fundentes

YACIMIENTOS MINERALES

Tema 11Tema 11

FUNDENTESFUNDENTES


DefinicioacutenDefinicioacuten

Se llama asiacute a toda sustancia que facilita directa o indirectamente la fusioacuten de otras por efectos quiacutemicos fiacutesicos o combinados


Se conocen con el nombre de fundentes a una amplia gama de productos que se utilizan en los procesos de fusioacuten de los minerales para rebajar el punto de fusioacuten y eliminar parte de la escoria del propio proceso de fusioacuten


Clasificacioacuten

De acuerdo a su uso se pueden reconocer 4 tiposbull a-Metaluacutergicos o escorificantesbull b-Ceraacutemicos o disgregantesbull d-Dispersantes o fluidificantesbull e-Vitrificantes o desoxidantes


Fundentes Metaluacutergicos

Su misioacuten es

Combinarse con la ganga y bajar su punto de fusioacuten para hacer que la escoria se encuentre fluida

Combinarse con las impurezas pasaacutendolas a ganga



Los fundentes maacutes utilizados son Siacutelice caliza o dolomita y fluoritaCalizas y Dolomitas La caliza se emplea como fuente

adicional de CO y como sustancia fundente Se combina con la SiO2 de la ganga para formar silicato de calcio de lt PF

Sin la caliza se formariacutea SiO3Fe perdieacutendose Fe metaacutelico El SiO3Ca y otras impurezas forman una escoria que flota sobre el metal fundido en la parte inferior del horno


Requisitosbull 90 de CO3Ca o gt 85 CO3Ca y Mg

bull Poco flete no mas de 500 ndash 600 km por ferrocarril

bull Poca SiO2 y poca Al2O3 para evitar excesiva formacioacuten de escoria

bull Dolomitalt 25 de siacutelice 1 de alumina

bull Calizalt de 35 de siacutelice 2 de alumina


Cantidad y tipo de fundente a usar Depende de la naturaleza y composicioacuten de la

ganga y de las impurezas ndash Si ganga aacutecida SiO2 rarr fundente baacutesico Al2O3

MgO CaO

ndash Si ganga baacutesica (Calcaacuterea)rarr fundente aacutecido SiO2

ndash Si ganga neutra rarr fundente neutro CrO


Esquema de un alto horno


Requisitos Calizas

bull La caliza se extrae a cielo abierto se chanca los trozos resultantes deben tener un tamantildeo miacutenimo de 9 mm (normas ASTM) y maacuteximo de 40 mm (para que no decrepite)

bull Se acepta hasta un 5 de siacutelice contenido y hasta un 2 de Al2O3 en las calizas magnesianas Si son caacutelcicas hay maacutes tolerancia


Yacimientos CalizaExplotaciones hay en San Juan (Precordillera) Coacuterdoba (Alta gracia)

y Buenos Aires (Sierras Bayas) San Juanbull Estos yacimientos se ubican en la Precordillera Central y Oriental

desde el liacutemite con La Rioja en Gualcamayo y Huaco hasta el liacutemite con Mendoza en la sierra de Pedernal de Los Berros

bull Son calizas muy puras (las impurezas claacutesticas son lt del 5) con

importantes niveles explotables en gran parte de la secuencia Los bancos de 15 a 2 m de potencia en capas sucesivas potentes Las calizas son del tipo criptocristalinas predominantemente grises

bull Las calizas se presentan constituyendo cordones montantildeosos de orientacioacuten Norte - Sur de dimensiones kilomeacutetricas


Cubren 500 Km de afloramientos calcaacutereos en fajas norte sur con un ancho promedio de 4 Km con lo cual se pueden estimar reservas que superan los 1000 Km3 (3 x 10 9 tn) en superficie

Los yacimientos se encuentran en una secuencia sedimentaria del periacuteodo Caacutembrico y Ordoviacutecico originados por la precipitacioacuten quiacutemica y bioquiacutemica de carbonatos de calcio y magnesio en un ambiente de plataforma marina de baja profundidad

Yacimientos Caliza


Fluorita

La fluorita fluidifica el Fe fundido permitiendo la eliminacioacuten de gases (como burbujas) o la flotacioacuten de la escoria

