Infome de Laboratorio 11

 

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA PIROMETALURGIA PROBLEMAS DE INVESTIGACIÓN N° 11

Integrante:

  RUPO : ISASMELT

Integrantes:  JOSE FERNANDO PISCO ●

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JONATHAN RIMACHE HUGO ALBERTO JIMENEZ EDISON G J BAZAN JOSE MIGUEL ROBLES LUIS ALVERTO QUINTEROS

1.- Explicar la producción de no metálicos: Talco, calizas, sílice tiza, arcillas entre otros. La producción de no metálicos se divide en 4 grupos. GRUPO I Productos originados a partir de recursos caracterizados por sus muy buenas perspectivas ge geol ológ ógic icas as,, qu que e pe perm rmititen en ob obte tene nerr ve vent ntaj ajas as comp compar arat ativ ivas as en el me merc rcad ado o mu mund ndia ial.l. Comprende aquellos recursos salinos provenientes de depósitos y de salmueras existentes en el Norte de Chile, con reservas de calidad y ubicación favorables para una prolongada explotación. Su mercado actual y potencial es preferentemente de exportación. La lista de productos del grupo, en orden de importancia, es: SALITRE (Nitrato de Potasio, Nitrato de Sodio y Salitre Potásico) YODO (Yodo y sus sales derivadas Yoduros y Yodatos) SALES DE LITIO (Carbonato y Cloruro) BORATOS (Ulexita y sus derivados Acido Bórico, Bórax refinado) CLORURO DE SODIO SALES POTÁSICAS (Cloruro y Sulfato) GRUPO II Productos provenientes provenientes de recursos de buenas perspectivas geológicas y abundantes en el pa país ís.. Se ca cara ract cter eriz izan an po porr su ba bajo jo va valo lorr un unititar ario io y alto altoss volú volúme mene ness de prod produc ucci ción ón,, preferentemente integrada a una industria consumidora (autoabastecimiento).Por ejemplo,

 

industrias relacionadas a la construcción y cerámicas. Se considera que existe sólo un mercado marginal, aunque creciente, para estos productos. Se incluyen en este grupo según su orden de importancia: CARBONATO DE CALCIO (Caliza para cemento y cal) YESO (Para objetos de yeso y cemento) PUZOLANA (Para cemento)  ARCILLAS (Arcillas (Arcillas comune comuness y plásticas ÓXIDO DE HIERRO (Para cemento y pigmentos) PIROFILITA (Para cerámicas) CEMENTO (Se incluye como producto industrial) CAL (Se incluye como producto industrial) GRUPO III Productos muy diversos de recursos relativamente abundantes en el país, de razonables perspectivas geológicas que se explotan en volúmenes de producción de mediana y baja escala. Tienen una amplia gama de aplicaciones industriales en el país y existe una oferta diversificada, por tipos de productos y calidades. Se destinan preferentemente al mercado nacional naci onal,, don donde de debe deben n comp competir etir con prod productos uctos similar similares es impo importado rtados. s. Algu Algunos nos de ell ellos os alcanzan grados de calidad que les permite ser exportados. La nómina de productos de este grupo, en orden de importancia, es: FOSFATOS (Superfosfatos, Fosfatos de amonio, Roca fosfórica, Guano)  ARCILLAS CAOLINIFERAS CAOLINIFERAS (Cao (Caolín, lín, Arcillas Re Refractarias) fractarias) RECURSOS RECURS OS SILICEOS (Sílice, Cuarzo, Arenas Silíceas) SULFATO DE SODIO DIATOMITA  AZUFRE (Crudo, (Crudo, Sublimad Sublimado) o) CARBONATO DE CALCIO (Creta, C.C. Granulado y Precipitado) TALCO FELDESPATO ROCAS (Mármol, Granito) BENTONITA(Cálcica BENTONITA(C álcica y Sódica)  ABRASIVOS (Piedra (Piedra pómez, Granate) Granate) WOLLASTONITA PERLITA BARITINA SULFATO DE ALUMINIO CIMITA Grupo IV Productos que, por estar basados en recursos de menores perspectivas geológicas, según el conoci conocimie miento nto ge geoló ológic gico o act actual ual,, no reg regist istran ran pro produc ducci ción ón sig signif nifica icativ tiva a nac nacion ional. al. En consecuencia, el abastecimiento nacional es de origen importado, pero se incluyen en el presente análisis por su importancia en el consumo nacional y como antecedente para eventualess desarrollo eventuale desarrolloss mineros a futuro. Los productos de mayor interés, son los siguientes:

 

CARBONATO DE SODIO MAGNESIO (Dolomita, Magnesia, Magnesita)  ASBESTO OXIDO DE ALUMINIO (Alúmina, Bauxita) CROMITA GRAFITO NATURAL  ANDALUSITA  ANDALUS ITA FLUORITA MICA

2.- Citar la extracción de no metálicos a nivel nacional. Crecimiento sostenido. La producción de minerales no metálicos en el país registró un incremento de 79% en los últimos cinco años, según estadísticas del Anuario Minero 2015, elaborado elaborad o por el Ministerio de Energía y Minas (MEM). Es así que, al cierre del año pasado, se obtuvo una masa extractiva de 56 millones 499 mil 800 toneladas métricas (TM) de material no metálico, mientras que en el año 2011 la cifra fue de 31 millones 543 mil 882 TM.

