Forsterita y su obtención por reacción sólido-sólido

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El empleo de material refractante de carácter básico y de alta temperatura de trabajo, está siéndo diariamente incrementado, en razón del creciente interés de reemplazar el actual material aluminoso de equipos de procesado básico (alcalino). Este es el caso de las industrias del cemento portland, de...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal:	Hagen, Sigfrido C. V.
Otros Autores:	Pereira, Enrique
Formato:	Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:	Español
Publicado:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 1966
Acceso en línea:	https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n1286_Hagen http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n1286_Hagen_oai
Aporte de:	Repositorio Digital de la Universidad de Buenos Aires (UBA) de Universidad de Buenos Aires

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El país no cuenta con mineral cromomagnesítico, poseyendo en cambio grandes yacimientos de dolomitas. Sin embargo, la inestabilidad del material dolomítico, aún después de un no sencillo procesado, deja como única solución al último de los mencionados, la forsteria. Este mineral exhibe un cuadro de comportamientos bastante cercano a la magnesita; alta refractariedad y resistencia mecánica a elevadas temperaturas, moderada conductividad térmica, excelente resistencia al ataque por álcalis y escorias básicas, además moderadamente buena al choque térmico. La forsterita, miembro final de la elivinas, no se halla ampliamente difundida en la naturaleza, pero sí lo están otros silicatos relacionados, las serpentinas y los talcos. Estos últimos, se presentan en nuestro territorio, en yacimientos abundantes, con una gama de variada pureza. El enriquecimiento de estos materiales con óxido de magnesio significaría una vía de obtención de forsterita. Una manera de efectuarla sería a través de una reacción entre fases sólidas de talco y magnesita (carbonato de magnesio natural calcinado), empleando para ello talcos nacionales, sin extremas exigencia de bajo contenido en hierro. Esta circunstancia permitiría llevar a cabo la explotación y uso de talcos que, aunque abundantes en el país, no encuentran actualmente empleo por su temor en hierro. La magnesita natural es obtenible del Brasil con franquicias aduaneras logradas a través de ALALC. 2.- Estudio de las posibilidades de obtención sintética de forsterita a partir de magnesita y talco. Después de haber estudiado intensamente las posibilidades de obtención de forsterita por distintas vías, se llegó a la conclusión de que lo más conveniente era a partir de talco y de Omg, según la reacción: Ver reacción en tesis A continuación se determininarán las condiciones de formación de forsterita, en valores tales que posibiliten en el aspecto técnico su manufactura en escala industrial. 3.- Parte experimental y planificación del trabajo. A continuación se nombran, en forma muy sintetizada, los pasos experimentales prácticos efectuados en el presente trabajo: Elección de las materias primas; carácteristicas, procedencia y análisis de las materias primas; dosificación de las materias primas; aditivos auxiliares; preparación y moldeo de la mezcla reaccinante; determinación de presión óptima de compactación; tratamiento térmico y sintetización; rango termico elegido; tiempo de reacción (mantenimiento de alta temperatura); determinación de la cantidad de forsterita formada; método de determinación; pequeña discusión sobre los métodos de determinación; métodos de determinación por análisis óptico; técnica elegida del método óptico por las características de las fases mineralógicas presentes; uso del microscopio de luz polarizada; microfotografías; características de las mismas; métodos de determinación de distancias radiales; fundamento de la aplicación del moldeo de esfera de reaccionante N°1 envuelto por capa de reaccionante N°2; datos, conclusiones sacadas de los datos ópticos; discusión de la exactitud de método óptico; influencia del operador microscópico; fallas individuales de operador; limitación consecuente de sistema óptico; necesidad de mayor exactitud y seguridad de trabajo realizado; Intento del método de análisis por rayos X; goniómetro,ventajas del mismo; elección del pico de medición; considerando la presencia del Fe2O3; molienda de las muestras; preparación de las muestras para el goniómetro NORELCO; observación sobre exactitud exagerada de algunos autores; exactitud y reproducibilidad de los picos; patrones; técnicas y observaciones sobre la prolijidad y manipuleo de los goniómetros; posibilidad de mejoramiento de técnica en trabajos futuros: Poca diferencia entre datos correspondientes a la curva de 1.500° y 1.600° C; imponibilidad de determinación del rango de tiempos de orden de 0 a 30´; empleo consecuente del nuevo horno especialmente diseñado en la Universidad Nacional de la Plata; preparada de nuevas muestras con rango térmico y de tiempo cambiado. Exito de la preparación; difracción de rayos X; preparación de muestras para el difractómetro; análisis de rayos X (Difracción). 4.- Conclusiones finales. 1) Se ha confirmado mediante experimentación la obtención de forsterita, por reacción entre talco y MgO, a partir de una mezcla de polvos compactados y tratamiento a elevada temperatura. 2) Las materias primas empleadas (talco nacional y Magnesita brasileña) permiten la obtención de materias forsteríticas en el ámbito nacional. 3) Los parámetros de reacción ensayados: tamaño de partícula, condición de compactación, temperatura y tiempo, se encuentran dentro de los valores usuales de la industria refractaria nacional. 4) Empleando partículas que pasan tamiz IRAM 200, compactado a 400/cm^2, tratamiento térmico a 1550° - 1600°C durante una hora y con una dosificación inicial de 60% de talco y 40% de MgO es posible obtener, en escala de laboratorio, cuerpos con un contenido de 90% de forsterina. 5) Se ha propuesto, como tentativa, una técnica óptica para la determinación rápida de la reacción entre talco y MgO, con posible aplicación en fábrica. 6) Se han logrado resultados comparables y satisfactorios mediante la aplicación de dos técnicas de difracción de ratos X, en la evaluación de forsterita.
