Activación alcalina de residuos de minería aurífera de veta para la fabricación de morteros

Alkali activation of vein gold tailing wastes for manufacturing mortars

Contenido principal del artículo

Nicolás Steven Pardo Álvarez
Guillermo León Penagos García
María Esperanza López Gómez
Mauricio Andrés Correa Ochoa

Resumen

Los residuos mineros (RM) generan grandes problemas ambientales debido a la alta y progresiva explotación de minerales y su consecuente disposición. La activación alcalina es un método ampliamente utilizado para la fabricación de materiales de construcción, usando los residuos como materiales cementantes suplementarios. En esta investigación se generaron morteros a partir de RM activados alcalinamente. Se estudiaron residuos de la explotación de minería aurífera de veta, activadas mediante una mezcla de solución NaOH y Na2SiO3. Se fabricaron dos tipos de morteros, uno utilizando el residuo con granulometría original y el otro con el residuo molido, para evaluar la influencia del tamaño de partícula. Además, cada tipo de mortero fue fraguado a 24 y 80 ºC. El análisis de las fases presentes en los morteros se llevó a cabo mediante difracción de rayos X (DRX) y el análisis de la morfología de las superficies de fractura después del ensayo de compresión se llevó a cabo mediante microscopía electrónica de barrido (MEB). Los resultados mostraron que la resistencia a la compresión es superior en los morteros preparados con los residuos molidos, frente a los morteros con los residuos de granulometría original. En adición, el incremento de la temperatura de fraguado no presentó influencia en la propiedad evaluada.

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Referencias (VER)

Al-Shathr, B.; Shamsa, M.; Al-Attar, T. (2018). Relationship between amorphous silica in source materials and compressive strength of geopolymer concrete. MATEC Web of Conferences, 162, 02019. https://doi.org/10.1051/matecconf/201816202019

ASTM C109/C109M - 16a. (2016). Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens)1. https://doi.org/10.1520/C0109

ASTM C33/C33M-18. (2018). Standard Specification for Concrete Aggregates. https://doi.org/10.1520/C0033

ASTM D422-63. (2007). Standard test method for particle-size analysis of soils. https://doi.org/10.1520/D0422-63R07E02.2

Comisión Asesora Permanente Para el Regimen de Construcciones Sismo Resistentes. (2010). NSR-10. Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.

Consoli, N. C.; Da Silva, A. P.; Nierwinski, H. P.; Sosnoski, J. (2018). Durability, strength, and stiffness of compacted gold tailings – cement mixes. Canadian Geotechnical Journal, 55(4), 486–494. https://doi.org/10.1139/cgj-2016-0391

De Rossi, A.; Simão, L.; Ribeiro, M. J.; Novais, R. M.; Labrincha, J. A.; Hotza, D.; Moreira, R. (2019). In-situ synthesis of zeolites by geopolymerization of biomass fly ash and metakaolin. Materials Letters, 236, 644–648. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.11.016

Duan, P.; Yan, C.; Zhou, W.; Ren, D. (2016). Fresh properties, compressive strength and microstructure of fly ash geopolymer paste blended with iron ore tailing under thermal cycle. Construction and Building Materials, 118, 76–88. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.05.059

Gitari, M. W.; Akinyemi, S. A.; Thobakgale, R.; Ngoejana, P. C.; Ramugondo, L.; Matidza, M.; Mhlongo, S. E.; Dacosta, F. A.; Nemapate, N. (2018). Physicochemical and mineralogical characterization of Musina mine copper and New Union gold mine tailings: Implications for fabrication of beneficial geopolymeric construction materials. Journal of African Earth Sciences, 137, 218–228. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2017.10.016

Kinnunen, P.; Ismailov, A.; Solismaa, S.; Sreenivasan, H.; Räisänen, M. L.; Levänen, E.; Illikainen, M. (2018). Recycling mine tailings in chemically bonded ceramics – A review. Journal of Cleaner Production, 174, 634–649. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.280

Kiventerä, J.; Golek, L.; Yliniemi, J.; Ferreira, V.; Deja, J.; Illikainen, M. (2016). Utilization of sulphidic tailings from gold mine as a raw material in geopolymerization. International Journal of Mineral Processing, 149, 104–110. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2016.02.012

