Los materiales refractarios se clasifican por su composición sustancial, capacidad refractaria, porosidad y de acuerdo a su esfera de utilización. Las materias primas minerales empleadas para su fabricación se eligen basándose en las propiedades requeridas por la industria. Entre las variedades litológicas pueden ser destacadas: arcillas, caolines, bauxitas, arenas cuarzosas, cuarcitas, dolomitas, dunitas, rocas talcosas y serpentinitas y entre las variedades minerales: magnesita, cromita, cianita, sillimanita, andalucita, circón y grafito.
Una gran parte de las materias primas nombradas se localizan en nuestro país, existiendo un empleo ya tradicional de algunas de ellas (arcillas, caolines, arenas cuarzosas, cromitas y magnesitas) aunque sus potencialidades de desarrollo en cuanto a la fabricación y diversificación de los productos refractarios es aún insuficiente.
En Cuba y específicamente en Camagüey existen abundantes reservas de rocas duníticas, portadoras de mineral de olivino, con importantes propiedades refractarias que garantizan su utilización como arena de fundición y en la preparación de pinturas contra la penetración metálica. Sin embargo no existen antecedentes del uso oficial de estos materiales en los talleres de fundición y demás empresas del país.
En el caso de las cromitas refractarias estas se explotan en la provincia de Camagüey con más de 300 manifestaciones, algunas de ellas con un elevado grado de estudio, que hacen que esta región tenga la ventaja de contar con el espectro de materias primas que justifica esta investigación, así como con una planta de materiales refractarios en la que se han fabricado experimentalmente ladrillos de cromita y elementos con arcillas caoliniticas. La extracción de magnesita sigue teniendo el máximo interés para la fabricación de productos muy resistentes al fuego, como son las baldosas o placas para hornos y en particular ladrillos para revestir los hornos usados en la producción de acero, elementos todos ellos sometidos a temperaturas muy elevadas.
Para la ejecución de este trabajo fue necesaria la compilación, revisión y análisis de las informaciones existentes en nuestros archivos y de los resultados de estudios mineralógico y petrográficos realizados anteriormente a los Yacimientos de Cromo, Magnesita Redención y Arcillas caoliniticas de Pontezuela en el territorio de Camagüey.
El óxido de cromo es un compuesto inorgánico conocido como Viridiana. Su fórmula química es Cr2O3. Es uno de los óxidos principales del cromo. El óxido de cromo verde se utiliza como pigmento en pinturas, cubiertas industriales, cerámica y plásticos. Con una temperatura de fusión de 2300°C, el óxido de cromo es ideal para la producción de ladrillos refractarios ya que aumenta la vida útil de éstos. Debido a sus propiedades éste es perfecto en procesos donde se utilizan altas temperaturas y condiciones de proceso agresivas. Los refractarios son materiales de construcción no metálicos que son capaces de mantener su forma y fuerza a temperaturas extremadamente altas, bajo condiciones de fuerza mecánica y ataques químicos.
Los refractarios son componentes claves en industrias donde se llevan a cabo proceso con alta temperatura como la producción de metales, cemento, vidrio, cerámica, químicos, petroquímicos, entre otros. El mayor usuario es la industria del acero el cual ocupa el 60% de la producción mundial total de refractarios. Los principales componentes están basados en óxidos o mezclas de óxidos de magnesio (MgO), aluminio (Al2O3), silicio (SiO2), calcio, cromo (Cr2O3) y zirconio (ZiO2). La Cromita grado refractario se utiliza principalmente en la fabricación de ladrillos cromo-magnesio o magnesio-cromo. El mineral de cromo es capaz de corregir las desventajas de la magnesia (tendencia a la fragmentación y alto coeficiente de temperatura).
Las ventajas principales de los ladrillos refractarios de cromo-magnesita son el volumen constante en la alta temperatura, funcionamiento de la reunión frío y caliente afilados, resistencia a las escorias y gases corrosivos y también tienen alta refractariedad. Los ladrillos refractarios de cromo-magnesita se utilizan principalmente para;
Hornos de hogar abierto
Hornos de arco eléctrico
Hornos de metalurgia
Hornos rotativos de cemento
hornos de vidrio
En la provincia de Camagüey, existen más de 300 manifestaciones de cromo, dentro de las más importante tenemos, Camagüey II, Victoria I y II, Rosita Progreso y Ferrolana Caridad.
1940 - 1942 - T.P. Thayer. Primeros estudios geológicos.
1942 - 1943 - Levantamiento gravimétrico.
1945 - D. E. Flint, L. F. Albear y P. W. Guild. Trabajos geológicos.
1942 - 1945 - Período de mayor explotación (1 000 000 de toneladas) por la 2da Guerra Mundial.
1956 - W. E. Davis y D. H. Richter. Levantamiento gravimétrico.
