Diseño de una planta piloto para la producción de crisoles semirefractarios a partir de desechos refractarios industriales y arcillas ecuatorianas

Abstract

Resumen .- El presente proyecto tiene como objetivo diseñar una planta piloto para la producción de crisoles semirefractarios a partir de desechos refractarios industriales y arcillas ecuatorianas. Se realizó una caracterización física, química y mineralógica de los materiales, sobre esta base se formularon pastas semirefractarias obtenidas con agua y solución carboximetilcelulosa al 1 %, se evaluaron: plasticidad, contracción lineal, pérdida de peso, porosidad, absorción y densidad aparente en función de varios ciclos de cocción. La pasta seleccionada está formada por 25 % de desechos refractarios, 20 % de arcilla magra y 55 % de caolín, con una humedad de 24 %. Los crisoles son obtenidos mediante moldeado, quemados a 1 150 °C, presentan absorción aparente de 19,6 %. El coeficiente de conductividad térmica del material es de 0,376 W/°C.m y presenta un buen grado de resistencia al choque térmico y escorias. Se definió el diagrama de flujo y se determinó la prefactibilidad económica para la implementación para una planta de 1 500 kg/mes de crisoles que requiere una inversión de USD 98 289. Se obtuvieron una Tasa Interna de Retorno (TIR) de 67 % y Valor Actual Neto (VAN) de USD 587 860 por lo que se concluye que el proyecto es rentable. Abstract .- This project aims to design a pilot plant to produce semirefractarios crucibles from refractory waste and ecuadorian clays. Physical, chemical and mineralogical characterization were made to the materials on this basis was performed semirefractarias pulp made with water and binder solution (1% carboxymethylcellulose), these were evaluated: plasticity, linear shrinkage, weight loss, porosity, absorption and bulk density in function of several burning cycles. The best pulp selected for the production of crucibles consisting of 25 % of refractory waste, 20 % of meagre clay and 55 % of kaolin, with a humidity of 24 %. The crucibles of 230 cm3 are obtained by molding, and burned at 1 150 ° C which have a 19,6 % of apparent absorption. The thermal conductivity of the material is 0,376 W/°C m and presents a good degree of thermal shock resistance and slag. Finally, the pilot plant flowchart was defined and the economic feasibility for implementation of a plant of 1 500 kg/month of semirefractarios crucibles was determined, which requires an investment of USD 98 289. Internal Rate of Return (IRR) was 67 % and Net Present Value (NPV) was USD 587 860 so we conclude that the project is profitable.