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INFOMIN Vol.7, No.1, Enero-Junio, pp.23-34 ISSN: 1992 4194 2015

23 Artículos Científicos

ESTUDIO DEL TRATAMIENTO TÉRMICO DE LA MAGNESITA PREVIO A LA LIXIVIACIÓN CON ÁCIDO CARBÓNICO. STUDY OF THE THERMAL TREATMENT FROM THE MAGNESITE PREVIOUS TO THE LEACHING WITH CARBONIC ACID. Alejandra Naida Hernández Martínez

(1), José Antonio Alonso

(2), Ileana Cabrera Díaz

(1), José Castellanos

Suárez. (1)

, Antonio Palacios (3)

En el presente trabajo se estudia el tratamiento térmico (calcinación) de una muestra de magnesita del yacimiento Magnesita Redención ubicado en el municipio Minas de la provincia de Camagüey con vistas a determinar las mejores condiciones para la obtención de magnesita semicalcinada como materia prima de partida en el proceso de lixiviación con ácido carbónico para la disolución del magnesio presente en la misma. El estudio se realizó mediante la ejecución de experimentos de calcinación y con la ayuda de las técnicas de Análisis Térmico Diferencial-Termogravimétrico (ATD-TG) y del Análisis por Difracción de Rayos X (DRX) para determinar, a partir de la composición, el rango de temperaturas de transformación de las fases presentes, la composición de las fases mineralógicas formadas durante el tratamiento térmico así como las mejores condiciones para obtener la máxima disolución del magnesio en la lixiviación. Se determinó también el contenido teórico de magnesio soluble a partir de la composición química y de fase. Los mejores resultados fueron obtenidos en el rango de temperaturas de 775 a 800 0C, donde el contenido de magnesio en el producto tratado fue de 53,88 a 54,38 % (de un máx. posible

de 54,88 %, correspondiente a la máx. pérdida de peso= 38,6 %), debido a que en estas condiciones se descompone totalmente la magnesita (MgCO3) y el MgCO3 de la dolomita.

Palabras clave: Magnesita, tratamiento térmico, calcinación

In order to determinate the best conditions to obtain magnesite as raw material in the leaching with carbonic acid processes for magnesium contend dissolution, in this paper, its study thermal treatment on sample of magnesite from ¨Magnesita Redención¨ deposit in the Minas region of Camaguey province.The calcinations experiment with the helping of analytical technique like Differential Thermical-Thermogravimetric Analysis (DTA-TG) and Ray X Diffraction (DRX) were done in order to determinate the composition of mineralogical phases with are formed during the thermal treatment as well as the best conditions to obtain maxim magnesium dissolution on leaching. Also, it was determinate the theory soluble magnesium since chemical and phase composition. The best results are between temperature ranges from 775 to 800

0C in which magnesium contended on treated product was from 53, 88 to 54,38 % ( form

a possible maxim of 54,88 %, that correspond to the maxim lost of weigh =38,6 %), because of in that conditions magnesite are totally decomposed (MgCO3) y el MgCO3 from dolomite. Key words: Magnesite, thermal treatment, calcination ____________________________________________________________________________________

Recibido: 10 de julio del 2014 Aprobado en su forma original: 28 de abril del 2015

(1) Centro de Investigaciones para la Industria Minero Metalúrgica (CIPIMM), Varona 12028 Km11/2

Boyeros, La Habana, Cuba, CP-10800 Correo electrónico: [email protected]

(2) Instituto de Geología y Paleontología (IGP) Geología, Vía Blanca No 1002 y Línea del Ferrocarril, San Miguel del Padrón. CP 11000. La Habana. Cuba. [email protected]

(3) Instituto Superior Minero-Metalúrgico de Moa (ISMM), Holguín

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]



