"Caracterización de dolomías nacionales con potencial aplicación en la fabricación de materiales refractarios"

L.C. RESIO; E.F. IRASSAR; A.G. TOMBA MARTINEZ

Mar del Plata

Congreso; 20°Congreso SAM-CONAMET 2022; 2022

La dolomita ha capturado la atención de numerosos investigadores debido, en parte, a que es lamateria prima mineral más abundante para la producción de materiales refractarios [1] y la máseconómica [2]. Es un carbonato doble de calcio y magnesio de fórmula química CaMg(CO ) [3], 3 2y se encuentra en la naturaleza como constituyente mayoritario de la roca llamada “dolomía” [4].La calcinación de la dolomita produce doloma, de fórmula MgO•CaO, que consiste de una matrizde óxido de calcio con cristales embebidos de óxido de magnesio [3]. Ésta presenta una elevadatemperatura de formación de líquido (punto eutéctico a 2370 ºC), que justifica su empleo comomateria prima refractaria [5].En la línea de investigación de la que forma parte este trabajo, se estudian dolomías de origennacional, con el objetivo a largo plazo de valorizar estos minerales, que se aplican actualmente enproductos de menor valor agregado, con vistas a la reactivación de las economías regionales.En particular, en este trabajo se lleva a cabo la caracterización de dos minerales dolomíticos queserán evaluados como candidatos para la fabricación de ladrillos refractarios básicos: dolomía deSan Juan, Formación La Flecha (D-SJ) y, dolomía de Olavarría, Sierras Septentrionales,Provincia de Buenos Aires (D-OL). Se cuenta con muestras de los minerales en las siguientesformas: fragmentos de roca (de ~ 10 cm de lado), polvo < 7200m m obtenido por trituración de laroca y polvo < 100 mm proveniente de la molienda en molino de bolas de este último.Para la caracterización de los minerales se utiliza un conjunto de técnicas. Se evalúan lasdistribuciones de tamaño de partícula de los polvos por tamizado (< 7200 mm) y granulometríaláser (< 100 mm) y se determina la superficie específica de los polvos por el método BET. Lacomposición química de los minerales se analiza usando la técnica de fluorescencia de Rayos X(XRF) y empleando el método titrimétrico establecido en la norma ASTM C-25-2011 [6].Además, se lleva a cabo el análisis mineralógico por difracción de Rayos X (XRD); para lacuantificación de las fases se usa el método de Rietveld. La densidad picnométrica se determinausando kerosén como líquido de inmersión. Las medidas de densidad global y porosidad (abierta,cerrada y total) de los minerales se llevan a cabo sobre fragmentos de las rocas usando el métodode Arquímedes con kerosene [7] como líquido de inmersión. Además, el análisis textural secomplementa con la técnica de porosimetría por intrusión de mercurio. La resistencia mecánica ala compresión diametral de la roca (s ) se determina sobre probetas cilíndricas extraídas de los Ffragmentos, sobre la base de la norma ASTM D3967–16 [8]. Por último, el comportamientotérmico de los minerales se estudia mediante análisis térmico diferencial y termogravimétrico(DTA/TGA) de muestras en polvo; el barrido se lleva a cabo hasta 1300°C, en aire.Por FRX se determina que el mineral D-SJ contiene MgO 15,92 % m/m y un total de impurezas(expresadas como sesquióxidos) de 4,39% m/m mientras que en D-OL se determina un 18,18 %m/m de MgO y 6,08 % m/m de impurezas. En términos generales, el método titrimétrico arroja resultados comparables. Como fases mayoritarias, en ambas muestras, se determinan dolomita(D-SJ ~ 91 % m/m; D-OL:~95 % m/m) acompañada de impurezas tales como calcita y cuarzo, locual resulta consistente con los valores de densidad picnométrica: D-SJ: 2,95 ± 0,06 g/cm3; D-OL: 2,99 ± 0,07 g/cm3. Además, el mineral D-SJ exhibe una menor porosidad aparente (1,22 ±0,04 % respecto a 5 ± 2 % para D-OL) y una granulometría más gruesa de acuerdo al análisis portamizado, con un tamaño medio de partícula de 2982 y 1000 μm para D-SJ y D-OL,respectivamente. Sin embargo, el análisis por el método BET arroja para las dolomías D-SJ y D-OL valores de superficie específica muy similares: 2,7± 0,1 y 2,62 ± 0,02 m2/g respectivamente.El mineral de San Juan resulta más resistente mecánicamente que el de Olavarría: s = 237 ± 23 FMPa para D-SJ y s = 213 ± 25 MPa para D-OL. Por análisis térmico se determina que la Fdescomposición de los minerales ocurre entre 300 y 1100 ºC en ambos casos, con pérdidas depeso de 44,7145 ± 0,0003 y 44,66 ± 0,02 % para D-SJ y D-OL, respectivamente.