CEMENTO 1.INTRODUCCION. 2.PROCESO DE FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND. 3.ESQUEMA DE LA PLANTA. 4.ANALISIS Y PROPIEDADES DEL CEMENTO. 5.MOLINOS VERTICALES. 6.ELECTROFILTROS. 7.CONTROL DE LAS EMISIONES EN LAS CEMENTERAS. 8.NEUMATICOS USADOS COMO FABRICACION DE CEMENTO.

FUENTE

ENERGETICA

EN

LA

9.AGRUPACION DE INDUSTRIAS PARA LOGRAR CONTAMINACION CERO. 10.BIBLIOGRAFIA. ANEXO.

AUTORES:NAGORE GILISAGASTI PEREZ. ELI ELORZA URIA.

INDICE

1.INTRODUCCION. 2.PROCESO DE FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND. 3.ESQUEMA DE LA PLANTA. 4.ANALISIS Y PROPIEDADES DEL CEMENTO. 4.1.Determinación Gravimétrica del sulfato. 4.1.1.Principio. 4.1.2.Procedimiento operatorio. 4.1.3.Expresión de los resultados. 4.1.4.Repetibilidad y reproductibilidad. 5.MOLINOS VERTICALES. 5.1.El diseño 2+2/3+3. 5.2.Plantas para moler escoria y clínker. 6.ELECTROFILTROS. 6.1.Introducción. 6.2.Precipitación Eléctrica. 7.CONTROL DE LAS EMISIONES EN LAS CEMENTERAS. 7.1.Requisitos del análisis y monitorizado de las emisiones. 7.2.Selección del analizador. 8.NEUMATICOS USADOS COMO FUENTE ENERGETICA EN LA FABRICACION DE CEMENTO. 8.1.Introducción. 8.2.Consumo energético del proceso de fabricación de cemento. 8.3.Combustibles para la fabricación de cemento. 8.4.Gestión de neumáticos usados. 8.4.1.Reducción. 8.4.2.Reutilización. 8.4.3.Reciclado. 8.4.4.Valorización. 8.4.5.Eliminación. 8.5.Valorización energética de neumáticos usados en el proceso de fabricación de cemento. 8.6.Conclusiones.

9.AGRUPACION DE INDUSTRIAS PARA LOGRAR CONTAMINACION CERO. 9.1.Producción y residuos de las fábricas de fertilizantes. 9.2.Las materias primas y residuos de las plantas de cemento. 9.3.Problemas y objetivos a la hora de crear un complejo de empresas. 9.4.Ejemplos de complejos de plantas. 10.BIBLIOGRAFIA. ANEXO.

1.INTRODUCCIÓN. El cemento se inventó hace aproximadamente 2000 años por los romanos, de forma totalmente fortuita, como ha ocurrido con otros inventos. Al hacer fuego en un agujero recubierto de piedras, consiguieron deshidratar y descarbonatar parcialmente las piedras calcáreas o el yeso, convirtiéndolas en polvo que se deposito entre las piedras. Al llover, dicho polvo unió las piedras entre si. Los egipcios utilizaron un cemento fabricado con yeso impuro calcinado, que sirvió para unir los bloques de piedra en la construcción de las pirámides. El secreto de la durabilidad del cemento se perdió y en la Edad Media tan solo fue posible fabricar cemento de mediana calidad. En 1756, Smeaton descubrió que los mejores cementos se obtenían al mezclar caliza con un 2025% de materia arcillosa. En 1845, Johnson fijó las proporciones de materias primas a utilizar, así como la temperatura de cocción, con lo que se asistió al inicio de la industria de cemento Portland. Dicho nombre le fue dado por su similitud con la piedra de Portland. Actualmente, hay tres procesos de fabricación de cemento que utilizan hornos rotativos desarrollados en Inglaterra en 1855: vía seca, vía seca con precalentamiento / precalcinación y vía húmeda. 2.PROCESO DE FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND.

Fig. 1

3.ESQUEMA DE LA PLANTA.

