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ProblemasTCVC.DosificacionCementos

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TECNOLOGIA CEMENTOS, VIDRIO Y CERAMICAS /// PROBLEMAS--- SERIE 1 ///////// HOJA 1.<br />

P1.-La empresa CEMENTOS X, S.A. dispone de dos materias primas cuya composición es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P.C. Resto<br />

CALIZA 8.70 2.35 1.32 47.80 1.50 0.30 37.96 0.01<br />

MARGA 33.01 7.31 4.83 30.22 0.66 0.20 23.77 - - - -<br />

Se pide:<br />

(a).- Calcular la proporción en la que deben mezclarse para obtener un módulo hidraulico de 2.2. Calcular la<br />

composición química de la mezcla resultante (Crudo).<br />

(b).- Calcular la composición química y potencial del clinker resultante. Hallar los valores de los módulos<br />

hidraulico, de silicatos y de alúmina, así como el factor de saturación en cal.<br />

P2.- La empresa Cementos X, S.A. al objeto de obtener el componente calcareo y el componente arcilloso<br />

explota dos canteras , una de caliza y otra de arcilla respectivamente. La composición química de ambas<br />

materias primas es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P.C.<br />

CALIZA 1.42 0.48 0.38 52.60 1.11 0.85 43.16<br />

ARCILLA 62.95 18.98 7.37 1.40 0.98 0.85 7.47<br />

Se pide:<br />

(a).- Calcular la proporcion en la que deben mezclarse para obtener un standard de cal (StCII) cuyo valor sea<br />

0.94. Calcular la composición química de la mezcla resultante (Crudo o harina de cemento).<br />

(b).- Calcular la composición química y potencial del clinker resultante.<br />

(c.- )Hallar los valores de los módulos hidraulico, de silicatos y de alúmina.<br />

P3.-La empresa Cementos X, S.A. explota una cantera de caliza de su propiedad, cuya composición química es<br />

la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P. C. Resto<br />

CALIZA 0.95 0.92 0.38 54.60 0.95 - - - - 42.03 0.17<br />

Por otra parte, la empresa Arcillas Y, S.L. le suministra el componente arcilloso, que consiste en una arcilla<br />

cuya composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P. C. Resto<br />

ARCILLA 68.00 12.60 2.95 5.70 1.45 1.28 7.20 0.82<br />

(a).- ¿Es posible con las dos materias primas anteriores lograr un crudo para el que se han fijado el factor de<br />

saturación en cal en 0.96 y el módulo de silicatos en 2.70. En caso negativo ¿De qué tipo ha de ser la tercera<br />

materia prima, que ha de actuar como componente corrector. Se decide comprar cenizas de tostacion de<br />

piritas cuya composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P. C. Resto<br />

CENIZAS 11.00 1.50 84.20 0.76 0.55 1.25 0.67 0.07<br />

(b).- Calcular la proporcion en la que deben mezclarse para que el crudo resultante tenga un factor de<br />

saturación en cal de 0.96 y un módulo de silicatos de 2.70 Calcular la composición química de la mezcla<br />

resultante.<br />

(c).- Calcular la composición química y potencial del clinker resultante.<br />

(d).- Hallar el valor del módulo de alúmina.<br />

(e).- Con el clinker obtenido se fabrica un cemento tipo I, ¿Podría considerarse tal cemento adecuado<br />

para la fabricación de productos prefabricados.


TECNOLOGIA CEMENTOS, VIDRIO Y CERAMICAS /// PROBLEMAS--- SERIE 1 /////////// HOJA 2.<br />

P4 -Calcular el porcentaje de cenizas de carbón que ha absorbido un CLINKER, a partir de los analisis<br />

químicos del crudo, del clinker y de las cenizas del carbón, que se dan a continuacion:<br />

OXIDO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO<br />

CRUDO 19.00 8.25 2.80 66.60<br />

CLINKER 19.85 8.92 3.31 64.45<br />

CENIZAS 42.95 27.88 17.60 4.95<br />

P5.-La empresa Cementos X, S.A. explota una cantera de caliza de su propiedad, cuya composición química es<br />

la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P. C. Resto<br />

CALIZA 0.95 0.92 0.38 54.60 0.95 - - - - 42.03 0.17<br />

Por otra parte, la empresa Arcillas Y, S.L. le suministra el componente arcilloso, que consiste en una arcilla<br />

cuya composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P. C. Resto<br />

