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Para otros usos, consulte Escoria (desambiguación) .
La escoria fundida se lleva al exterior y se vierte en un vertedero.
La fabricación de hierro: llevarse las escorias (escoria), un grabado en madera de 1873

La escoria es el subproducto similar al vidrio que queda después de que un metal deseado se ha separado (es decir, fundido ) de su mineral crudo . La escoria suele ser una mezcla de óxidos metálicos y dióxido de silicio . Sin embargo, las escorias pueden contener sulfuros metálicos y metales elementales. Si bien las escorias se utilizan generalmente para eliminar los desechos en la fundición de metales, también pueden servir para otros fines, como ayudar en el control de la temperatura de la fundición y minimizar cualquier re-oxidación del producto metálico líquido final antes de que el metal fundido se elimine de la horno y se utiliza para hacer metal sólido. En algunos procesos de fundición, como la fundición de ilmenita para producirdióxido de titanio , la escoria es el producto valioso en lugar del metal. [1]

Fundición de minerales [ editar ]

En la naturaleza, el hierro, el cobre, el plomo, el níquel y otros metales se encuentran en estados impuros llamados minerales , a menudo oxidados y mezclados con silicatos de otros metales. Durante la fundición, cuando el mineral se expone a altas temperaturas, estas impurezas se separan del metal fundido y se pueden eliminar. La escoria es la colección de compuestos que se eliminan. En muchos procesos de fundición, se introducen óxidos para controlar la química de la escoria, ayudando a eliminar las impurezas y protegiendo el revestimiento refractario del horno del desgaste excesivo. En este caso, la escoria se denomina sintética . Un buen ejemplo es la escoria siderúrgica: cal viva y magnesita.se introducen para la protección refractaria, neutralizando la alúmina y la sílice separadas del metal, y ayudan a eliminar el azufre y el fósforo del acero.

Escorrentía de escoria de uno de los hornos de solera abierta de una acería, Republic Steel , Youngstown, Ohio, noviembre de 1941. La escoria se extrae del horno justo antes de verter el acero fundido en cucharas para lingotear .

Los procesos de fundición ferrosos y no ferrosos producen diferentes escorias. La fundición de cobre, plomo y bauxita en fundiciones no ferrosas, por ejemplo, está diseñada para eliminar el hierro y la sílice que a menudo se produce con esos minerales y los separa como escorias a base de silicato de hierro. La escoria de acerías en fundición ferrosa, por otro lado, está diseñada para minimizar la pérdida de hierro y, por lo tanto, contiene principalmente óxidos de calcio , silicio , magnesio y aluminio . Cualquier componente arenoso o componente de cuarzo del mineral original pasa automáticamente por el proceso de fundición como dióxido de silicio.

Un camino a través de un montón de escoria en Clarkdale , Arizona , que muestra las estrías de las láminas corrugadas oxidadas que lo retienen.

A medida que la escoria sale del horno, se vierte agua sobre ella. Este rápido enfriamiento, a menudo desde una temperatura de alrededor de 2.600 ° F (1.430 ° C), es el comienzo del proceso de granulación. Este proceso provoca varias reacciones químicas dentro de la escoria y le da al material sus propiedades cementosas .

El agua lleva la escoria en su formato de lechada a un gran tanque de agitación, desde donde se bombea a lo largo de un sistema de tuberías a una serie de lechos filtrantes a base de grava. Los lechos de filtración retienen los gránulos de escoria, mientras que el agua se drena y se devuelve al sistema.

Cuando se completa el proceso de filtrado, los gránulos de escoria restantes, que ahora dan la apariencia de arena de playa gruesa, pueden sacarse del lecho del filtro y transferirse a la instalación de molienda donde se muelen en partículas que son más finas que el cemento Portland .

Usos antiguos [ editar ]

Escoria temprana de Dinamarca, c. 200-500  CE

Durante la Edad del Bronce del Mediterráneo hubo un gran número de procesos metalúrgicos diferenciales en uso. Un subproducto de la escoria de tales trabajos fue un material vítreo, vítreo y colorido que se encuentra en las superficies de la escoria de las antiguas fundiciones de cobre. Era principalmente azul o verde y anteriormente se desprendía y se fundía para fabricar artículos de vidrio y joyas. También se molió en polvo para agregar a los esmaltes para su uso en cerámica. Algunos de los usos más tempranos de los subproductos de la escoria se han encontrado en el antiguo Egipto. [2]