INTRODUCCIÓN

Debido a la demanda de materias primas de alta calidad para la industria moderna, producida por los cambios tecnológicos generados en gran parte por las tecnologías de punta, el mercado del magnesio y sus compuestos es cada vez más creciente, ellos constituyen fuentes valiosas para el desarrollo de materiales que satisfacen diversos mercados en la industria tales como: refractario, cerámica, agente neutralizante, aditivo para el petróleo, fertilizantes, retardadores de fuegos y otros. La mayor parte de la magnesita se utiliza para la obtención de magnesia (MgO), bien de grado químico (cáustica, por calcinación a 700 – 1000 ºC) o de calidad refractaria (sinterizada, por calcinación a muerte a 1 500 - 2 000 ºC), con pequeñas cantidades para producir magnesio metal (250 t/año) o para uso directo como neutralizador de suelos.

Aproximadamente el 70 % de la producción mundial de magnesia (MgO) se obtiene de magnesita (Lombardero, M. y col., 1998) y el 90 % de ello es absorbido por la industria de materiales refractarios, predominantemente como sinter, pero también de forma creciente como magnesia electrofundida. (Mincex, 1992; Mining, 1975; Shand, M. A., 2007(a, b); Esteban, P. A. y Ferreira, S. D. 2006). La restante se utiliza en forma cáustica, para alimentación animal y fertilizantes, fabricación de cemento y tabiques ignífugos, industrias papelera y farmacéutica, etc, y para tratamiento de aguas y residuos. El mercado actual de la magnesita continúa bajo el signo de un exceso de capacidad productiva, agudizado por la fuerte competencia ejercida por la magnesia obtenida a partir del agua de mar y las salmueras y de otras fuentes de magnesio, como brucita, olivino y dolomita (Olmedo, F; Yusta, I; Pesquera, Y; Velasco, F. 1992; Doval, M; Brell, M; Galán, E., 1988; Sánchez-España, J; García de Cortázar, A. 2002; British Geological Survey. 2001).

Los principales países productores son China, Corea del Norte y Rusia, que en conjunto suman dos tercios de la capacidad de producción mundial.

En Cuba se importan materiales refractarios básicos, conformados y no conformados que pueden ser producidos nacionalmente si se dispusiera de la materia prima de magnesio con la calidad adecuada; materiales aditivos orgánicos e inorgánicos de base magnesio para el procesamiento de los crudos de petróleo cubano; productos del magnesio utilizados por la industria del níquel en los procesos de neutralización; fármacos; fertilizantes; nuevos materiales refractarios y cerámicos, etc. Hasta el momento, todos estos mercados pueden ser satisfechos sobre la base de la sustitución de importaciones bien de materias primas o de productos, pero para esto se requiere de la explotación adecuada de nuestros recursos de magnesita y es por ello que se enfatiza en las investigaciones para este fin (Hernández, A.N. y González, C., 1999). Nuestro país posee un sólo yacimiento conocido de magnesita, denominado en el mapa de yacimientos de Cuba “Magnesita Redención” (ONRM, 1982), que está ubicado en las cercanías del poblado Redención del Municipio de Minas en la provincia de Camagüey. El mismo posee una cantera que se explota actualmente para su uso en la agricultura como fertilizante, y una reserva en fase de exploración con más de un millón de toneladas, cuyo contenido de MgO es de 32 - 40 % (Sindelar, J y col., 1984). La magnesita de este yacimiento es del tipo criptocristalina, y tiene un alto contenido de impurezas lo cual limita su empleo en forma natural. Sus características mineralógicas y estructurales dificultan la separación de la ganga mediante los procesos convencionales como son los métodos de beneficio físico de flotación, separación gravimétrica, calcinación y otros [Povinsky, S y Hernández, A. N., 1985; Cobarrubias, 1970); Int. Mejanober, 1975], lo cual la



