Desarrollo de breas de petróleo para refractarios magnesia-carbono

Abstract

La preparación de materiales refractarios magnesia-carbono requiere habitualmente el uso de breas de alquitrán de hulla como ligante. En los últimos años factores económicos y medioambientales han puesto en entredicho la utilización de estas breas debido a las emisiones tóxicas y cancerígenas que producen durante la preparación y puesta en servicio del refractario. En consecuencia, el cierre de numerosos hornos de coquización ha desencadenado la falta de suministro de la materia prima para la producción de brea dando lugar a nuevas necesidades en el mercado. Por todo ello, a día de hoy, tanto desde la industria como desde el ámbito científico se plantea la búsqueda de nuevos ligantes menos contaminantes y con un suministro garantizado a corto-medio plazo. En este contexto, las breas de petróleo constituyen una alternativa real con un futuro prometedor. En la presente Memoria se plantea la viabilidad del uso de breas de petróleo como ligantes para la preparación de materiales magnesia-carbono. Con vistas a mejorar sus propiedades como ligante, en especial su mojabilidad, en este trabajo se ha dedicado un gran esfuerzo a la modificación de breas de petróleo mediante la adición de agentes tensoactivos y derivados del refino del petróleo. Respecto al ligante tradicional (brea de alquitrán de hulla), las breas de petróleo muestran como rasgos distintivos la ausencia de partículas sólidas de insolubles en quinolina primarios (IQ), mayor carácter alifático, bajo poder ligante y menor toxicidad. La oxidación de las breas de petróleo a bajas temperaturas es la causa principal que impide a estas breas mostrar una buena mojabilidad a la temperatura de mezcla. La modificación de breas de petróleo con pequeños porcentajes de diferentes aditivos ha permitido mejorar su mojabilidad sin alterar sustancialmente sus propiedades fisicoquímicas, así como su comportamiento en pirólisis. Con la brea de petróleo original, brea de petróleo de mojabilidad mejorada y brea de alquitrán de hulla se prepararon materiales refractarios magnesia-carbono a escala de laboratorio. Los materiales se caracterizaron por su densidad geométrica y porosidad abierta al agua y se evaluaron sus propiedades mecánicas y químicas, tras distintos tratamientos térmicos. El estudio puso de manifiesto la viabilidad del empleo de las breas de petróleo como ligante en la preparación de estos materiales, que mostraron características y propiedades similares o ligeramente mejores que las de los refractarios preparados con brea de alquitrán de hulla.