Król, M.; Mozgawa, W. (2019). Zeolite layer on metakaolin-based support. Microporous and Mesoporous Materials, 282 (February), 109–113. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2019.03.028

Lahoti, M.; Wong, K. K.; Yang, E. H.; Tan, K. H. (2018). Effects of Si/Al molar ratio on strength endurance and volume stability of metakaolin geopolymers subject to elevated temperature. Ceramics International, 44(5), 5726–5734. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.12.226

Mermerdaş, K.; Manguri, S.; Nassani, D. E.; Oleiwi, S. M. (2017). Effect of aggregate properties on the mechanical and absorption characteristics of geopolymer mortar. Engineering Science and Technology an International Journal, 20(6), 1642–1652. https://doi.org/10.1016/j.jestch.2017.11.009

Nazari, A., y Sanjayan, J. G. (2017). Handbook of Low Carbon Concrete. Oxford, Butterworth-Heinemann. https://www.elsevier.com/books/handbook-of-low-carbon-concrete/nazari/978-0-12-804524-4

Pacheco-Torgal, F. (2014a). Eco-efficient construction and building materials research under the EU Framework Programme Horizon 2020. Construction and Building Materials, 51, 151–162. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.10.058

Pacheco-Torgal, F; Labrincha, J. A.; Leonelli, C.; Palomo; A.; Chindaprasirt, P. (2014b). Handbook of Alkali-Activated Cements, Mortars and Concretes. Cambridge, Woodhead Publishing. https://www.elsevier.com/books/handbook-of-alkali-activated-cements-mortars-and-concretes/pacheco-torgal/978-1-78242-276-1

Pacheco-Torgal, F.; Jalali, S.; Labrincha, J. A.; John, V. M. (2013). Eco-Efficient Concrete. Cambridge. Woodhead Publishing Limited. https://www.elsevier.com/books/eco-efficient-concrete/pacheco-torgal/978-0-85709-424-7.

Palomo, A., Krivenko, P., Kavalerova, E., y Maltseva, O. (2018). A review on alkaline activation: New analytical perspectives. Materiales de Construcción, 64 (315), 1–23.

Pandurangan, K.; Thennavan, M.; Muthadhi, A. (2018). Studies on effect of source of flyash on the bond strength of geopolymer concrete. Materials Today: Proceedings, 5(5), 12725–12733. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.02.256

Provis, J. L. (2017). Alkali-activated materials. Cement and Concrete Research. 114 (2), 40–48. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.02.009

Provis, J. L.; Van Deventer, J. S. (2009). Geopolymers: Structures, processing, properties and industrial applications. Australia, Woodhead Publishing. https://www.elsevier.com/books/geopolymers/provis/978-1-84569-449-4.

Ramujee, K.; Potharaju, M. (2017). Mechanical Properties of Geopolymer Concrete Composites. Materials Today: Proceedings, 4 (2), 2937–2945. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.02.175

Rend, M.; Fern, B. A.; Mart, M.; Andr, M.; José, T. A.; (2015). Desarrollo de nuevos cementos: “Cementos alcalinos y cementos híbridos”, México, Instituto Mexicano del Transporte, 73 p.

Rivera, G. (2013). Dosificación de mezclas de concreto. Concreto simple. Colombia, pp. 169-197. Universidad del Cauca. https://www.academia.edu/13569512/CONCRETO_SIMPLE

Solismaa, S.; Ismailov, A.; Karhu, M.; Sreenivasan, H.; Lehtonen, M.; Kinnunen, P.; Illikainen, M.;

Räisänen, M. L. (2018). Valorization of Finnish mining tailings for use in the ceramics industry. Bulletin of the Geological Society of Finland, 90 (1), 33–54. https://doi.org/10.17741/bgsf/90.1.002

Spin S.A. (2018). Especificaciones y certificado de calidad Flocsil, Colombia, Centro de investigación Spin S.A, 1 p.

Wei, B., Zhang, Y., y Bao, S. (2017). Preparation of geopolymers from vanadium tailings by mechanical activation. Construction and Building Materials, 145, 236–242. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.03.234

Wills, B. A.; Finch, J. A. (2016). Wills’ Mineral Processing Technology. Oxford, Butterworth-Heinemann. https://www.elsevier.com/books/wills-mineral-processing-technology/wills/978-0-08-097053-0