diferencia de las magnesitas típicas existentes a nivel mundial que son generalmente cristalinas y pueden ser enriquecidas o tratadas por la vía convencional. Se requieren entonces, para el tratamiento de esta materia prima, los procesos químicos que puedan transformar su estructura para obtener materiales de calidad competitiva para la industria. Se ha desarrollado a escala ampliada la lixiviación de la magnesita tratada térmicamente bajo presión del dióxido de carbono (Hernández, A. N., Granda, O. y otros, 1986.; Hernández, A. N. y Alfonso, R., 1995; Hernández, A. N., Granda, O. y otros, 1988) como una tecnología apropiada para añadir valor a esta materia prima, debido a su viabilidad técnica - económica - ambiental y al potencial desarrollo sostenible de la región de Minas donde se encuentra ubicado el yacimiento (Hernández, A. N., Hernández, I.,1989). El proceso fue investigado anteriormente con el objetivo de: separar el magnesio de las menas serpentínicas de la región oriental de Cuba, elevar la ley de níquel y cobalto en las mismas y neutralizar el licor producto del proceso empleado en la planta metalúrgica de Moa (HPAL) para intensificar la recuperación de níquel y cobalto en dicha planta. (Granda, O., 1977; Granda, O. y Kmetova, D., 1979). Los estudios realizados a las menas de Magnesita Redención han tenido resultados para su introducción industrial, ya que se ha obtenido el carbonato básico de magnesio (CBMg) con calidad para su uso como precursor de diferentes compuestos y materiales de base magnesio para múltiples usos industriales. Las investigaciones requieren profundizar en los conocimientos de este proceso, para la mejor comprensión de su comportamiento y obtener los mejores índices técnico-económicos en su implementación. De vital importancia para este proceso es tratamiento térmico previo a la lixiviación, la determinación de los parámetros y condiciones constituyen el objeto de estudio en este trabajo.

MATERIALES Y MÉTODOS

Debido a la demanda de materias primas de alta calidad para la industria moderna, producida por los cambios tecnológicos generados en gran parte por las tecnologías de punta, el mercado del magnesio y sus compuestos es cada vez más creciente, ellos constituyen fuentes valiosas para el desarrollo de materiales que satisfacen diversos mercados en la industria tales como: refractario, cerámica, agente neutralizante, aditivo para el petróleo, fertilizantes, retardadores de fuegos y otros. La mayor parte de la magnesita se utiliza para la obtención de magnesia (MgO), bien de grado químico (cáustica, por calcinación a 700 – 1000 ºC) o de calidad refractaria (sinterizada, por calcinación a muerte a 1 500 - 2 000 ºC), con pequeñas cantidades para producir magnesio metal (250 t/año) o para uso directo como neutralizador de suelos. Aproximadamente el 70 % de la producción mundial de magnesia (MgO) se obtiene de magnesita (Lombardero, M. y col., 1998) y el 90 % de ello es absorbido por la industria de materiales refractarios, predominantemente como sinter, pero también de forma creciente como magnesia electrofundida. (Mincex, 1992; Mining, 1975; Shand, M. A., 2007(a, b); Esteban, P. A. y Ferreira, S. D. 2006). La restante se utiliza en forma cáustica, para alimentación animal y fertilizantes, fabricación de cemento y tabiques ignífugos, industrias papelera y farmacéutica, etc, y para tratamiento de aguas y residuos. El mercado actual de la magnesita continúa bajo el signo de un exceso de capacidad productiva, agudizado por la fuerte competencia ejercida por la magnesia obtenida a partir del agua de mar y las salmueras y de otras fuentes de magnesio, como brucita, olivino y dolomita (Olmedo, F; Yusta, I; Pesquera, Y; Velasco, F. 1992; Doval, M; Brell, M; Galán, E., 1988; Sánchez-España, J; García de Cortázar, A. 2002; British Geological Survey. 2001).

Los principales países productores son China, Corea del Norte y Rusia, que en



conjunto suman dos tercios de la capacidad de producción mundial.

