Fabricación de ladrillos de arena y cal

La mina de cobre de Yueshan produce 75 000 toneladas de residuos mineros al año. Los residuos de cobre son arena fina compuesta por más de diez minerales, principalmente cuarzo. Los análisis técnicos han demostrado que no tienen ningún valor de recuperación global. La mina ha llevado a cabo numerosos experimentos sobre el uso de los residuos para fabricar ladrillos y ha obtenido buenos resultados.

A. Propiedades de la materia prima
Según los datos de las fábricas nacionales de ladrillos de arena y cal, la arena utilizada suele tener una fracción másica de SiO₂ no inferior a 65%, y el contenido de componentes nocivos, como la mica, no debe ser demasiado elevado. La composición química principal de los residuos de la mina es la siguiente: SiO₂ 60,43%, Al₂O₃ 14,27%, Fe₂O₃ 4,69%, CaO 6,22%, MgO 1,40%, K₂O 3,4%, Na₂O 3,86%, lo que básicamente cumple los requisitos para la arena destinada a la fabricación de ladrillos.

B. Proceso de producción
Utilizando residuos mineros y cal como materias primas (con la posible incorporación de colorantes y aditivos), el proceso incluye la preparación de las materias primas, el prensado y el moldeado, y el curado con vapor saturado.
Los ladrillos de arena y cal fabricados han superado las inspecciones y cumplen las normas ministeriales. Según los indicadores de aspecto, se clasifican como ladrillos de primera calidad, y sus especificaciones técnicas superan a las de los ladrillos de arcilla cocida, lo que indica amplias perspectivas de uso.

Fabricación de ladrillos estándar curados al vapor
Zhao Fengqing y su equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pekín utilizaron residuos de cobre, escoria granulada de alto horno molida y cenizas volantes, en presencia de un activador compuesto alcalino, para producir ladrillos estándar resistentes a la carga mediante un proceso de curado hidrotérmico. Las principales materias primas utilizadas en los experimentos fueron residuos de cobre de la empresa minera Chengde Copper Mining Company, escoria, cenizas volantes de centrales eléctricas cercanas, un activador y polvo de piedra triturada. El contenido de residuos sólidos en la mezcla de materias primas alcanzó hasta 95% del total de materias primas sólidas (siendo que los residuos representaban entre 60% y 70%). En los experimentos se utilizó una formulación de ladrillo simulada, con moldeo por vibración en moldes de 40 mm × 40 mm × 160 mm. Tras 24 horas, las probetas se desmoldaron y se sometieron a un curado al vapor a 70 °C durante 6 horas. Posteriormente, se midieron las resistencias a la compresión tras el curado al vapor y tras 28 días adicionales de curado estándar. Se utilizó un método experimental ortogonal para optimizar los parámetros del proceso. Los productos resultantes alcanzaron una resistencia a la compresión de 18,1 MPa y una resistencia a la flexión de 3,6 MPa, mostrando una buena resistencia al ciclo de congelación-descongelación y estabilidad.
Este proceso utiliza residuos de baja actividad (bajo contenido en sílice) como materia prima, emplea materiales cementosos a base de cenizas volantes y escoria activados con álcalis, y consigue producir con éxito ladrillos estándar de carga homologados mediante un proceso de curado al vapor a temperatura relativamente baja, lo que abre una nueva vía para la aprovechamiento de los residuos de baja actividad.