Universidad de Santiago de ChileFacultad TecnolgicaDepto. Tecnologas IndustrialesProcesos de Manufactura

Manufactura del Cemento

Adaptado por profesor Jaime Espinoza Oyarzn

CementoCemento es un material pulverizado que al agregarle agua forma una pasta aglomerante que endurece tanto en el aire como en el agua.Clnquer es el verdadero cemento. Es obtenido a partir de silicatos calcreos los cuales a elevadas temperaturas se transforma en aglomerante al agregarle agua.El clnquer est formado por xidos de calcio y silicio, adems de xidos de aluminio y de hierro.Se presenta al estado de polvo muy fino.El cemento comercial es una mezcla de clnquer ms yeso hasta en un 5%

Produccin del CementoEn la produccin de cemento se presenta dos etapas:Fabricacin del clnquer por calcinacin a altas temperaturasMolienda del clnquer ms yeso para formar el cemento. Puede llevar adiciones como la puzolana, escoria de alto horno, ceniza volante, silica fume, etc.Las materias primas son el carbonato de calcio y la almina.

Produccin de Cemento Va Seca

Cemento Meln. Va SecaSe inicia con la tronadura de donde la caliza es desprendida de la roca y, luego transportada, mediante un tren de carga hasta el chancador primario y desde ah es conducida al exterior de la mina.Se lleva a un chancador secundario que reduce el material a malla 5/8.Este producto es llevado por tren hasta la planta industrial en La Calera

En la obtencin del cemento es necesario mezclar mineral obtenido de varios puntos de extraccin de tal forma de lograr la ley requerida para el proceso y tener un mayor rendimiento del recurso geolgico.El mineral debe ser exhaustivamente che- queado, varias veces, en cuanto a su composicin antes de entrar al proceso productivo, de tal forma de hacer las correcciones que sean necesarias

La caliza usada en el proceso proviene desde el mineral como de conchuelas y ambas materias primas aportan el Ca CO3 y los minerales de hierro, almina y slice necesarios para la formacin del ClnkerEstas materias primas son acopiadas para, posteriormente, ser dosificadas en las proporciones necesarias y desde ah ser enviadas a la molienda antes de entrar en proceso de coccin a altas temperaturas

La mezcla de minerales es enviada a una molienda antes de ser sometida al horno; la molienda, mediante molinos de bola, permite obtener un material muy fino.En los molinos de bola, el material, adems de ser pulverizado, es sometido a la accin del calor lo cual permite secarlo.Un sistema de seleccin permite obtener el tamao necesario para el xito del proceso.Posteriormente el material es acopiado en silos para ser llevado automticamente a los hornos de coccin.

Para la coccin de la materia prima de requiere de mucha energa trmica.Uno de los combustibles que se usa para estos fines es el carbn finamente dividido; para ello debe ser sometido a molienda

Desde los silos la caliza en polvo, llamada crudo es llevada a los hornos rotatorios. En estos se produce la reaccin de descomposi-cin de la caliza, lo cual genera xido de Calcio o Cal y liberacin de CO2 .En el interior de los hornos la temperatura alcanza valores entre 1500 a 2000 C y en ellos se va produciendo la semivitrificacin de la caliza; este producto contiene silicatos, aluminatos y ferritos de calcio, los cuales tienen altas propiedades aglutinantes al mezclarse con el agua.

Este producto es el llamado Clnker y constituye el verdadero cemento.

Finalmente, el producto es enfriado en enfriadoras de parrilla, las cuales permiten la recuperacin del calor, ahorrando energa trmica en los hornos. El Clnquer obtenido se mezcla con yeso, el cual acta como regulador de fraguado y se agregan las adiciones que sean necesarias, de acuerdo con el cemento que se desea obtener, o sea, puzolana, escoria de alto horno, flyash, etc. las cuales otorgan las propiedades hidrulicas al producto.