En Cuba se importan materiales refractarios básicos, conformados y no conformados que pueden ser producidos nacionalmente si se dispusiera de la materia prima de magnesio con la calidad adecuada; materiales aditivos orgánicos e inorgánicos de base magnesio para el procesamiento de los crudos de petróleo cubano; productos del magnesio utilizados por la industria del níquel en los procesos de neutralización; fármacos; fertilizantes; nuevos materiales refractarios y cerámicos, etc. Hasta el momento, todos estos mercados pueden ser satisfechos sobre la base de la sustitución de importaciones bien de materias primas o de productos, pero para esto se requiere de la explotación adecuada de nuestros recursos de magnesita y es por ello que se enfatiza en las investigaciones para este fin (Hernández, A.N. y González, C., 1999). Nuestro país posee un sólo yacimiento conocido de magnesita, denominado en el mapa de yacimientos de Cuba “Magnesita Redención” (ONRM, 1982), que está ubicado en las cercanías del poblado Redención del Municipio de Minas en la provincia de Camagüey. El mismo posee una cantera que se explota actualmente para su uso en la agricultura como fertilizante, y una reserva en fase de exploración con más de un millón de toneladas, cuyo contenido de MgO es de 32 - 40 % (Sindelar, J y col., 1984). La magnesita de este yacimiento es del tipo criptocristalina, y tiene un alto contenido de impurezas lo cual limita su empleo en forma natural. Sus características mineralógicas y estructurales dificultan la separación de la ganga mediante los procesos convencionales como son los métodos de beneficio físico de flotación, separación gravimétrica, calcinación y otros [Povinsky, S y Hernández, A. N., 1985; Cobarrubias, 1970); Int. Mejanober, 1975], lo cual la diferencia de las magnesitas típicas existentes a nivel mundial que son

generalmente cristalinas y pueden ser enriquecidas o tratadas por la vía convencional. Se requieren entonces, para el tratamiento de esta materia prima, los procesos químicos que puedan transformar su estructura para obtener materiales de calidad competitiva para la industria. Se ha desarrollado a escala ampliada la lixiviación de la magnesita tratada térmicamente bajo presión del dióxido de carbono (Hernández, A. N., Granda, O. y otros, 1986.; Hernández, A. N. y Alfonso, R., 1995; Hernández, A. N., Granda, O. y otros, 1988) como una tecnología apropiada para añadir valor a esta materia prima, debido a su viabilidad técnica - económica - ambiental y al potencial desarrollo sostenible de la región de Minas donde se encuentra ubicado el yacimiento (Hernández, A. N., Hernández, I.,1989). El proceso fue investigado anteriormente con el objetivo de: separar el magnesio de las menas serpentínicas de la región oriental de Cuba, elevar la ley de níquel y cobalto en las mismas y neutralizar el licor producto del proceso empleado en la planta metalúrgica de Moa (HPAL) para intensificar la recuperación de níquel y cobalto en dicha planta. (Granda, O., 1977; Granda, O. y Kmetova, D., 1979). Los estudios realizados a las menas de Magnesita Redención han tenido resultados para su introducción industrial, ya que se ha obtenido el carbonato básico de magnesio (CBMg) con calidad para su uso como precursor de diferentes compuestos y materiales de base magnesio para múltiples usos industriales. Las investigaciones requieren profundizar en los conocimientos de este proceso, para la mejor comprensión de su comportamiento y obtener los mejores índices técnico-económicos en su implementación. De vital importancia para este proceso es tratamiento térmico previo a la lixiviación, la determinación de los parámetros y condiciones constituyen el objeto de estudio en este trabajo. RESULTADOS Y DISCUSIÓN



Los resultados del cálculo permitieron predecir de forma muy aproximada la eficiencia en la lixiviación en dependencia de las condiciones de temperatura y tiempo empleadas en el tratamiento térmico y constituyen una herramienta para establecer las condiciones de disolución del magnesio. Los resultados del ATD de la magnesita cruda (Figura 1) reportaron los endoefectos característicos de la magnesita a 600 – 620 °C, el de la palygorskita a 88, 120, 750 y 820 °C, y el de la dolomita a 750 - 820oC. De acuerdo con los efectos observados en el ATD, se pudo constatar que:

A 85 °C comenzaron las pérdidas de agua de constitución del material arcilloso, hasta 260 °C, produciéndose un reordenamiento estructural a 830 °C.