Fig. 2

4.ANALISIS Y PROPIEDADES DEL CEMENTO. Además de los componentes principales (Ca y SiO ) y de los secundarios (Al O ,Fe O y SO Ca, 2H O-yeso-) en el cemento hay otras sustancias en pequeña proporción, como son: alcalis, que suelen provenir de las impurezas feldespáticas de las arcillas; MgO, aportado por arcilla o la caliza, y peligroso por encima de cierto límite (legalmente un 5%) por la lentitud con que se hidrata la magnesia calcinada y la dilatación que la acompaña; CaO libre, por exceso en la dosificación, o defecto de cocción o enfriamiento lento de clínker, que también hace expansivo al cemento. Otros componentes menores son TiO y P O , que el análisis da como Al O ; SrO que se da como CaO y Mn O , que se valora con el Fe O . El análisis químico comprende la “pérdida al fuego” y el ataque con clorhídrico que disuelve a los cationes y deja un residuo de SiO ; en el líquido se determinan Fe, Al, Ca y Mg. Aparte se determina el porcentaje de SO .Aparte también se valora el “residuo insoluble” que queda después de atacar el cemento con ClH y extraer el residuo de sílice (de los silicatos cálcicos) con sosa al 5%. En muestra aparte se determina la cal libre disolviendo con glicerina y valorando con AcNH . La composición química varia según la Tabla 1. El análisis físico comprende determinaciones como la finura (residuo sobre los tamices de 900,4900 y 10000 mallas / cm ); el agua de amasado, que es la proporción agua / cemento para obtener cierta plasticidad (pasta normal); el comienzo y fin del fraguado, por la penetración que la pasta normal permite a lo largo del tiempo a una aguja de un 1mm de sección circular lastrada con un peso determinado; pruebas de resistencia a tracción y a compresión, sobre pasta normal pura o sobre mortero normal 1:3; expansividad, que se mide con los anillos de Le Chatelier.

Tabla 1

Todas estas determinaciones químicas y físicas están normalizadas. 4.1.Determinación Gravimétrica del sulfato. 4.1.1.Principio. Los iones sulfato, que se disuelven en el ataque del cemento por ácido clorhídrico, son precipitados por una disolución de cloruro de bario, al operar en condiciones en condiciones de pH comprendido entre 1.0 y 1.5. La reacción de precipitación se realiza con las disoluciones a ebullición: SO + Ba

BaSO

Por ultimo, la determinación se efectúa gravimétricamente y se expresa como SO . 4.1.2.Procedimiento operatorio. A 1+ 0.05g de cemento (mg), colocado en un vaso de 250ml, añadir 90ml de agua fría. A continuación, mientras se agita vigorosamente la mezcla, añadir 10ml de ácido clorhídrico concentrado. Calentar moderadamente la disolución y desmenuzar la muestra con el extremo aplanado de un agitador de vidrio, hasta completar el ataque de cemento. Dejar la disolución en digestión, durante 15min, a una temperatura próxima a la de su ebullición. Sobre un vaso de 400ml, filtrar el residuo a través de papel de filtro medio. Lavar repetidamente con agua caliente hasta que el filtrado este exento de iones Cl ,al ensayarse con nitrato de plata. Llevar a un volumen de unos 250ml; si fuera necesario, ajustar el pH de la disolución a un valor comprendido entre 1.0 y 1.5, para lo cual se emplean ácido clorhídrico 1+11 ó hidróxido de amonio 1+16. Llevar la disolución a ebullición y mantener esta durante 5min. Confirmar que la disolución es clara; si no lo fuera, comenzar de nuevo el ensayo con otra muestra. Mantenida la disolución a la temperatura de ebullición y mientras se agita vigorosamente, añadir, gota a gota, 10ml de disolución de cloruro de bario a una temperatura próxima a la de su ebullición. Mantener la ebullición durante 15min, para obtener un precipitado bien formado. Dejar reposar la disolución, de 12h a 24h, a temperatura próxima a la de su ebullición, pero superior a 60ºC, y teniendo cuidado para evitar que se concentre por evaporación. Filtrar el precipitado a través de papel de filtro fino, lavar intensamente con agua hirviendo, hasta que el filtrado este exento de iones Cl ,al ensayarse con nitrato de plata. Calcinar a 925+ 25ºC y comprobar la constancia de masa. En general, un periodo de calcinación de 15min es suficiente para obtener la constancia de masa.

4.1.3.Expresión de los resultados. El contenido de sulfato, expresado como SO se calcula por la formula:

Fig. 3 donde: m es la masa de la muestra de ensayo. m es la masa de sulfato de vario. 4.1.4.Repetibilidad y reproductibilidad. La desviación típica de repetibilidad es de 0.07%. La desviación típica de reproductibilidad es de 0.08%.