1962 - 1963 - Exploración del yacimiento Camagüey II.
1983 - 1987 - Búsqueda acompañante y prospección detallada de cromitas en 20 Km2.
1987 - Exploración detallada de Camagüey II.
1986 - 1992 - Prospección detallada de cromitas en 40Km2.
1991 - Exploración detallada de Victoria I.
1993 - Prospección preliminar y detallada de antiguos yacimientos de Cromo.
De estos estudios salen las potencialidades de recursos con que cuenta el territorio.
Otra potencialidad con que cuenta el territorio de Camagüey en Cromo refractario es la existencia de varias manifestaciones de Cromitas flotantes. En la figura 3 aparece un perfil esquemático y en la tabla 2 se dan estimados de recursos para diferentes escenarios.
Los productos refractarios de magnesita tienen las propiedades de soportar alta temperatura, alta refractariedad bajo carga y buena resistencia al álcali. Los ladrillos refractarios de magnesita son ampliamente utilizados en la zona básica de hornos metalúrgicos, hornos no ferrosos y regeneradores de hornos de vidrio.
Buena resistencia a las escorias básicas
Resistencia al desprendimiento
Fuerte abrasión y resistencia a la corrosión
Alta resistencia a la trituración en frío
Muy fuerte y extremadamente durable
Las menas de magnesita del yacimiento Redención son del tipo criptocrislalinas (amorfas), además tienen peculiaridad, que en su composición hay presencia de variables contenidos de arcillas (poligorskita) que es la responsable de la principal impureza junto a la sílice (SiO2).
Tanto el contenido de sílice (5-19% SiO2) como la forma en que se encuentran asociadas la magnesita, la arcilla y otras impurezas minerales, dificultan el uso de estas menas en forma directa e incluso beneficiadas. En forma directa por el alto contenido de impurezas y beneficiadas ya que no es posible la concentración por métodos convencionales debido a que la magnesita y la arcilla están muy finamente entrecrecidas lo que hace necesario el tratamiento por métodos químicos agregándole valor a las materias primas al obtener producto de calidad para diferentes usos industriales.
Contamos en nuestro sistema empresarial con los estudios al respecto de la experta en el tema Ingeniera. Alejandra Naida Hernández Martínez y otros autores titulado ¨ESTUDIO DEL TRATAMIENTO TÉRMICO DE LA MAGNESITA PREVIO A LA LIXIVIACIÓN CON ÁCIDO CARBÓNICO ¨. En este trabajo se estudia el tratamiento térmico (calcinación) de una muestra de magnesita del yacimiento Magnesita Redención 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.
Por la importancia y el amplio grado de conocimiento geológico - tecnológico de las menas de Magnesita Redención, este trabajo está dirigido a resumir la información existente sobre la misma a partir de las investigaciones desarrolladas en el CIPIMM y a dar una visión de las perspectivas de esta materia prima si existiera una instalación para su procesamiento, lo que puede ser objeto de análisis y decisión de las partes competentes.
Hay que tener en cuenta que hoy en la actualidad en Cuba se encuentra estudiado y caracterizado solamente este yacimiento de magnesita.
El yacimiento de Caolín Pontezuela se encuentra ubicado a 15 Km al NW de la ciudad de Camagüey en esta zona se encuentran gran variedad de materias primas arcillosas, lo que ha permitido desarrollar el sector cerámico en el territorio, la Empresa de Materiales de la Construcción de Camagüey desarrolla esta actividad, dada las excelentes características de las materias primas. Los refractarios a base de arcillas caoliniticas son materiales utilizados para procesos de alta temperatura, cuyas características principales son: elevado punto de fusión, capacidad para almacenar calor, capacidad aislante y buena resistencia físico-química.
Para realizar el trabajo se revisaron todos los Informes y materiales de gabinetes realizados con anterioridad, dentro de ellos tenemos:
Karel Pazlar y Milo Lañar. 1966 Geominera Camagüey. Inv.1500
Informe Exploración Orientativa y Detallada Pontezuela. Autor Morozov E. 1976-78 Geominera Camagüey.Impreso 15 de Mayo de 1984. Sin Inv
Informe Exploración de Arcilla Caolinitizada en el Yacimiento Pontezuela. Autores: Carlos Setién y Cloruardo Valle. 1985 Geominera Camagüey. Inv. 3529
Informe de la Exploración Detallada Caolín Pontezuela Sector II. Autor: Antonio Moreno Valiño. Geominera centro 2006 (EXPLOMAT).
Como resultado de las investigaciones la materia prima, del yacimiento fue dividido en las siguientes variedades exigidas por la industria.
CB: Caolín levigado, apto para la producción de cerámica blanca o de matiz muy claro.
CC: Caolín levigado, apto para la producción de cerámica coloreada.