ARCILLA 68.00 12.60 2.95 5.70 1.45 1.28 7.20 0.82<br />

(a).- ¿Es posible con las dos materias primas anteriores lograr un crudo para el que se han fijado el factor de<br />

saturación en cal en 0.92 y el módulo de alúmina en 1.70. En caso negativo ¿De qué tipo ha de ser la tercera<br />

materia prima, que ha de actuar como componente corrector. Se decide comprar cenizas de tostacion de<br />

piritas cuya composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P. C. Resto<br />

CENIZAS 11.00 1.50 84.20 0.76 0.55 1.25 0.67 0.07<br />

(b).- Calcular la proporcion en la que deben mezclarse para que el crudo resultante tenga factor de saturación<br />

en cal de 0.92 y un módulo de alúmina de 1.70. Calcular la composición química de la mezcla resultante.<br />

(c).- Calcular la composición química y potencial del clinker resultante.<br />

(d).- Hallar los valores de los módulos silicatos y de alúmina.<br />

P6.-Una empresa de cementos dispone de dos materias primas, caliza y arcilla ya calcinadas, cuya composición<br />

química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO Resto<br />

CALIZA 2.18 0.88 0.67 95.33 0.94 - - -<br />

ARCILLA 65.75 17.05 6.95 5.55 1.90 2.80<br />

Las pérdidas a la calcinación de la caliza y de la arcilla son 42.25 % y 8.67 %, respectivamente. Se pide:<br />

(a).- Calcular la proporcion en la que se han de mezclar para obtener un clinker con una composición potencial<br />

en la que el 68 % sea C 3 S.<br />

(b).-Calcular la composición química de la mezcla, así como la composición química y potencial del clinker.<br />

(c).- Calcular los valores del módulo de alúmina y de silicatos.<br />

(d).- Con el clinker obtenido se fabrica un cemento tipo I, ¿Podría considerarse tal cemento adecuado<br />

para la fabricación de productos de hormigón prefabricado .


TECNOLOGIA CEMENTOS, VIDRIO Y CERAMICAS /// PROBLEMAS--- SERIE 1 /////////// HOJA 3.<br />

P.7.-Se desea que la composición química del CLINKER sea la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O+Na 2 O<br />

CLINKER 21.50 5.20 3.70 67.50 1.60 0.50<br />

Hallar la composición química que debe de tener el crudo ( sin perdida a la calcinación) sabiendo que el horno<br />

rotatorio quema 19 toneladas de carbon , con un contenido en cenizas del 12 %, por cada 100 toneladas de<br />

clinker. La composición química de las cenizas es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O+Na 2 O<br />

CENIZAS 47.00 29.10 12.50 6.60 1.80 2.80<br />

Se supone que la absorcion de las cenizas del carbon por el clinker es total.<br />

Calcular , si es posible, a partir de los resultados obtenidos como se han de mezclar una caliza y una arcilla<br />

para obtener dicho crudo., sabiendo que la composición química de ambas es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P.C.<br />

CALIZA 1.42 0.48 0.38 52.60 1.11 0.25 43.16<br />

ARCILLA 62.95 18.98 7.37 1.40 0.98 0.85 7.47<br />

En el caso de no sor posible y suponiendo que dicha caliza se mantiene como materia prima, ¿Como ha de ser<br />

la composicion química de la arcilla, sabiendo que se mantienes constantes el CaO y la PC.<br />

Calcular el valor del factor de saturación en cal y de los módulos de silicatos y de alúmina.<br />

P8.- La empresa Cementos X, S.A. es proveída por un suministrador del componente calcáreo y arcilloso.<br />

Dichos componentes se encuentran ya calcinados y su composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 Resto<br />

CALIZA 3.89 1.93 0.93 91.19 1.41 0.50 0.15<br />

ARCILLA 70.03 17.17 5.00 4.25 3.17 ----- 0.38<br />

Las perdidas a la calcinación de la caliza y de la arcilla son 40.12 % y 7.50 % respectivamente.<br />

El horno rotatorio utiliza como combustible carbón, quemando 35 toneladas por cada 100 toneladas de clinker.<br />

El contenido en cenizas del carbón es del 16.4 % y su composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 Resto<br />

CENIZAS 51.32 10.19 16.11 10.30 4.15 6.58 1.35<br />

(a)Calcular la composición del crudo, suponiendo que el factor de saturación en cal se ha fijado en 0.90 y que<br />

el porcentaje de cenizas que absorbe el clinker es del 65 %.<br />

(b)Calcular la composición química y potencial del clinker resultante.<br />

(c)Hallar los valores de los módulos de alúmina y de silicatos. ¿Están dentro del intervalo de variación<br />

normal.


