Síntesis y Caracterización de Microesferas Cerámicas

El presente estudio se basó en la utilización de materiales de desecho tipo escoria, para la producción de microesferas cerámicas de bajo costo, con el objetivo principal de profundizar en las metodologías de producción de estas a escala nacional. Generalmente las microesferas cerámicas son utilizadas como aditivo aligerante y mejoradores de viscosidad en lechadas de cemento y fluidos de perforación por lo cual surge la necesidad de un estudio de producción de estas en Venezuela. Para ello se procedió a la selección de tres escorias industriales, su posterior molienda, tamizado y proyección en llama de Gas Natural y en pistola de termorrociado oxiacetilénica, para la obtención de microesferas huecas y macizas con tamaño de partículas controlado. Posteriormente, se determinaron las características y propiedades de las microesferas resultantes mediante MO, MEB, DRX, EDS, granulometría, densidad y ensayos de resistencia a la compresión por el método de presión hidrostática en autoclave. Finalmente, se presenta el modelaje del proceso de esferoidización de dos escorias industriales. Los resultados obtenidos de la caracterización por EDS/DRX de las microesferas resultantes, demuestran que a medida que el tamaño de partículas proyectado disminuye, aumenta la cantidad de material vítreo hasta un 100%, dependiendo de la proporción de SiO2 en la escoria. Adicionalmente, se encontró una relación directa entre el contenido de SiO2, SO3, y el estado amorfo previo, para lograr la obtención de microesferas huecas. A pesar de generar temperaturas menores al Acetileno, el uso del Gas Natural permitió obtener 100% de microesferas de morfología variada. Se obtuvieron microesferas huecas perfectas en un rango entre 4 y 20% del total de partículas proyectadas, obteniéndose hasta un 90% de partículas semihuecas, dependiendo de las condiciones de estequiometría gas/oxigeno y del tipo de escoria. Los trabajos de simulación del proceso arrojaron valores en relativa concordancia con los resultados experimentales. Las diferencias oscilaron entre 7 y 20% en cuanto a tamaño crítico para cada tipo de comportamiento (esferoidización simple o fusión total).