Ahorro de energía en la clinkerización empleando CaF2 y CaS04 como mineralizadores. Estudio de la fluorellestadita

Abstract

[ES]El clinker portland está compuesto esencialmente por cuatro fases: alita, belita, fase alumínica y fase ferrítica, que se corresponden de forma aproximada con C^S, CgS, C-jA y C4AF (*), respectivamente. Estas dos últimas ("fundentes") tienen como misión principal el facilitar la formación de los hidráulicam.énte activos, C^S y CgS. Es decir, su aportación a las resistencias mecánicas del cemento hidratado es prácticamente despreciable. Aquellas fases (C3A y C^AF) se forman en el horno a partir de los crudos empleados (generalmente caliza y arcilla); su coste energético es elevado ya que además del que precisan para su síntesis les es necesaria una alta proporción de CaO. Este óxido proviene a su vez de la descarbonatación del CaC03, que es el proceso químico que mayor energía consume en la clinkerización. Por ello, una forma que a priori sería válida para ahorrar energía en la fabricación de cemento es la de sustituir total o parcialmente la "fase líquida" (C3A + C^AF) tradicional por otra que no precisara tanto CaO, ni que se formara con tan elevado gasto de energía. En el lETCC se ha estudiado (1) —y se prosigue en la actualidad— la posibilidad que tienen el CaFg y el CaSO^ , conjuntamente, de formar "fase líquida" de tal naturaleza que aumente la capacidad de difusión de la cal para su reacción con, la sílice y formación posterior de silicatos calcicos y que, además, rebaje la temperatura de esa formación. Una fase de gran estabilidad —con estructura apatítica— formada a partir de CaFg, CaSO., , CaO y SiO^ , es la fluorellestadita que responde a la fórmula siguiente: 3C,S.3CaSO,.CaF, En el presente trabajo se estudia este compuesto aplicando las técnicas de Análisis Térmicos, Difracción de Rayos X, Espectroscopia Infrarroja y Microscopía Electrónica. Se contempla la posibilidad de que la fluorellestadita no sea un compuesto con relaciones molares fijas, sino con variación en esas relaciones. <*) Se aplica la notación admitida en la Química de los Cementos, como sigue: 2Ca0.SiO2 = C2S; 4 CaO.Al.O .Fe.O, -= C4AF; 3 CaO.Si02 = C S ; 3 CaO.Al.O, = C,A.