Desarrollo de morteros de bajo impacto ambiental a partir de residuos sílico-aluminosos activados alcalinamente del sector minero

Abstract

Resumen: Debido a los problemas ambientales relacionados con la generación de residuos del sector minero, la economía circular se presenta como una solución, utilizando estos residuos como materia prima para la fabricación de materiales de construcción. En esta investigación se generaron morteros a partir de residuos mineros activados alcalinamente. Se estudiaron residuos de minería de carbón (arenosos-RC y arcillosos-RCd) y de minería aurífera de veta (colas de flotación-CF), y fueron activados mediante una mezcla de solución NaOH y Na2SiO3. Se fabricaron morteros utilizando los residuos con granulometría original y con los residuos molidos, para evaluar la influencia del tamaño de partícula. Además, para los residuos molidos, se utilizaron sustituciones parciales por cemento Pórtland. Los morteros se fraguaron a 24 y 80 °C. 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 microscopia 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. La mejor condición encontrada presentó una resistencia a la compresión de 17,7 MPa para 24 °C y 17,8 MPa para 80 °C, con porcentajes de reducción de emisiones y de energía incorporada del 32,85% y 22,73%, respectivamente. Abstract: Due to the environmental problems related to the generation of mine tailings, the circular economy is presented as a solution, using mine tailings as a raw material for the manufacture of construction materials. In this paper, mortars from alkaline-activated mining waste were generated. Coal mining residues (sandy-RC and clayey-RCd) and gold vein mining (flotation tails-CF) were studied, and they were activated by a mixture of NaOH and Na2SiO3 solution. Two types of mortars were analyzed to assess influence of particle size were manufactured, the first by using original granulometry tailing and the second with milled residue. In addition, for the milled residues, partial substitutions for Portland cement were used, and each type of mortar was set at 24 and 80 °C. Crystalline phases in mortars were identified by X-ray diffraction (XRD), and the morphology of the fracture surfaces after the compression test was analyzed with scanning electron microscopy (SEM). The results show that the compressive strength of the specimens produced from milled residue was higher value in comparison with original granulometry specimens. In addition, setting temperature used does not represent the influence on the property evaluated. The best condition found presented a compressive strength of 17.7 MPa for 24 °C and 17.8 MPa for 80 °C, with reduction percentages of emissions and embodied energy of 32.85% and 22.73% respectively.

Keywords

• Mine tailing
• Flotation tails
• Alkaline activation
• Mortars
• Gel N,C-A-S-H