TECNOLOGIA CEMENTOS, VIDRIO Y CERAMICAS /// PROBLEMAS--- SERIE 1 /////////// HOJA 4.<br />

P9.-Una fabrica de cementos dispone de dos explotaciones propias de las cuales extrae el componente calcareo<br />

y el componente arcilloso. La composición química de ambos componentes es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO P.C.<br />

COMPONENTE CALCAREO 2.5 0.5 0.2 54.0 42.8<br />

COMPONENTE ARCILLOSO 50.0 22.0 9.0 2.5 16.5<br />

Debido a que con los dos componentes anteriores no se consigue una composición química del crudo adecuada<br />

al tipo de clinker que quiere fabricar , la empresa cementera compra a la empresa X, S.A. un componente<br />

corrector cuya composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO P.C.<br />

COMPONENTE CORRECTOR 84. 0 6.0 3.0 1.0 6.0<br />

La coccion del crudo se realiza mediante un horno rotatorio que quema 25 toneladas de carbon , por cada 100<br />

toneladas de clinker. El contenido en cenizas del carbon es del 10 % y su composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO Resto<br />

CENIZAS CARBON 48 . 0 29.0 10.01 8.0 5.0<br />

(a).- Calcular la composición del crudo, suponiendo que el factor de saturacion en cal se ha fijado en 0.96 y el<br />

módulo de silicatos en 3. Por otra parte se sabe que el porcentaje de cenizas que absorbe el clinker es del 80 %.<br />

(b).- Calcular la composición química y potencial del clinker resultante.<br />

(c).- ¿ Sería aconsejable utilizar este clinker para obtener un cemento con el cual realizar una cimentación en<br />

un terreno yesífero.<br />

P10.-Una empresa de cementos dispone de tres materias primas caliza, arcilla y arena, ya calcinadas, cuya<br />

composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO<br />

CALIZA 3.6 3.5 2.7 90.2<br />

ARCILLA 59.2 28.1 11.6 1.3<br />

ARENA 96.6 2.1 1.3 -----<br />

Las perdidas a la calcinación de la caliza y de la arcilla son 40.1 % y 7.5 % respectivamente. La de la arena se<br />

supone despreciable.<br />

Se pide:<br />

(a).- Calcular la proporcion en la que se han de mezclar para obtener un clinker con una composición potencial<br />

en la que el 50 % sea C 3 S y el 25 % C 2 S.<br />

(b).- Calcular la composición química de la mezcla, as¡ como la composición química y potencial del clinker.<br />

(c).- Calcular los valores del módulo de silicatos y de alúmina.<br />

(d).- ¿Con dicho clinker se podrá fabricar un cemento resistente a los sulfatos


TECNOLOGIA CEMENTOS, VIDRIO Y CERAMICAS /// PROBLEMAS--- SERIE 1 /////////// HOJA 5.<br />

P11.-La empresa Cementos X, S.A. explota una cantera de caliza de su propiedad, cuya composición<br />

química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P. C. Resto<br />

CALIZA 0.95 0.92 0.38 54.60 0.95 ----- 42.03 0.17<br />

Por otra parte, la empresa Arcillas Y, S.L. le suministra el componente arcilloso, que consiste en una<br />

arcilla cuya composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P. C. Resto<br />

ARCILLA 68.00 12.60 2.95 5.70 1.45 1.28 7.20 0.82<br />

(a).- ¿Es posible con las dos materias primas anteriores lograr un crudo para el que se han fijado el<br />

factor saturación en cal en 0.95 y el módulo de silicatos en 2.70.<br />

(b).- En caso negativo se dispone en el mercado de los tres componentes correctores siguientes:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 P. C.<br />

CENIZAS DE PIRITA 11.00 1.50 84.20 0.76 0.55 1.25 0.67<br />

BAUXITA 16.50 58.00 16.00 2.50. 0.70 - - - - 6.30<br />

CENIZAS VOLANTES 36.90 30.10 10.20 16.80 2.10 1.90 2.00<br />

Tomando como base el criterio y los datos siguientes:<br />

(1 ).-Componentes correctores cuyo tanto por ciento sea superior al 3 % han de rechazarse.<br />