3.- Mostrar las propiedades de las arcillas, calizas, bentonitas entre otros. Propiedades Fisico-quimicas Las Las imp import ortant antes es apl aplica icacio ciones nes in indus dustri trial ales es de est este e gru grupo po de min minera erale less rad radic ican an en sus propiedades propieda des fisicoquímic fisicoquímicas. as. Dichas propiedades derivan, principa principalmente, lmente, de: ● Su Su ex extrema tremadame damente ntearp peque equeño ño tam tamaño de e par partícul tícula a (in (inferio feriorr a 2 m mm) m) ● m morf orfol ologí ogía a la lamin minar ((fil filosi osilic licato atos) s)año d

 

● Las sus sustituc titucione ioness isomó isomórfica rficas, s, que da dan n luga lugarr a la apari aparición ción de ccarga arga e en n las lám láminas inas y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar. Como consecuencia de estos factores, presentan, por una parte, un valor elevado del área superficial y, a la vez, la presencia de una gran cantidad de superficie activa, con enlaces no satura sat urados dos.. Po Porr ell ello o puede pueden n in inter teracc accion ionar ar con muy div divers ersas as sus sustan tancia cias, s, en esp especi ecial al compuestos polares, por lo que tienen comportamien comportamiento to plástico en mezclas arcilla-agua con el eleva evada da propor proporció ción n sól sólid ido/l o/líqu íquid ido o y son cap capace acess en algun algunos os cas casos os de hinch hinchar, ar, con el desarrollo de propiedades reológicas en suspensiones acuosas. Por otra parte, la existencia de carga en las láminas se compensa, como ya se ha citado, con la entrada en el espacio interlaminar de cationes débilmente ligados y con estado variable de hidratación, que pueden ser intercambiados fácilmente mediante la puesta en contacto de la arcilla con una solución saturada en otros cationes, a esta propiedad se la conoce como capacidad de intercambio catiónico y es también la base de multitud de aplicaciones aplicacio nes industrial industriales. es. - Sup Super erfi fici ciee es espe pecí cíffica ica La superficie específica o área superficial de una arcilla se define como el área de la superficie externa más el área de la superficie interna (en el caso de que esta exista) de las partículas constituyentes, constituyentes, por unidad de masa, expresada en m2/g. Las arcillas poseen una elevada superficie específica, muy importante para ciertos usos industriales industrial es en los que la interacción sólido-flu sólido-fluido ido depende directamente de esta propieda propiedad. d.  A continuación continuación se muestran a algunos lgunos ejemplos ejemplos de superfici superficies es específicas d de e arcillas: ➢ Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2/g ➢ Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2/g ➢ Halloisita hasta 60 m2/g ➢ Illita hasta 50 m2/g ➢ Montmorillonita Montmorill onita 80-300 m2/g ➢ Sepiolita 100-240 m2/g ➢ Paligorskita 100-200 m2/g - Capacidad de Intercambio catiónico  catiónico  Es una propiedad fundamental de las esmectitas. Son capaces de cambiar, fácilmente, los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales, en los espacios interlaminares, o en otros espacios interiores de las estructuras, por otros existentes en las soluciones acuosas envolventes. La capacidad de intercambio catiónico (CEC) se puede definir como la suma de todos los cationes de cambio que un mineral puede adsorber a un determinado pH. Es equivalente a la medida del total de cargas negativas del mineral. Estas cargas negativas pueden ser generadas de tres formas diferentes: ➔ Sustituciones isomórficas dentro de la estructura. ➔ Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas. ➔ Disociación Disociació n de los grupos hidroxilos accesibles. El primer tipo es conocido como carga permanente y supone un 80 % de la carga neta de la partícula; además es independiente de las condiciones de pH y actividad iónica del medio. Lo Loss do doss últi último moss tipo tiposs de or orig igen en va varí rían an en func funció ión n del del pH y de la acti activi vida dad d ióni iónica ca.. Corresponden Correspon den a bordes cristalinos, químicamente activos y representan el 20 % de la carga total de la lámina. -

Cap Capacid acidad ad de ab abso sorc rció ión n

 

