Desmineralización de una semiantracita carbonizada con sales

X Congreso Nacional de Materiales (Donostia - San Sebastián, 18-20 Junio 2008)
Desmineralización de una semiantracita carbonizada con sales
fundidas, óxidos metálicos y HCl en el intervalo 743-1173 K. Un
estudio por difracción de rayos X
M. Alfaro Domínguez
Escuela de Ingenierías Industriales, Departamento de Ingeniería Mecánica, Energética y de los
Materiales. Universidad de Extremadura, Avda de Elvas s/n, 06071 Badajoz
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Generalmente, los métodos de desmineralización del carbón se basan en procesos físicos o
químicos. El método más simple y económico consiste en calentar el material en presencia de
agua. La operación de extracción de componentes minerales del carbón puede realizarse en un
sistema Soxhlet. De esta forma se eliminan principalmente sales de metales alcalinos. Como una
variante del método, se podría calentar a la temperatura de ebullición del agua y emplear
cambiadores de iones. Con ácido acético glacial se extraen sales de metales alcalinotérreos y de
hierro. A escala reducida de laboratorio, y al objeto de conseguir su desmineralización, los
carbones son tratados frecuentemente con disoluciones de los ácidos HCl y HF a 313 K [1].
Los efectos de los tratamientos térmicos y químicos realizados en una semiantracita carbonizada
(AC) sobre la composición de la fracción mineral del material son investigados. La muestra AC
fue primero tratada con la mezcla LiCl/KCl o con la mezcla formada por LiCl/KCl y un óxido
metálico Mn = 1 o 2 (MgO, CaO, FeO, CoO, NiO, Cu2O o ZnO) a 743, 873 y 1173 K
respectivamente y los productos obtenidos fueron cuidadosamente lavados con agua destilada.
Una pequeña fracción de estas muestras fue tratada con solución de HCl 10-3 M.
Los cambios de composición fueron estudiados por difracción de rayos X. Los difractogrmas de
rayos X fueron obtenidos mediante un difractómetro Philips PW-1700, provisto de
monocromador de grafito. Fue utilizada la radiación Kα (λ = 1,5406 Å) del cobre. El intervalo
de barrido fue 2θ = 7-70º y la velocidad de barrido de 1ºmin-1. Los componentes minerales
predominantes inicialmente presentes en el carbonizado de partida son cuarzo, mullita,
moscovita y/o caolinita y oldamita. Los tratamientos de AC, dan como resultado cambios
significativos en la fracción mineral del material en particular cuando fue utilizada la mezcla
LiCl/KCl/MgO. La periclasa se determinó a 743, 873 y 1173 K, la cual fue eliminada por
tratamiento con la solución de HCl 10-3 M.
Principalmente a la más alta temperatura (1173 K), los aluminosilicatos presentes en el producto
carbonizado, muestra AC, son transformados a silicatos de naturaleza estructural más simple.
Uno de los principales componentes de las muestras tratadas con la mezcla LiCl/KCl y
preparadas a la más altas temperaturas (873 y 1173 K) es una solución sólida (LiAlSi3O8-βLiAlSi2O6), la cual también se determina en las muestras lavadas con la solución de HCl 10-3 M
siendo insoluble en la misma. Sin embargo, para las muestras tratadas con la mezcla
LiCl/KCl/MgO, la periclasa se determina a 743, 873 y 1173K o bien periclasa y forsterita a 873
y 1173 K, las cuales son eliminadas por tratamiento con la solución de HCl 10-3 M.
[1] W. Radamacher y A. Hovernath, Brennst.-Chem, 40, 97, (1959).
Palabras clave: Semiantracita carbonizada, Desmineralización, Sales fundidas, Difracción de
rayos X