Activación térmica de arcillas caoliníticas para el desarrollo y aplicación de nuevos productos

Abstract

This research work proposes by means of the thermal activation of kaolinitic clays to develop new products. To achieve this, the starting point is materials from a mining exploration by-product, that is, it is a reject material that does not represent any value for the mining company, but to which money has been invested to know its mineralogical, chemical and physical characteristics; in this way they determine whether or not it is supplied to the different clients of the mining sector. Finding the development of new products with high added value through calcination, which allow the sector dedicated to the extraction of the aforementioned clays to expand its briefcase through the development of a new mineral processing technology such as calcination, is the main motivation of this master's thesis.

With this research project, thermal activation is explored with special emphasis as a process that gives new properties to the material, in the case of obtaining metakaolin from kaolinitic clays, the validation of this study was carried out by measuring resistance the compression of mortars with replacement of 20% of the cement by calcined kaolinitic clays, the result of the pozzolanic activity is shown, and the reactivity, internal methodology of the company SUMICOL SA, each of these procedures were developed for five kaolinitic clays at different temperatures and residence times.

Este trabajo de investigación propone mediante la activación térmica de arcillas caoliníticas desarrollar nuevos productos. Para lograr esto se parte de materiales provenientes de un subproducto de exploración minera, es decir es un material de rechazo que para la empresa minera no representa ningún valor, pero al que se la ha invertido dinero para conocer sus características mineralógicas, químicas y físicas; de esta manera determinan si se suministra o no a los diferentes clientes del sector minero. Encontrar el desarrollo de nuevos productos con alto valor agregado mediante la calcinación, que le permitan al sector dedicado a la extracción de las arcillas mencionadas ampliar su portafolio mediante el desarrollo de una nueva tecnología de procesamiento de minerales como la calcinación, es la principal motivación de esta tesis de maestría. Con este proyecto de investigación se explora con especial énfasis la activación térmica como un procesamiento que otorga nuevas propiedades al material, es el caso de la obtención de metacaolín a partir de arcillas caoliníticas, la validación de este estudio se realizó mediante la medición de la resistencia a la compresión de morteros con reemplazo de un 20 % del cemento por arcillas caoliníticas calcinadas, se muestra el resultado de la actividad puzolánica, y la reactividad, metodología interna de la empresa SUMICOL S.A, cada uno de estos procedimientos fueron desarrollados para cinco arcillas caoliníticas a diferentes temperaturas y tiempos de residencia. Otro ámbito de interés fue el campo de las pinturas, en donde se evaluó el potencial de uso de dos arcillas calcinadas a dos temperaturas diferentes, la validación de estos nuevos desarrollos de productos se llevó a cabo mediante la medición de la colorimetría como principal requerimiento antes de probar en bases para el sector pinturero y por último se evaluó la posible aplicación en pastas cerámicas, específicamente en dos formulaciones, una para porcelana sanitaria en donde se usan chamotas con altos contenidos de Mullita, para este caso se evaluaron tres arcillas calcinadas a 1400°C y para revestimiento cerámico se evaluó una