A 600 a 720 °C se produjo la descomposición del carbonato de magnesio de la magnesita en MgO y CO2.

A 750 °C comenzó la descomposición de la dolomita con el carbonato de magnesio y continuó con el carbonato de calcio hasta 820 °C para producir MgO, CaO y CO2.

Figura 1. Derivatograma correspondiente a la muestra de magnesita

Con el objetivo de determinar el efecto de las impurezas en el comportamiento térmico de la magnesita estudiada, se realizaron ensayos a diferentes temperaturas desde 700 hasta 1500°C, empleando como fuente

de calentamiento el Derivatógrafo, la muestra natural y los calcinados fueron estudiados mediante Difracción de Rayos X (DRX).Los difractogramas correspondientes se presentan en la Figura 2.



Figura 2. Difractogramas de la natural y de los productos del tratamiento térmico

En los mismos se hicieron las siguientes observaciones:

Muestra Natural: Aparecieron bien definidas las reflexiones de la magnesita (M), dolomita (D) y palygorskita (P). Se detectaron en menor proporción otros minerales como el cuarzo.

Calcinada a 700, 775 y 850 ºC: Desaparecían secuencialmente las reflexiones de magnesita, dolomita y palygorskita producto de la descomposición térmica del MgCO3, CaCO3 y la descomposición parcial del arcilla desde 85 ºC, aparecían con mayor intensidad desde 700 hasta 850 ºC las reflexiones de MgO, CaO y los productos intermedios de la descomposición de la palygorskita poco cristalizados.

Calcinada a 900 ºC: Se observaron reflexiones fundamentales de MgO producto de la descomposición térmica de los minerales de magnesio y CaO, reflexiones poco intensas del cuarzo y reflexiones de los productos intermedios de la descomposición de la palygorskita. Calcinada a 1000 ºC: Aparecieron reflexiones semejantes a las de 900 ºC, pero no se detectaron las de CaO. Comenzaron a detectarse algunas reflexiones correspondientes a fases poco

cristalizadas de silicatos, notándose una disminución en la intensidad de la reflexión del cuarzo. Calcinada a 1100 ºC: Además de las reflexiones señaladas a 1000 ºC, aparecieron las reflexiones de MgO con menor intensidad, se detectaron bien definidas las reflexiones asociadas a la forsterita (2 MgO. SiO2) y a la monticelita (MgO. CaO. SiO2). Calcinada a 1200 ºC: Se observaron las reflexiones señaladas a 1100 ºC, pero la reflexión fundamental de MgO disminuyó en intensidad y las líneas asociadas a los silicatos de magnesio y calcio referidos, se hicieron más in intensas y agudas, como índice de la mejor cristalización de esta fase. Calcinada a 1300 ºC: El difractograma presentó prácticamente las mismas líneas que para 1200 ºC, con el decrecimiento de la intensidad de la línea de MgO. Se definieron mejor las líneas de silicato y una línea muy pequeña de cuarzo remanente.

Calcinada a 1400 ºC: El resultado fue semejante a 1300 ºC, pero disminuyó la intensidad de la línea de MgO, no se detectó cuarzo y fueron más agudas las líneas de silicato. Calcinada a 1500 ºC: Semejante a 1400 ºC, decreció la línea de MgO.



En términos generales se estableció que entre 700 y 850 ºC se descomponen las fases minerales iniciales (magnesita, arcilla, dolomita) y comienzan a aparecer las fases de los productos de descomposición (MgO, CaO, SiO2). Estas fases se intensifican en la medida que se incrementa la temperatura hasta 1000 ºC, a partir de la cual se forman nuevas fases de silicatos y van desapareciendo paulatinamente las de MgO, CaO y SiO2. La presencia de impurezas (SiO2, CaO, Al3O3, Fe2O3), determinada por los minerales que acompañan a la magnesita (arcilla, dolomita, otros) causó cambios en la composición de la magnesita durante el tratamiento térmico, con la formación de nuevas fases. Estas fases son indeseables en los materiales obtenidos (magnesia cáustica, sinter de magnesia), por lo que, estos resultados sirvieron también para corroborar que la magnesita estudiada debe ser tratada para obtener un producto de calidad. Resultados del tratamiento térmico de la magnesita.