Históricamente, la refundición de la escoria de mineral de hierro era una práctica común, ya que las técnicas de fundición mejoradas permitían mayores rendimientos de hierro, en algunos casos superiores a los obtenidos originalmente. A principios del siglo XX, la escoria de mineral de hierro también se trituraba hasta convertirla en polvo y se usaba para hacer vidrio de ágata, también conocido como vidrio de escoria. [3]

Usos modernos [ editar ]

La escoria granulada molida se usa a menudo en concreto en combinación con cemento Portland como parte de un cemento mezclado. La escoria granulada molida reacciona con un subproducto de calcio creado durante la reacción del cemento Portland para producir propiedades cementosas. El hormigón que contiene escoria granulada molida desarrolla resistencia durante un período más largo, lo que reduce la permeabilidad y mejora la durabilidad. Dado que el volumen unitario de cemento Portland se reduce, este hormigón es menos vulnerable al ataque de álcali-sílice y sulfato . [ cita requerida ]

La escoria se utiliza en la fabricación de hormigones de altas prestaciones, especialmente los utilizados en la construcción de puentes y elementos costeros, donde su baja permeabilidad y mayor resistencia a cloruros y sulfatos pueden ayudar a reducir la acción corrosiva y el deterioro de la estructura. [4] La escoria también se puede utilizar para crear fibras utilizadas como material aislante llamado lana de escoria .

Escoria básica [ editar ]

La escoria básica es un coproducto de la fabricación de acero y, por lo general, se produce a través de la ruta del alto horno - convertidor de oxígeno o la ruta del horno de arco eléctrico - horno cuchara. [5] Para fundir la sílice producida durante la siderurgia, se añaden calizas y / o dolomitas , así como otros tipos de acondicionadores de escorias como aluminato de calcio o espato flúor . Los principales componentes de estas escorias incluyen, por tanto, los óxidos de calcio, magnesio, silicio, hierro y aluminio, con menores cantidades de manganeso, fósforo y otros dependiendo de las características específicas de las materias primas utilizadas.

Debido al contenido de fosfato de liberación lenta en la escoria que contiene fósforo, y debido a su efecto de encalado , se valora como fertilizante en jardines y granjas en áreas de fabricación de acero. Sin embargo, la aplicación más importante es la construcción. [6]

Ver también [ editar ]

  • Clinker (desperdicio)
  • Escoria
  • Ceniza voladora
  • Planta explosión granulada de horno de escoria
  • Escala de molino
  • Puzolana
  • Escoria (soldadura)
  • Punta de estropeo
  • Relaves

Referencias [ editar ]

  1. ^ Pistorius, PC (2007). "Fundición de ilmenita: los fundamentos" (PDF) . La 6ta Conferencia Internacional de Minerales Pesados ​​'Regreso a lo básico': 75–84.
  2. ^ "La composición química del vidrio en el Antiguo Egipto por Mikey Brass (1999)" . Consultado el 18 de junio de 2009 .
  3. ^ "Vidrio (G) - Enciclopedia de antigüedades" . Enciclopedia de Antigüedades . Consultado el 5 de abril de 2014 .
  4. ^ "Cemento de alto rendimiento para alta resistencia y durabilidad extrema por Konstantin Sobolev" . Archivado desde el original el 3 de agosto de 2009 . Consultado el 18 de junio de 2009 .
  5. ^ Fruehan, Richard (1998). La fabricación, la conformación y el tratamiento del acero, la fabricación de acero y el volumen de refinación, 11ª edición . Pittsburgh, PA, EE.UU .: The AISE Steel Foundation. pag. 10. ISBN 0-930767-02-0.
  6. ^ "fehs.de" .

Lectura adicional [ editar ]

  • Dimitrova, SV (1996). "Sorción de metales en escoria de alto horno". Investigación del agua . 30 (1): 228–232. doi : 10.1016 / 0043-1354 (95) 00104-S .
  • Roy, DM (1982). "Hidratación, estructura y propiedades de cementos, morteros y hormigones de escoria de alto horno". Actas de la Revista ACI . 79 (6).
  • Fredericci, C .; Zanotto, ED; Ziemath, CE (2000). "Mecanismo de cristalización y propiedades de un vidrio de escoria de alto horno". Revista de sólidos no cristalinos . 273 (1–3): 64–75. Código Bibliográfico : 2000JNCS..273 ... 64F . doi : 10.1016 / S0022-3093 (00) 00145-9 .