G/1: (Aglutinantes) Arcilla básica para la fabricación de tubos.
G/2 (Desgrasantes) Arcillas adicionales para la producción de tubos.
R: Caolín crudo, apto para la producción de refractarios.
M: Caolín crudo, apto para la producción de morteros.
Como resultado de las investigaciones de laboratorio, el yacimiento fue dividido en las siguientes variedades exigidas por la industria, sirviendo de base a la estimación de recursos.
Arcilla tipo A: Arcilla de color rojo hasta pardo oscuro, no calcárea, plástica de granulometría fina a media. El contenido de Al2O3 oscila entre 15-29%, Fe2O3 entre 15-31%, Refractariedad no mayor de 1 320oC. La potencia varía de 0-15 m.
Arcilla tipo B: representa las arcillas abigarradas no calcáreas, se clasifica desde plástica hasta medio-plástica, de color gris hasta gris verdoso. Puede considerarse como caolinítica de buena calidad para la mezcla en fabricación de tubos Gres. Contenido de Al2O3 entre 17-28%, Fe2O3 entre 6.3-14.3%, Refractariedad entre1 380- 1 480oC. La potencia es hasta 20.0 m.
Arcilla tipo C: Arcilla clara, débilmente coloreada, granos medio-gruesos hasta grueso con fragmentos de roca caolinizada de baja dureza, no calcárea. Contenido de Al2O3 entre 15-18%, Fe2O3 entre 2.2-12.9%, Refractariedad entre 1 480- 1 530oC. La potencia máxima es de 20.0- 22.0 m.
Arcilla tipo D: Arcilla de granulometría fina, aunque podemos encontrarla ocasionalmente en forma gruesa, es una arcilla muy caolinizada hasta caolín. Color blanco hasta grises caolinitizadas, con promedio de Al2O3 de 13-18%, Fe2O3 entre 0.16-1.41%, Refractariedad entre 1 530- 1 580oC. La potencia máxima es de 23.0 m.
Se estiman los siguientes recursos como se presenta:
Zona Norte:
Concesionados: Recursos Indicados 132908.86 m3
No Concesionados: Recursos Indicados 22268.30 m3
Concesionados en Pilar: Recursos Inferidos 44592.88 m3
Zona Sur:
Concesionados: Recursos Indicados 181998.06 m3
Concesionados en Pilar: Recursos Indicados 101497.48 m3
Total Recursos Indicados:
Como resultados de los trabajos ejecutados en esta área se estima por informe geológicos confirmados la existencia de caolín para 15 años de trabajos con un régimen de 21000 toneladas/anuales.
Cuba posee perspectivas fundamentadas para la producción en nuestro país de materiales refractarios básicos, especialmente vinculados a las materias primas procedentes de las ultrabasitas de los complejos ofiolíticos, cromitas y magnesitas, lo cual permite pronosticar a mediano plazo que se pueda alcanzar una posición destacada en estas producciones. Entre estos productos, presentan mayores potencialidades de desarrollo aquellos a base de magnesita, cromitas y arcillas caoliniticas.
Las características y grado de estudio que presentan los yacimientos de cromitas de Camagüey avalan su potencialidad para ser empleadas como material refractario básico. En el caso su composición química está muy cerca de las establecidas, solo en el caso del Cr2O3 se encuentran ligeramente por debajo del mismo. Es importante considerar la recomendación realizada durante el estudio de la muestra tecnológica del yacimiento Victoria I en consideración a que el relativamente alto contenido de Cr2O3 (29 - 30 %), de Al2O3 (27- 28 %) y MgO (18 - 19 %) así como bajo contenido de SiO2 (5 - 8 %) permiten utilizar las menas como materia prima idónea para la fabricación de refractarios de cromomagnesita.
El grado de estudio y caracterización de los depósitos magnesiales de Camagüey es un elemento favorable en relación con esta materia prima. Si bien es cierto que las impurezas de nuestras magnesitas son algo elevadas, es importante destacar las investigaciones realizadas para el beneficio de las mismas, especialmente con ácido carbónico al obtener más del 98 % de eficiencia de disolución del magnesio, con determinadas condiciones experimentales.
Las arcillas caoliniticas estudiadas en el yacimiento Pontezuela constituyen otro potencial para materiales refractarios en el territorio de Camagüey, teniendo en cuenta que por su composición y características han sido recomendadas para este uso, principalmente como refractarios de chamota y refractarios de alta alúmina.
La investigación integrada de estas materias primas, ultrabasitas, cromitas, magnesitas y arcillas caoliniticas, orientadas hacia la producción de refractarios básicos, puede derivar en una explotación integrada de las mismos, ejemplo, durante la explotación de los yacimientos de cromitas se planificaría la misma tomando en consideración además el uso de las ultrabasitas.