Para estudiar el comportamiento de la magnesita calcinada, se compararon los resultados con el termograma resultante del ATD de la magnesita cruda. Los derivatogramas correspondientes a la magnesita tratada o en el rango de 650 a 800 0C. permitieron calcular el contenido de MgO (Tabla 1.) en cada caso.

Como se observa (tabla No. 1), la pérdida de peso asociada a la descomposición térmica de la magnesita (MgCO3) en MgO y CO2 gaseoso y debida al desprendimiento del gas, incrementa con el aumento de la temperatura con lo que se produce un incremento en el contenido del óxido MgO. El incremento del contenido de MgO como se observa, depende también del tiempo del tratamiento o de la exposición de la materia prima a la temperatura ensayada. La máxima pérdida de peso se produjo a 800 0C a los 60 min., la misma está determinada también por el valor del PPI= 38,6 %. Por esta razón se tomó para realizar el tratamiento térmico de la magnesita para la obtención del producto calcinado para la lixiviación el tiempo de 60 min.

Tabla 1. Contenido de MgO (%) en el calcinado en función del tiempo y de la temperatura pérdida de peso (ΔP) asociada a cada tratamiento.

Tiempo (min.)

Temperatura (0C)

650 700 750 775 800

0 33,94 33,94 33,94 33,94 33,94

10 36,40 37,19 37,63 38,45 39,44

20 39,71 40,12 41,26 41,31 41,43

30 42,80 44,22 45,72 47,21 48,89

40 43,75 44,56 51,78 52,16 53,16

50 46,62 47,82 52,82 53,08 53,40

60 51,33 51,78 53,45 54,28 54,38

ΔP 34,24 34,94 36,22 37,71 38,03

Un aumenta la temperatura (tabla No.2), incrementó el contenido de magnesio e impurezas en el producto calcinado, lo cual está asociado a la pérdida de peso creciente debido a la formación y

desprendimiento de CO2 gaseoso. Este resultado se corresponde con el obtenido en la curva de descomposición térmica de la materia prima (Figura 1).



Tabla 2. Composición química (%) de la magnesita cruda y los productos del tratamiento térmico a diferentes temperaturas.

La máxima pérdida de peso experimentada en el tratamiento térmico (PPI= 38,60 %), a la cual corresponde un contenido de MgO máx. =54,88 % y CaO máx. = 4,48 %, se estimó por cálculos los contenidos de MgO y CaO asociados a las fases presentes en los productos del tratamiento térmico obtenidos o calcinados a diferentes temperaturas y en función del tiempo. Las fases presentes son: Periclasa, magnesita, dolomita, otras.

Con el estimado de MgO y CaO en cada fase se calculó aproximadamente, el magnesio soluble en cada caso, el cual debe corresponderse con el óxido de magnesio libre que puede disolverse, como se demostró en trabajos anteriores. A temperaturas superiores a 800 0C se observaron pérdidas de magnesio (Tabla 3) en el proceso global de lixiviación ( ), las cuales se deben a la recombinación de este componente con los productos del reordenamiento de la arcilla.

Componente Magnesita Cruda

Temperatura (0C)

650 700 750 775 800

MgO 33,94 51,33 51,78 53,46 53,88 54,38

SiO2 19,13 28,93 29,18 30,13 30,19 30,65

CaO 3,04 4,18 4,25 4,96 4,99 4,93

Fe2O3 2,31 3,49 3,52 3,63 3,65 3,70

Al2O3 2,19 3,31 3,34 3,44 3,47 3,50

K2O 0,15 0,22 0,228 0,23 0,23 0,24

Na2O 0,34 0,51 0,518 0,53 0,532 0,54

PPI 38,60 4,36 3,66 2,38 0,89 0,57



Tabla 3. Estimado de los contenidos de MgO y CaO asociados a cada fase, MgO lixiviable, PPI y rendimiento (% en peso) de los calcinados o productos del tratamiento térmico.