(2).-La tonelada de cenizas de pirita cuesta 24 euros y la de bauxita 36 euros, mientras que la de<br />

cenizas volantes cuesta 4.5 euros. Los gastos de transporte son de 6 euros/t, 12 euros/t y 36 euros/t<br />

para las cenizas volantes, la bauxita y las cenizas de pirita respectivamente.<br />

¿Cuál de ellos ha de elegirse como componente corrector tomando como criterio el puramente<br />

económico ¿Y cual desde el punto de vista de una mejor operación del horno.<br />

(c).- Calcular la composición química de la mezcla resultante, eligiendo como corrector el que<br />

cumpla una mejor marcha del horno.<br />

P12.- La empresa Cementos X, S.A. utiliza, para la fabricación del clinker un crudo compuesto por un 79.8<br />

% de caliza y un 20.2 % de arcilla. La composicion química de ambas materias primas es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 Ca0 MgO SO 3 P.C.<br />

CALIZA 1.42 0.48 0.38 52.60 1.11 0.85 43.16<br />

ARCILLA 62.95 18.98 7.37 1.40 0.98 0.85 7.47<br />

El horno rotativo utiliza como combustible fuel-oil con un consumo de 22 toneladas por cada 100 toneladas<br />

de clinker. El poder calorífico del fuel -oil es de 43430 KJ/kg. Debido a un fuerte aumento en el precio del<br />

barril de petróleo la empresa decide cambiar a carbón. Las características del carbón que va a quemar son:<br />

14 % de cenizas y 29858 KJ/kg de poder calorífico. La composición química de las cenizas es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O +Na 2 O<br />

CENIZAS 47.00 29.10 12.50 6.60 1.80 2.80<br />

(a).- ¿Como se debe modificar la composición del crudo para mantener constante el valor del factor de<br />

saturación en cal . Se supone que la absorción de las cenizas del carbón por el clinker es del 90 %.<br />

(b).-Hallar el valor de los módulos de silicatos y de alúmina ¿Están dentro del intervalo de variación<br />

normal.<br />

(c).- Con el clinker obtenido , ¿Harías un cemento para realizar una obra marítima.


TECNOLOGIA CEMENTOS, VIDRIO Y CERAMICAS /// PROBLEMAS--- SERIE 1 /////////// HOJA 6.<br />

P13.- Una empresa cementera dispone de las siguientes materias primas:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 Na 2 O K 2 O P. C.<br />

CALIZA 1.70 0.90 0.20 53.50 0.30 ----- 0.02 0.03 43.35<br />

CCMPONENTE<br />

SECUNDARIO<br />

40.90 34.60 6.90 1.50 ------- ------- ----- ------ 16.10<br />

ARENA 94.30 2.90 1 .30 0.50 0.44 ------ 0.02 1.23<br />

COMPONENTE<br />

FERRUGINOSO<br />

3.90 15.20 70.20 1.00 ----- ------ 0.30 0.50 8.9<br />

Las consignas del crudo son : LSF = 0.95 , MS = 2.90 y MA = 2.10. Calcular la proporción en la que han de<br />

mezclarse. Determinar el costo por tonelada sabiendo que los costes de la tonelada de cada uno de los<br />

componentes son : caliza 555 unidades monetarias, componente secundario 17205 unidades monetarias, arena<br />

82882 unidades monetarias y componente ferruginoso 117164 unidades monetarias.<br />

La dirección técnica de la fábrica sugiere los siguientes cambios en los parámetros de control : LSF = 0.95 ,<br />

MS = 2.50 y MA -=1.70. Calcular la nueva proporción en la que han de mezclarse y determinar el nuevo costo<br />

por tonelada.<br />

Calcular en ambos casos la cantidad de fase liquida a 1338, 1400 y 1450 ºC, la temperatura teórica de<br />

sinterización, el índice de costra y la aptitud a la cocción. Comentar los resultados obtenidos tanto desde el punto<br />

de vista económico como de la operación del horno.<br />

DATOS:<br />

- Fase liquida a 1338 ºC (MA>1.38) = 6.10F + K + N + M* , siendo M* = Mínimo (M, 2)<br />