Molienda final. Planta La Calera

Los materiales sealados con dosificados, mezclados y molidos hasta llevarlos al estado de polvo fino impalpable.La calidad y propiedades finales del cemento quedan determinadas por la composicin y por el estado de finura a la cual son llevados.La etapa final, antes de comercializar es el almacenamiento en grandes silos y, posteriormente, el envasado en sacos de 42,5 kg o en Big Bags de 1.500 kg

Cemento Siderrgico. Va Seca

Materias Primas:CalizaArcillaCorrectores: Puzolana, escoria de alto horno, diferentes tipos de xidos.Tratamiento previo de las materias primas:HarneadoChancado HomogenizacinSecadoAlmacenamiento

Dosificacin de las materias primasDe la cantidad de compuestos minerales presentes en el cemento dependern las caractersticas y calidad del mismo. Esto significa que el clnquer que se desea obtener estar condicionado a la dosificacin y calidad de las materias primas minerales

Calizas + Arcillas + Correctores ---------> T --------->Clnquer % % xidos % xidos

Molienda de las materias primas:Toda molienda tiene por objeto reducir el tamao de las materias primas, llevndolas al estado de polvo fino a fin de facilitar su homogenizacin y reaccionar qumicamente.Con la homogenizacin se logra tener una composicin uniforme de los componentes.Cuando se utilizan calizas de alta ley el proceso de clinquerizacin se efecta va seca, en donde el crudo se agita por medio de aire comprimido en silos de homogenizacin.

Clinquerizacin:Las materias primas son sometidas a la accin de la temperatura, entre 1400 a 1500 C.Para lograr calcinar los materiales se usan hornos rotatorios u hornos verticales.El enfriamiento del clnquer se realiza a la salida del horno con aire, que pasa a travs del sistema de parrilla mvil o de tubos planetarios que giran junto con el horno.En estas condiciones, el clnquer sale a una temperatura menor a 150 C

Molienda del cemento:Mediante la molienda, se reduce el tamao del cemento (clnquer ms yeso)obtenido a unos 150 micrones, transformndolo en un polvo finoLa molienda se realiza en molinos de bolas, grandes tubo que giran con bolas, de diverso tamao, en su interior.El producto obtenido es almacenado en silos, en los cuales el cemento se mantiene en permanente agitacin a fin de evitar la segregacin de los granos ms gruesos y tambin evitar la aglomeracin por absorcin de humedad.

Produccin del Cemento Va HmedaProceso de fabricacin de cemento PolpaicoLa caliza es la materia prima principal del cemento, la cual se extrae de yacimientos a tajo abierto prximos a la Planta Polpaico.

Esta caliza es triturada en chancadores hasta formar un material de tamao mximo no superior a 20 mm y posteriormente, es descargada y acopiada bajo una gran cpula, con objeto de cuidar el medio ambiente, evitando la polucin y tambin para contar con una reserva apropiada de materia prima que garantice la continuidad de la produccin

El proceso prosigue con la etapa de Molienda Hmeda en la cual, la caliza triturada anteriormente, se contina moliendo en forma hmeda hasta formar una "pasta de caliza". Luego, esta pasta es enviada a las Celdas de Flotacin donde se concentra hasta alcanzar una ley de 82% de Carbonato de Calcio. Con objeto de extraer el agua de esta pasta el proceso contina en los Espesadores, en los cuales se obtiene una pasta con aproximadamente un 55% de slidos.

Por ltimo, esta pasta caliza es bombeada a los Silos de Mezcla, donde se le adiciona xido de aluminio y de hierro, de tal forma de obtener una pasta mezclada cuya composicin qumica sea la requerida para producir el Clnquer.

La pasta mezclada presenta un exceso de humedad para ingresar al Horno, por lo cual es necesario pasarla por Filtros Prensa, en donde el agua disminuye de 45% a 16%, Luego, en el Proceso de Secado de obtiene una "harina cruda" con slo 0,5% de humedad, denominada "Crudo". Este Crudo es alimentado a travs de una torre de ciclones, que precalienta el material hasta alcanzar unos 850 C, previo a su ingreso al Horno

En el horno se alcanzan temperaturas de alrededor de 1.450 C, y en su interior ocurri- rn las reacciones qumicas que lo transforma- rn en Clnquer. Por ltimo, este Clnquer se enfra y almacena en silos o en canchas.

Finalmente, para la obtencin del cemento es necesario moler en forma conjunta cantidades perfectamente dosificadas de Clnquer, yeso y puzolana hasta llegar a la finura requerida para cada tipo de cemento.El cemento es almacenado en silos para su posterior despacho, el cual puede ser realizado en sacos de papel de 42,5 kg o a granel en camiones graneleros propios, en ferrocarril o en "big-bags" de hasta 2 toneladas.

Molienda del cemento