Dónde: Mag. ………………….. Magnesita Dolo. ………………….. Dolomita

Condiciones Calcinación

Contenido de MgO (%) en: (%) MgO Lixiviable

Contenido de CaO (%) en:

PPI Rendimiento del calcinado (% en peso) T

( 0C )

t (min)

Total Mag. Dolo. Otras fases

Total Dolo. CaO libre

%

Muestra cruda

- 33,94 26,18 2,17 5,59 - 3,04 3,04 - 38,6 -

700

10 37,19 22,41 2,16 12,62 33,9 3,05 3,05 29,43 90,83

20 40,12 16,66 2,00 21,46 53,5 3,29 3,29 22,75 84,15

30 43,22 9,91 1,82 31,49 72,9 3,63 3,63 14,91 76,31

40 44,56 6,83 1,73 36,00 80,8 3,81 3,81 11,33 72,73

50 47,82 5,10 1,68 41,03 85,8 3,92 3,92 9,33 70,73

60 51,78 0,26 1,55 49,97 96,5 4,25 4,25 3,70 65,10

750

10 37,63 21,45 2,15 14,03 37,3 3,07 3,07 28,35 89,75

20 41,26 18,25 1,96 21,05 51,0 3,37 3,37 24,40 85,80

30 45,72 8,63 1,77 35,32 77,2 3,73 3,67 0,06 13,40 74,80

40 51,78 0,25 1,56 49,97 96,5 3,93 3,69 0,24 3,71 65,11

50 52,82 0,15 1,53 51,14 96,8 4,32 3,80 0,52 3,53 64,93

60 53,46 0,05 1,33 52,08 97,4 4,96 4,27 0,69 2,98 64,38

775

10 38,45 18,70 2,06 17,68 46,0 3,20 3,20 25,13 86,53

20 43,31 16,35 2,00 24,96 57,6 3,30 3,30 22,40 83,80

30 47,21 4,21 1,72 41,28 87,4 3,83 3,62 0,21 8,42 69,82

40 52,16 0,06 1,65 50,45 96,7 3,90 3,59 0,31 3,70 65,10

50 53,08 0,45 1,35 51,28 96,6 3,96 3,28 0,68 3,46 64,86

60 53,88 0,17 0,76 52,95 98,3 4,99 4,2 0,79 1,86 63,26

800

10 39,44 17,89 2,05 19,50 49,4 3,22 2,38 0,84 24,21 85,61

20 45,43 14,34 1,95 29,13 64,1 3,38 2,52 0,86 20,09 81,49

30 48,89 3,53 1,67 43,69 89,4 3,94 2,33 1,61 7,57 68,97

40 53,16 0,12 0,85 52,19 98,2 4,33 2,51 1,82 2,00 63,40

50 53,40 0,00 0,78 52,62 98,5 4,36 2,42 1,94 1,72 63,12

60 54,38 0,00 0,26 54,12 99,5 4,93 1,97 2,96 0,57 61,97



El contenido de óxido de magnesio lixiviable se calculó basado en los contenidos de CaO, las pérdidas por ignición (Tabla 3) a 1000 0C y la pérdida en peso del calcinado. Como resumen del estudio del tratamiento térmico se pudo constatar que:

Los mejores resultados fueron obtenidos en el rango de temperaturas de 775 a 800 0C, donde el contenido de magnesio en el producto tratado fue de 53,88 a 54,38 % (de un máx. posible de 54,88 %, correspondiente a la máx. pérdida de peso= 38,6 %), debido a que en estas condiciones se descompone totalmente a magnesita y el MgCO3 de la dolomita.

