PRODUCCIN DEL CEMENTO PORTLAND.El cemento portland se produce por la pulverizacin del clnker, el cual consiste principalmente en silicatos de calcio hidrulicos. El clnker tambin contiene algunos aluminatos de calcio y ferroaluminatos de calcio y una o ms formas de sulfato de calcio (yeso) que se muele juntamente con el clnker para la fabricacin del producto final.

Los materiales usados para la produccin del cemento portland deben contener cantidades apropiadas de los compuestos de calcio, slice, almina e hierro. Durante la fabricacin, se hace anlisis qumico frecuente de todos los materiales para garantizarse una calidad alta y uniforme del cemento.

Fig. 2-5. Vista area de una planta de cemento.

Los diagramas en las Figuras 2-3 y 2-4 muestran las etapas de la fabricacin del cemento. Como las operaciones de las plantas de cemento no son bsicamente iguales, no se pueden ilustrar adecuadamente por un mismo grfico todas las plantas. No hay instalaciones tpicas para la produccin del cemento; cada planta tiene diferencias significantes en disposicin, equipos o apariencia general (Fig. 2-5).

Fig. 2-6. Caliza, una de las principales materias primas, fornece el calcio para la produccin de cemento y se extrae cerca de la planta de cemento.

Las materias primas seleccionadas (Tabla 2-1) se transportan de la cantera (Fig. 2-6), se trituran (Fig. 2-7), se muelen y se dosifican de tal manera que la harina resultante tenga la composicin deseada. La harina cruda es generalmente una mezcla de material calcreo (carbonato de calcio), tal como la caliza y material arcilloso (slice y almina), tal como arcilla, pizarra (esquisto) o escoria de alto horno. El cemento se fabrica tanto por va seca como por va hmeda. En el proceso de va seca, las operaciones de molienda y mezcla se efectan con los materiales secos, ya en el proceso va hmeda los materiales se mezclan con agua en la forma de lechada. En otros aspectos, el proceso seco y el proceso hmedo son muy similares. La Figura 2-4 ilustra desarrollos tecnolgicos importantes, los cuales pueden mejorar considerablemente la productividad y la eficiencia energtica de las plantas con proceso seco.

Fig. 2-7. Las rocas extradas son llevadas por los camiones hasta los triturados primarios.

Despus del mezclado, se alimenta la materia prima molida en la parte superior del horno (Fig. 2-8). La harina cruda pasa a lo largo del horno en una tasa controlada por la inclinacin y la velocidad de rotacin del horno. El combustible (carbn, aceite nuevo o reciclado, fuel-oil, gas natural, llantas de goma y subproductos) se fuerza hacia la parte inferior del horno donde las temperaturas de 1400C a 1550C cambian qumicamente el material crudo en clnker, pelotitas grises con tamao predominante de canicas (Fig. 2-9). La Figura 2-10 muestra el proceso de produccin del clnker desde la alimentacin de la materia prima hasta el producto final.

Despus de esto, el clnker se enfra y se pulveriza durante esta operacin, se adiciona una pequea cantidad de yeso (Fig. 2-11) para controlar el tiempo de fraguado (frage) del cemento y para que se mejoren las propiedades de retraccin y el desarrollo de resistencia (Lerch 1946 y Tang 1992). En el molino, el clnker se muele tan fino que puede pasar, casi completamente, a travs de un tamiz (cedazo) de 45 micrmetros (malla No. 325). Este polvo gris extremamente fino es el cemento portland (Fig. 2-1).

Tabla 2-1. Fuentes de las Materias Primas Usadas y la Fabricacin del Cemento Portland

Fig. 2-8. Horno rotatorio para la manufactura del clinker de cemento. La foto menor, abajo y a la derecha trae una vista del interior del horno. (58927, 25139)

Fig. 2-9. El clinker de cemento portland se forma por la calcinacin en el horno del material crudo calcreo y slice. Este clinker especfico tiene un dimetro de 20 mm (34 pulg.) (60504)

Fig. 2-11. El yeso, la fuente de sulfato, se muele juntamente con el clinker para formar el cemento portland. El yeso ayuda a controlar el tiempo de fraguado, las propiedades de retraccin por secado y el desarrollo de resistencia.

Fig. 2-10. Proceso de produccin del clnker de la materia prima al producto final.