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El país no cuenta con mineral cromomagnesítico, poseyendo en cambio grandes yacimientos de dolomitas. Sin embargo, la inestabilidad del material dolomítico, aún después de un no sencillo procesado, deja como única solución al último de los mencionados, la forsteria. Este mineral exhibe un cuadro de comportamientos bastante cercano a la magnesita; alta refractariedad y resistencia mecánica a elevadas temperaturas, moderada conductividad térmica, excelente resistencia al ataque por álcalis y escorias básicas, además moderadamente buena al choque térmico. La forsterita, miembro final de la elivinas, no se halla ampliamente difundida en la naturaleza, pero sí lo están otros silicatos relacionados, las serpentinas y los talcos. Estos últimos, se presentan en nuestro territorio, en yacimientos abundantes, con una gama de variada pureza. El enriquecimiento de estos materiales con óxido de magnesio significaría una vía de obtención de forsterita. Una manera de efectuarla sería a través de una reacción entre fases sólidas de talco y magnesita (carbonato de magnesio natural calcinado), empleando para ello talcos nacionales, sin extremas exigencia de bajo contenido en hierro. Esta circunstancia permitiría llevar a cabo la explotación y uso de talcos que, aunque abundantes en el país, no encuentran actualmente empleo por su temor en hierro. La magnesita natural es obtenible del Brasil con franquicias aduaneras logradas a través de ALALC. 2.- Estudio de las posibilidades de obtención sintética de forsterita a partir de magnesita y talco. Después de haber estudiado intensamente las posibilidades de obtención de forsterita por distintas vías, se llegó a la conclusión de que lo más conveniente era a partir de talco y de Omg, según la reacción: Ver reacción en tesis A continuación se determininarán las condiciones de formación de forsterita, en valores tales que posibiliten en el aspecto técnico su manufactura en escala industrial. 3.- Parte experimental y planificación del trabajo. A continuación se nombran, en forma muy sintetizada, los pasos experimentales prácticos efectuados en el presente trabajo: Elección de las materias primas; carácteristicas, procedencia y análisis de las materias primas; dosificación de las materias primas; aditivos auxiliares; preparación y moldeo de la mezcla reaccinante; determinación de presión óptima de compactación; tratamiento térmico y sintetización; rango termico elegido; tiempo de reacción (mantenimiento de alta temperatura); determinación de la cantidad de forsterita formada; método de determinación; pequeña discusión sobre los métodos de determinación; métodos de determinación por análisis óptico; técnica elegida del método óptico por las características de las fases mineralógicas presentes; uso del microscopio de luz polarizada; microfotografías; características de las mismas; métodos de determinación de distancias radiales; fundamento de la aplicación del moldeo de esfera de reaccionante N°1 envuelto por capa de reaccionante N°2; datos, conclusiones sacadas de los datos ópticos; discusión de la exactitud de método óptico; influencia del operador microscópico; fallas individuales de operador; limitación consecuente de sistema óptico; necesidad de mayor exactitud y seguridad de trabajo realizado; Intento del método de análisis por rayos X; goniómetro,ventajas del mismo; elección del pico de medición; considerando la presencia del Fe2O3; molienda de las muestras; preparación de las muestras para el goniómetro NORELCO; observación sobre exactitud exagerada de algunos autores; exactitud y reproducibilidad de los picos; patrones; técnicas y observaciones sobre la prolijidad y manipuleo de los goniómetros; posibilidad de mejoramiento de técnica en trabajos futuros: Poca diferencia entre datos correspondientes a la curva de 1.500° y 1.600° C; imponibilidad de determinación del rango de tiempos de orden de 0 a 30´; empleo consecuente del nuevo horno especialmente diseñado en la Universidad Nacional de la Plata; preparada de nuevas muestras con rango térmico y de tiempo cambiado. Exito de la preparación; difracción de rayos X; preparación de muestras para el difractómetro; análisis de rayos X (Difracción). 4.- Conclusiones finales. 1) Se ha confirmado mediante experimentación la obtención de forsterita, por reacción entre talco y MgO, a partir de una mezcla de polvos compactados y tratamiento a elevada temperatura. 2) Las materias primas empleadas (talco nacional y Magnesita brasileña) permiten la obtención de materias forsteríticas en el ámbito nacional. 3) Los parámetros de reacción ensayados: tamaño de partícula, condición de compactación, temperatura y tiempo, se encuentran dentro de los valores usuales de la industria refractaria nacional. 4) Empleando partículas que pasan tamiz IRAM 200, compactado a 400/cm^2, tratamiento térmico a 1550° - 1600°C durante una hora y con una dosificación inicial de 60% de talco y 40% de MgO es posible obtener, en escala de laboratorio, cuerpos con un contenido de 90% de forsterina. 5) Se ha propuesto, como tentativa, una técnica óptica para la determinación rápida de la reacción entre talco y MgO, con posible aplicación en fábrica. 6) Se han logrado resultados comparables y satisfactorios mediante la aplicación de dos técnicas de difracción de ratos X, en la evaluación de forsterita. Fil: Hagen, Sigfrido C. V.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. application/pdf https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n1286_Hagen spa Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar Forsterita y su obtención por reacción sólido-sólido info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/publishedVersion http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n1286_Hagen_oai

Forsterita y su obtención por reacción sólido-sólido

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