- Fase liquida a 1400 ºC = 2.95 A + 2.20 F + K + N + M*<br />

- Fase liquida a 1450 ºC = 3.00 A + 2.25 F + K + N + M*<br />

- Temperatura teórica de sinterización = 1300 + 4.51 C 3 S - 3.74 C 3 A -12.64 C 4 A F<br />

- Indice de costra = I c = C 3 A + C 4 A F + 0.2 C 2 S + 2F, debido a Konopicky y válido para (<br />

A<br />

) > 0.64 . F<br />

Valores correctos para la formación de costra son los comprendidos entre 25 y 35, es decir 25 < I c < 35<br />

- Aptitud a la cocción = BF = LSF(%) + 10MS- 3(M + N + K)<br />

P14.- Con las siguientes materias primas:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO<br />

ALCALIS<br />

+ SD<br />

P. C.<br />

CALIZA 4.5 2.5 1.0 50.0 0.7 2.0 39.3<br />

MARGA 33.0 11.0 5.0 25.0 1.5 3.5 21.0<br />

ARENA 85.0 2.5 5.0 3.5 1.0 1.0 2.0<br />

Obtener un crudo que dé un clinker con la siguiente composición química:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO Resto<br />

CLINKER 22.4 7.8 3.5 61.1 5.2


TECNOLOGIA CEMENTOS, VIDRIO Y CERAMICAS /// PROBLEMAS--- SERIE 1 /////////// HOJA 7.<br />

P15.- Se desea fabricar un clinker que contenga un 80 % de silicato tricálcico y un 20 % de fundentes. Para<br />

ello se dispone como materias primas de caliza y arena, pudiendo emplearse como fundente bauxita o ceniza<br />

de pirita. Los costes de la arena y la caliza son prácticamente iguales, mientras que la bauxita resulta un 20 %<br />

más cara que la ceniza de pirita. Con estos datos calcular:<br />

(a).- El fundente que debe de utilizarse<br />

(b).- Dosificación de materias primas expresadas como toneladas de arena y toneladas de fundentes por<br />

tonelada de caliza<br />

(c).- Composición porcentual del clinquer obtenido<br />

El análisis químico de las materias primas calcinadas es el siguiente<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO OTROS<br />

CALIZA 4 2 1 92 1<br />

ARENA 98 ----- ----- ----- 2<br />

CENIZA PIRITAS 5 1 90 2 2<br />

BAUXITA 9 68.4 21 ----- 1.6<br />

Las pérdidas a la calcinación de la caliza, de la arcilla , de las cenizas de pirita y de la bauxita son 40 %, 3 %,<br />

1 % y 5 % respectivamente.<br />

P16.- Una fabrica de cementos dispone de las materias primas cuyo análisis químico en peso referido a<br />

materias calcinadas es el siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO<br />

CALIZA 6 3 1 90<br />

ARENA 99 ----- 1 -----<br />

CENIZA PIRITAS 7 4 85 4<br />

ARCILLA 70 10 4 16<br />

Las pérdidas a la calcinación de la caliza, de la arena, de las cenizas de pirita y de la arcilla son 30 %, 2 %,<br />

2 % y 25 % respectivamente.<br />

La planta o habitualmente con una proporción de 0.198 toneladas de arena y 0.086 toneladas de ceniza de<br />

pirita por tonelada de caliza.<br />

(a).- Calcular en el clinker obtenido la proporción de Silicatos Fundentes y la relación C2S<br />

C S<br />

(b).- Determinar la composición química y potencial del clinker<br />

(c).- Durante un cierto tiempo se interrumpe el suministro de arena y en su lugar se decide emplear arcilla de<br />

otro proveedor, ¿cuál debe de ser la nueva dosificación de materias primas para obtener el mismo clinker que<br />

en el caso anterior<br />

3


TECNOLOGIA CEMENTOS, VIDRIO Y CERAMICAS /// PROBLEMAS--- SERIE 1 /////////// HOJA 8.<br />

P17.- Se desea fabricar un clinker que contenga un 70 % de silicato dicálcico y un 30 % de fundentes. Para<br />

ello se dispone como materias primas de caliza y arena, así como de dos tipos de bauxita para utilizar como<br />

fundente. La caliza y la arena tienen un coste equivalente, mientras que la tonelada de bauxita 2 es un 10 %<br />

más cara que la bauxita 1. Calcular:<br />

(a).- ¿Cuál de los dos fundentes debe de elegirse.<br />

(b).- La dosificación de las materias primas, expresada como toneladas de arena y toneladas de bauxita por<br />

tonelada de caliza<br />

(c).- La composición en % en peso dedos distintos compuestos que forman el clinker obtenido<br />

