Geología para la Industria del Cemento
•Definiciones•Concepto Geológico
•Composición del Clinker•Proceso de fabricación
•Materias Primas•Técnicas de Exploración•Técnicas de Estimación de reservas
Ing. Jorge A. Gómez Godoy Febrero 2020CARTOGRAFIA Y SERVICIOS GEOLOGICOS
Geología para el Cemento
Cemento: Material artificial, finamente molido, el cual con la adición de agua es capaz de endurecerse tanto en el aire como dentro del agua, además de adherir entre sí las partículas de agregados pétreos para formar el Concreto.
Cemento Portland: De acuerdo con la Norma Oficial Mexicana, es el que proviene de la pulverización del clinker obtenido de la fusión incipiente de materiales arcillosos y calizos, que contengan óxidos de calcio, silicio, aluminio y fierro en cantidades convenientemente dosificadas y sin más adición posterior que yeso sin calcinar, así como otros materiales que no excedan del 1 % del peso total y que no sean nocivos para el comportamiento posterior del cemento.
DEFINICIONES
Geología para el Cemento•El cemento es la materia prima adherente para formar rocas artificiales, con el objeto de obtener sus características de resistencia, dureza y durabilidad en la industria de la construcción, imitando a la naturaleza.
•Su fabricación se asemeja a la génesis de las rocas ígneas (fusión de materias primas a mas de 1000°C) y su productos (concreto) se asemeja las rocas sedimentarias (fragmentos detríticos y matriz o cementante silíceo), de hecho el nombre de cemento Portland, viene de Inglaterra donde se fabricó por primera vez en la época moderna y por la semejanza del producto con las rocas de Portland, que son calizas del Jurásico.
CONCEPTO GEOLOGICO
Geología para el Cemento
Composición del Clinker
Los componentes principales son cuatro:
Silicato TricálcicoAlita 3 CaO . SiO2 C3S
Silicato Dicálcico Belita 2CaO. SiO2 C2S
Aluminato Tricálcico 3CaO. Al2O3 C3A
Aluminio-Ferrito Tetracálcico 4CaO.Al2O3 . Fe2O3 C4AF
O sea, es un compuesto de silicatos y aluminatos de calcio y Fierro
Geología para el Cemento
“Minerales” del clinker
ALITA C3S
BELITA C2S
FASE LIQUIDA
POROSIDAD
Geología para el Cemento
Proceso de fabricación
MATERIA PRIMAS
Normalmente las componentes químicos de control se manejan como óxidos sisendo los mas usuales CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, SO2, Na2O3, y K2O, aunque también se pueden incluir P2O5, TiO2, o alguno de interés según el yacimiento.
Cada yacimiento es único en su mineralogía, química, estructura y problémática, y el suministro involucra al menos el control y operación de 3 yacimientos:
Calizas, Arenisca-limolitas o arcillas y puzolana, mas supervisión a los proveedores de: Yeso, Hematita o magnetita, caolín para asegurar las reservas y calidad necesaria.
Geología para el Cemento
Geología para el CementoMATERIA PRIMAS (Proporcionamiento en mezcla cruda)
Caliza- Material principal, aportador del Calcio, (CaCO3 > 90 %)
80 - 90 % del total en peso de la mezcla cruda
Arenisca o lutita- Material Principal, aportador de sílice y alúmina,
10 - 15 % de Al2O3, 10 - 15 % del total de la mezcla cruda
Arena sílica, arcillas- Material corrector, aportador de sílice, 2-5 % del total
Hematita- Material corrector, aportador del óxido férrico 1-2 % del total
Caolín- Material corrector, aportador de alúmina y blancura
especialmente para cemento blanco. 1-5 % del total.
Yeso- Material complementario para el fraguado del cemento, 10 %
Puzolana- Tobas vítreas o roca volcánica zeolitizada, 8-10%
MATERIA PRIMAS (Adición al Clinker)
Caliza Material principal, aportador del Calcio, CaCO3 > 90 %
80 - 90 % del total de la mezcla cruda
Geología para el Cemento
MATERIAS PRIMAS
Caliza Material principal, aportador del Calcio, CaCO3 > 90 %
80 - 90 % del total de la mezcla cruda
Geología para el Cemento
MATERIAS PRIMAS
Su impureza principal es la dolomita por el contenido de Mg, se requiere un MgO < 2 %
Geología para el CementoArenisca o lutitas- Material Principal, aportador de sílice y alúmina, 10 - 15 % de Al2O3, 10 - 15 % del total de la mezcla cruda
MATERIAS PRIMAS
Geología para el Cemento
Arcillas o tobas Material corrector, aportador de sílice y alúmina,
10 - 15 % de Al2O3, 10 - 15 % del total de la mezcla cruda
MATERIAS PRIMAS
Geología para el CementoPuzolana Material complementario, (tobas o ceniza volcánica rica en vidrio, es un cemento natural al combinarse con el cemento portland), mejora las propiedades del cemento, se utiliza un 8 – 10% en el producto final.
