1450 1500 1550 T, ºC 1600 Figura 2. 15: Viscosidad del CaF2 líquido en función de la temperatura. Figura 2.16: Tensión superficial de CaF2 líquido en función de la temperatura. • • • •
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