5.MOLINOS VERTICALES. 5.1.El diseño 2+2/3+3. Los molinos con el diseño 2+2 (Fig. 4), para moler clinker, escoria y aditivos, utilizan básicamente los bien probados principios de los molinos verticales para el crudo. La principal diferencia entre los molinos 2+2 y los convencionales con 4 rodillos para moler el crudo , son los dos pares de rodillos de diferentes tamaños. Los llamados rodillos-s preparan el material en el lecho del plato de molienda. Estos rodillos-s son más ligeros y tienen un diámetro más pequeño que el otro par de rodillos, los llamados rodillos-m. Un dispositivo hidráulico permite que los rodillos-s sean posicionados a una determinada altura sobre el plato donde compactan y airean el lecho de material. Después de esta preparación, el material es recibido apropiadamente por los grandes rodillos de diseño convencional. Las fuerzas requeridas para moler se transmiten a los rodillos-m por medio de los cilindros hidráulicos, unidos a los balancines de los rodillos-m. Todos los rodillos-m se soportan sobre columnas individuales, que a su vez están anclados en la cimentación del molino. El sistema 2+2 se emplea hasta producciones de 170 t/h. En el caso de que se requiera una mayor producción, se emplea el sistema 3+3, que consiste en 3 rodillos-s y 3 rodillos-m. Como los rodillos-s no aplican las fuerzas de molienda, sus camisas pueden ser de acero normal. Para los rodillos-m se emplean camisas de fundición de cromo antidesgaste. Las demandas de mercado obligaron a desarrollar un nuevo separador para incorporarlo en la carcasa del molino. Hoy en día, el nuevo separador de alta eficiencia tipo rotor de jaula, ya esta siendo instalado en todos los molinos Loesche.

Fig. 4

5.2Plantas para moler escoria y clinker. El diseño de plantas de molienda con molino 2+2 es muy simple (Fig.5). Se recogen la escoria, el clinker y los aditivos de las tolvas de alimentación con cintas dosificadoras y se transportan hasta la entrada del molino. Un separador magnético y un detector de metales son utilizados para prevenir que trozos de metal u otros objetos sean alimentados al interior del molino. La triple esclusa, operada hidraulicamente, sirve como sello de aire a la entrada del molino. El material alimentado se seca y se muele simultáneamente. Después de que el material ha pasado por el plato y ha sido triturado por los rodillos-m, deja el plato para ser arrastrado por el flujo de gases hasta el separador de alta eficiencia. El producto final deja el molino conjuntamente con el flujo de gases mientras el material rechazado vuelve hasta el del plato y es molido de nuevo. Dependiendo del modo operativo, se puede recircular los gases al molino o se expulsan por la chimenea. Se puede conectar un generador de gases calientes a la tubería de recirculación, que sirve como fuente de gas caliente en caso de tener que secar el material muy húmedo, como es la escoria granulada de alto horno, la puzolana u otros aditivos húmedos. Con la componente de aire fresco, se puede regular la temperatura del producto.

Fig. 5

La escoria granulada de alto horno contiene cierta cantidad de hierro, en el rango entre 1% y 3%, que se acumula en el plato durante la operación. Estas partículas de hierro se eliminan del plato, cayendo al conducto de gas caliente que se encuentra en la parte inferior del molino. Allí las recogen los rascadores y son evacuadas fuera del molino. Junto con las partículas de hierro cae también algo de material alimentado. Este material rechazado se transporta con el elevador hasta una tolva de donde se extrae de forma controlada. En las plantas de molienda de escoria, se pasa el material rechazado a través de un tambor magnético, que separa el hierro del resto de los rechazos. El hierro es recogido en contenedores separados, mientras el resto del material se alimenta nuevamente al molino, junto con el material fresco. Esto reduce drásticamente el desgaste de las camisas de los rodillos y el blindaje del plato. Todo el circuito esta completamente cerrado. El transporte del material dentro de este circuito cerrado se realiza por medio de conductos cerrados sin necesidad de transportadores, que podrían necesitar atención durante la operación o mantenimiento. La planta de molienda no requiere de un edificio, sino que puede estar perfectamente al aire libre (Fig.6). Comparado con otros sistemas de molienda, el nivel de ruidos de estos molinos es extremadamente bajo.

Fig. 6

6.ELECTROFILTROS 6.1.Introducción. Las técnicas de control de emisiones de partículas se han dirigido fundamentalmente a la reducción de la cantidad emitida; sin embargo, en la actualidad se observa la necesidad de un cambio cualitativo como resultado de la identificación de las partículas finas (