MATERIAS PRIMAS
Geología para el Cemento
TECNICAS DE EXPLORACION
PLANEACION Y PROSPECCIONRegional - localizar áreasLocal -asegurar yacimiento
GEOLOGIAGeología superficial, Mapas ySecciones
BARRENACION A DIAMANTEDescripción de núcleos, muestreo y análisis qúimico
GEOFISICAMétodos eléctricos (polarización-resistividad)Sondeos eléctricos
GEOLOGIA SUPERFICIAL
Geología para el Cemento
TECNICAS DE EXPLORACION
GEOLOGIA SUPERFICIAL
TECNICAS DE EXPLORACION
SECCIONES GEOLOGICASY BARRENACION A DIAMANTE
Geología para el Cemento
TECNICAS DE EXPLORACION
2150
220020.00
58.35
CON-19
61.00
CON-18P-17
78.00
58.30
106.55
2250
W
2300
2250
2150
2200
W
2300
80.6061.00
CON-20
33.15
P-22
P-13
CON-8
49.15
P-8
CON-2
107.10
91.49
CON-7
P-5
75.20
P-1
136.00
CON-1
E
2200
2150
2300
2250
MSNM
E
2200
2150
2300
2250
Ts (Th)
Ts (Th) Ts (Cg)
CON-20
CON-6
?
MSNM
MSNM
Ts (Che)
Ts (Che)
MODELADO GEOLOGICOEN BASE A BARRENACION Y GEOLOGIA SUPERFICIAL
Geología para el Cemento
TECNICAS DE EXPLORACION
MODELADO GEOLOGICO
Geología para el Cemento
TECNICAS DE EXPLORACION
EXPLORACION CON BARRENACION Y ANALISIS DE LABORATORIO
FeO SiO2
Geología para el Cemento
TECNICAS DE EXPLORACION
EXPLORACION CON BARRENACION Y ANALISIS DE LABORATORIO
CaO SiO2
Geología para el Cemento
TECNICAS DE EXPLORACION
TECNICAS DE EXPLORACION
Geología para el Cemento
MODELADO GEOFISICODE SONDEOS ELECTROMAGNETICOS EN YACIMIENTO DE FIERRO
TECNICAS DE ESTIMACION DE RESERVAS
CALCULO POR SECCIONES (Volumen)Areas y distancias entre secciones
CALCULO POR SOFTWARE (Volumen y Calidad)Definición de tamaño de bloque mínimo aceptable
Inverso de la distancia
CALCULO POR GEOESTADISTICA (Volumen y Calidad)Análisis de comportamiento espacial de variables (variogramas)Definir el tipo o modelo de variograma teóricointerpolación por krigueaje (kriging)Modelos de bloques
Geología para el Cemento
2150
2200
2250
W
2300
2250
2150
2200
W
2300
E
2200
2150
2300
2250
MSNM
E
2200
2150
2300
2250
MSNM
Ts (Th)
Ts (Th) Ts (Cg)6166.81 m2
17565.59 m2
37813.95 m2
6363.70 m2
904.38 m2
6806.01 m2
14852.54 m2
1463.24 m2
9507.03 m2?
MSNM
MSNM
Ts (Che)
Ts (Che)
1291.20 m2
4546.74 m2
CALCULO POR SECCIONESAreas y distancias entre secciones
•Volumen y calidad aproximadas en grandes bloques
Geología para el Cemento
TECNICAS DE ESTIMACION DE RESERVAS
Geología para el Cemento
TECNICAS DE ESTIMACION DE RESERVASCALCULO POR GEOESTADISTICA o INVERSO DE LA DISTANCIA
Variogramas
Geología para el Cemento
INTERPOLACION POR KRIGUAJEVolumen y Calidad precisas por celda o bloque
TECNICAS DE ESTIMACION DE RESERVAS
CALCULO POR GEOESTADISTICA o INVERSO DE LA DISTANCIAVolumen y Calidad precisas por celda o bloque
Geología para el Cemento
GRACIAS
Ing. Jorge A. Gómez Godoy Febrero 2020CARTOGRAFIA Y SERVICIOS GEOLOGICOS
Geología para la Industria del Cemento