El tiempo de 60 minutos seleccionado fue suficiente para obtener la máxima descomposición del carbonato de magnesio asociado a la magnesita y a la dolomita. Aunque en la dolomita quedó un pequeño contenido de Mg en forma de carbonato, ya en estas condiciones comienza a incrementar la presencia de CaO libre, que no es conveniente en la lixiviación del calcinado, como se demostró en el estudios anteriores.

En todo el rango de temperaturas el contenido de magnesio lixiviable estimado fue superior a 95 %, y de 98,3 a 99,5 % entre 775 y 800 0C debido a que se produce la descomposición total de la magnesita (MgO + CO2) en la que está contenido el 77 % del MgO; parcial la dolomita (MgO + CO2 + CaCO3) en la que está contenido el 6 % el MgO y el reordenamiento de la palygorskita con el

que se amorfiza la estructura haciéndola más reactiva y en ella está contenido el 16,5 % del magnesio.

El relativamente alto contenido de CaO libre (2,96 % CaO) en el producto obtenido a 800 0C (Tabla 3) constituye un incremento potencial de la actividad de los iones Ca+2 que puede favorecer su indeseada disolución

El estudio realizado permitió determinar el comportamiento de la magnesita sometida a diferentes temperaturas de tratamiento térmco y seleccionar las mejores condiciones para realizar experimentos para obtener la magnesita calcinada para el estudio de la lixiviación

Teniendo en cuenta estos resultados, así como los aspectos tecnológicos y energéticos se seleccionó la temperatura de 775 0C y el tiempo de 60 min. para tratar la magnesita para la obtención del calcinado con alto contenido de MgO y bajo contenido de CaO que garantizara una alta lixiviación del magnesio y mínima disolución de las impurezas con ácido carbónico..

Calcinado o producto del tratamiento térmico.

Como se observa en la composición química del calcinado o producto del tratamiento térmico de la magnesita a la temperatura de 775 0C y tiempo de 60 minutos, se produjo un incremento del contenido de MgO a desde 33.9 a 53.9% (Tabla 4), lo que favorecerá la producción de MgO.

Tabla 4. Composición química del calcinado de magnesita a 775 0C y 60 min.

Componente MgO SiO2 CaO Fe2O3 Al2O3 K2O Na2O PPI

Contenido (%)

53,88 30,19 4,99 3,65 3,47 0,23 0,532 0,89



El análisis de fases del calcinado indicó la presencia de magnesia (MgO) mayoritaria, calcita (CaCO3) y arcilla minoritarias así como de cuarzo y de otros minerales en cantidades no significativas, corroborando los resultados reportados en los estudios anteriores (de este trabajo). El material calcinado obtenido reportó un tamaño de partícula de 95 % en peso menor de 0,074 mm.

Se estimó misma partir de la metodología de cálculo presentada en este trabajo, que el producto un contenido de 98,3 % de magnesio soluble en la magnesita calcinada (Tabla 3).

CONCLUSIONES 1. Se establece una metodología que

prmitió estudiar el comportamiento de la magnesita cruda y calcinada bajo diferentes condiciones y estimar el % de MgO lixiviable en la magnesita calcinada.

2. Se establecieron las condiciones de tratamiento más perspectiva y de menor consumo energético para el tratamiento de la magnesita y la obtención de un alto contenido de MgO lixiviable (53.9% MgO). Los parámetros establecidos fueron: temperatura de 775 0C y tiempo de 60 min.

3. Se demostró que a temperaturas menores a 8000C se alcanzan contenidos de MgO lixiviable de 98 a 99.5 % y que a temperaturas superiores disminuye hasta 95% de MgO.

4. Se estableció que el comportamiento de las menas de Magnesita Redención durante el tratamiento térmico a diferentes temperaturas está influenciado por la presencia de las impurezas en dicha mena y el rango adecuado de temperaturas para la descomposición de la magnesita previo a la lixiviación.

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