El análisis químico de las materias primas calcinadas es el siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO OTROS<br />

CALIZA 4 2 1 92.6 0.4<br />

ARENA 98 ----- ----- ----- 2<br />

BAUXITA 1 5 51 20 10 14<br />

BAUXITA 2 9 68.4 21 ----- 1.6<br />

Las pérdidas a la calcinación de la caliza, de la arena , de la bauxita 1 y de la bauxita 2 son 40 %, 3 %,<br />

5 % respectivamente.<br />

5 % y<br />

C<br />

P18.- Se desea fabricar un clinker con un 70 % de silicatos y una relación 3S<br />

= 1de 1. Para ello se dispone de<br />

C S<br />

las siguientes materias primas, ya calcinadas:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO OTROS<br />

CALIZA 5.0 1.0 2.0 90 2.0<br />

ARCILLA 62.3 21.0 4.1 9.0 3.6<br />

CENIZA PIRITAS 7.0 3.0 85.0 3.0 2.0<br />

BAUXITA 10.3 62.6 24.3 ---- 2.8<br />

Las pérdidas a la calcinación de la caliza, de la arcilla , de las cenizas de pirita y de la bauxita son 30 %, 12 %,<br />

0.9 % y 0.7 % respectivamente.<br />

Los precios de las materias primas son los siguientes:<br />

Caliza: 3 euros/t , Arcilla: 2 euros/t, Ceniza de pirita: 12 euros/t , Bauxita: 18 euros/t<br />

En cuanto a los costes energéticos del proceso, la energía se obtiene por combustión de un carbón que tiene un<br />

poder calorifico de 33273 kJ/kg y su precio es de 14 pts/kg. El rendimiento energético es del 50 %.<br />

El consumo de energía es de 3344 kJ/kg de clinker para la bauxita y de 3762 kJ/kg de clinker para las cenizas<br />

de pirita, el resto de los costes pueden considerarse iguales.<br />

Calcular:<br />

(a).- ¿Qué materia prima (ceniza o bauxita) produce el clinker más barato.<br />

(b).- Para el clinker más barato indicar:<br />

1.- Los tantos por ciento de materias primas de la mezcla final<br />

2.- Composición química y potencial.<br />

2


TECNOLOGIA CEMENTOS, VIDRIO Y CERAMICAS /// PROBLEMAS--- SERIE 1 /////////// HOJA 9.<br />

P19.- Una empresa de cementos dispone de tres materias primas, caliza, arcilla y cenizas de pirita, ya<br />

calcinadas, cuya composición química es la siguiente:<br />

OXIDO SiO 2 A1 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO OTROS<br />

CALIZA 5.0 1.0 2.0 90 2.0<br />

ARCILLA 62.3 21.0 4.1 9.0 3.6<br />

CENIZA PIRITAS 7.0 3.0 85.0 3.0 2.0<br />

Las pérdidas a la calcinación de la caliza, de la arcilla y de las cenizas de pirita son 38.5 %, 12 %, 1.5 %<br />

respectivamente. Se pide:<br />

(a).- Calcular la proporción en la que se han de mezclar en el crudo, para obtener un clinker con un contenido<br />

C3S<br />

11<br />

de silicatos del 70 % y una relación<br />

C S = . Calcular la composición química de la mezcla (Crudo).<br />

3<br />

2<br />

(b).- Calcular la composición química y potencial del clinker.<br />

(c).- Calcular los valores del factor de saturación en cal, del modulo de alúmina y de silicatos ¿Están dentro del<br />

intervalo de variación normal . A la vista del diagrama de la figura 1, calcular la cantidad de fase liquida<br />

a 1338 ºC y a 1450 ºC.¿Qué modificación se podría hacer para obtener una mayor cantidad de fase<br />

líquida, a 1338 ºC, manteniendo constante los valores del factor de saturación en cal y del modulo de<br />

silicatos.<br />

(e).- Con el clinker obtenido se fabrica un cemento tipo I, ¿Podría considerarse tal cemento adecuado<br />

para la fabricación de productos de hormigón prefabricado.

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