 Algunas arcillas encuentran su principa principall campo de aplicación en el sector de los absorbentes ya que pueden absorber agua u otras moléculas en el espacio interlaminar  (esmectitas) o en los canales estructurales (sepiolita y paligorskita). La capacidad de absorción está directamente relacionada con las características texturales (supe (su perfi rfici cie e esp especí ecífic fica a y poros porosida idad) d) y se pu puede ede hab habla larr de dos dos tipos tipos de pro proces cesos os que que difícilmente se dan de forma aislada: absorción (cuando se trata fundamentalmente de proces pro cesos os físico físicoss co como mo la ret reten enció ción n por cap capila ilarid ridad) ad) y adsor adsorció ción n (cu (cuan ando do exist existe e una una interacción de tipo químico entre el adsorbente, en este caso la arcilla, y el líquido o gas adsorbido, denominado adsorbato). La capacidad de adsorción se expresa en porcentaje de absorbato con respecto a la masa y depende, para una misma arcilla, de la sustancia de que se trate. La absorción de agua de arcillas absorbentes absorbentes es mayor del 100% con respecto al peso. - Hi Hidr drat atac ació ión n e hinc hincha hami mien ento to La hidratación y deshidratación del espacio interlaminar son propiedades características de las esmectitas, y cuya importancia es crucial en los diferentes usos industriales. Aunque hidratac hid ratación ión y desh deshidra idrataci tación ón ocur ocurren ren con ind indepen ependenc dencia ia del tipo de cati catión ón de camb cambio io presente, el grado de hidratación sí está ligado a la naturaleza del catión interlaminar y a la carga de la lámina. La dendo agualu en elalespacio interlaminar como consecuencia la lance separación la lass absorción lám lámina inass da dando lugar gar hi hinch nchami amient ento. o. Est Este etiene pro proces ceso o depen de pende de del del bala ba nce entre entre de la atracción electrostática catión-lámina y la energía de hidratación del catión. A medida que se intercalan capas de agua y la separación entre las láminas aumenta, las fuerzas que predominan son de repulsión electrostática entre láminas, lo que contribuye a que el proceso de hinchamiento pueda llegar a disociar completamente unas láminas de otras. Cuando el catión interlaminar es el sodio, las esmectitas tienen una gran capacidad de hinchamiento, hinchami ento, pudiendo llegar a producirse la completa disociació disociación n de cristales individuale individualess de esmectita, teniendo como resultado un alto grado de dispersión y un máximo desarrollo de propiedades coloidales. Si por el contrario, tienen Ca o Mg como cationes de cambio su capacidad de hinchamiento será mucho más reducida. - Plasticidad Las arcillas son eminentemente plásticas. Esta propiedad se debe a que el agua forma una envuelta sobre las partículas laminares produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento deslizami ento de unas partículas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas. La elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia, nuevamente, de su morfología laminar, tamaño de partícula extremadamente pequeño (elevada área superficial) y alta capacidad capacida d de hinchamiento. Generalmente, esta plasticidad puede ser cuantificada mediante la determinación de los índices de Atterberg (Límite Líquido, Límite Plástico y Límite de Retracción). Estos límites marcan una separación arbitraria entre los cuatro estados o modos de comportamiento de un suelo sólido, semisólido, plástico y semilíquido o viscoso (Jiménez Salas, et al. , 1975). La relación existente entre el límite líquido y el índice de plasticidad ofrece una gran información sobre la composición granulométrica, comportamiento, naturaleza y calidad de la arcilla. Existe una gran variación entre los límites de Atterberg de diferentes minerales de la arcilla, incluso para unsemismo arcilloso, entamaño función de delpartícula catión dey cambio. gran parte,e esta variación debe amineral la diferencia en el al grado En de

 

perfección del cristal. En general, cuanto más pequeñas son las partículas y más imperfecta su estructura, más plástico es el material. - Tixotropía La tixotropía se define como el fenómeno consistente en la pérdida de resistencia de un coloide, al amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo. Las arcillas tixotrópicas cuando son amasadas se convierten en un verdadero líquido. Si, a continuación, se las deja en reposo recuperan la cohesión, así como el comportamiento sólido. Para que una arcilla tixotrópica muestre este especial comportamiento deberá poseer un contenido en agua próximo a su límite líquido. Por el contrario, en torno a su límite plástico no existe posibilid posibilidad ad de comportami comportamiento ento tixotrópico.

4.- Dibujar las estructuras cristalinas de las arcillas, caolines, bentonitas, lutitas entre otros.  Arcilla

Caolín

Bentonita

5.-Mencionar los países que producen arcillas , caolines y bentonitas. Arcilla Principales países que producen arcilla: 5.- España 1.- Estados Unidos 6.- India 2.- China 3.4.- Ucrania Alemania

7.8.- Francia Holanda

 

9.- Turquía Caolín Principales países que producen caolín: 1.- Estados Unidos 2.- Bélgica 3.- Reino Unido 4.- Brasil 5.- Ucrania

Bentonita Principales países que producen bentonita: 1.- Estados Unidos 2.- China 3.- India 4.- Turquía 5.- Grecia 6.- México 7.- Rusia 8.- Japón 9.- Irán 10.- Bulgaria

10.- Italia

6.- China 7.- República Checa 8.- Alemania 9.- Francia 10.- Bulgaria