Skarn Papachacra Beleacuten


Fluorita - Requisitos

bull En la industria metaluacutergica se usa el llamado ldquogrado efectivordquo para indicar la calidad

bull GE = F2Ca - ( SiO2 25)

bull Granulometriacutea entre 9 y 40 mm


Requisitos- Fluorita

Los requisitos de calidad son

bull Maacuteximo 10 SiO2 de lo contrario debe ser concentrada a mano por flotacioacuten

bull Grado aacutecido para fabricacioacuten de aacutecido fluorhiacutedrico (maacutes de 98 F2Ca)

bull Grado metaluacutergico (mayor 90 F2Ca)

bull Grado ceraacutemico (mayor 80 F2Ca) Usado en la industria del vidrio


Yacimientos

Se presenta en yacimientos vetiformes sola o acompantildeada por sulfuros baritina calcita y en depoacutesitos tipo skarn

Reservas de fluorita en Argentina Riacuteo Negro estaacute en primer lugar luego Chubut

entre ambas producen el 80 de los recursos nacionales luego Coacuterdoba San Juan Mendoza etc en Catamarca la mina Dal es la principal con reservas de 80000 tn (10000 probadas el resto probable y posible)


Fundentes Ceraacutemicos


Ceraacutemica-Ceraacutemica-PorcelanaPorcelana

- CeraacutemicaCeraacutemica material de naturaleza material de naturaleza inorgaacutenica no metaacutelico que se procesa inorgaacutenica no metaacutelico que se procesa mediante calor en un horno mediante calor en un horno



- PorcelanaPorcelana ceraacutemicas de mejor calidad ceraacutemicas de mejor calidad obtenidas de materias primas seleccionadas obtenidas de materias primas seleccionadas que una vez cocidas presentan menor que una vez cocidas presentan menor porosidad mejores propiedades mecaacutenicas y porosidad mejores propiedades mecaacutenicas y mejor acabado superficial mejor acabado superficial


ComposicioacutenComposicioacuten

- - FeldespatoFeldespato

- Aluacutemina- Aluacutemina

- Siacutelice- Siacutelice

- Caoliacuten- Caoliacuten

- Otros - Otros cristalescristales- - Pigmentos Pigmentos - - FundentesFundentes








- Silicatos alumiacutenicos + Ca- Silicatos alumiacutenicos + Ca++ K K++ NaNa++

- Color gris rosaceo Opaco- Color gris rosaceo Opaco

- Fusioacuten 1300ordmC (Matriz)Fusioacuten 1300ordmC (Matriz)

- Esteacutetica transparenciaEsteacutetica transparencia

- Peores prop mecaacutenicasPeores prop mecaacutenicas








- Dioacutexido de silicio (SiO- Dioacutexido de silicio (SiO22))

- Incoloro Transparente Incoloro Transparente brillantebrillante

- Muy duro (Cristales de cuarzo)Muy duro (Cristales de cuarzo)

- Fusioacuten alta Temperatura Fusioacuten alta Temperatura (Relleno)(Relleno)

- Fenoacutemenos oacutepticosFenoacutemenos oacutepticos








- Oxido de aluminio (Al- Oxido de aluminio (Al22OO33))

- OpacoOpaco

- Menos fraacutegilMenos fraacutegil

- Fusioacuten mas alta que el Fusioacuten mas alta que el feldespatofeldespato

- Menor esteacuteticaMenor esteacutetica








- Arcilla blanca muy fina (China)- Arcilla blanca muy fina (China)

- OpacoOpaco

- Pegajoso al mezclar con HPegajoso al mezclar con H22OO

- Para opacificarPara opacificar








-Leucita mica cristales o Leucita mica cristales o filamentos de Zirconio etcfilamentos de Zirconio etc

- Distintos tamantildeosDistintos tamantildeos

- Distintas temp de fusioacutenDistintas temp de fusioacuten

- Mejoran todas las prop Mejoran todas las prop MecaacutenicasMecaacutenicas







- Otros - Otros cristalescristales- - PigmentosPigmentos - - FundentesFundentes

- Oacutexidos metaacutelicosOacutexidos metaacutelicos

- Gama de coloresGama de colores

- EsteacuteticaEsteacutetica








- Reducen temp de fusioacutenReducen temp de fusioacuten

- Mejoran propiedades Mejoran propiedades mecaacutenicasmecaacutenicas

- Facilitan su manipulacioacuten en el Facilitan su manipulacioacuten en el laboratoriolaboratorio


EstructuraEstructura

- Estructura cristalina

- Estructura amorfa (viacutetrea)

- Estructura compuesta

Enlaces covalentes e ioacutenicos




- Estructura amorfa (vitrea)



Cl Na

Cl

Cl

Cl

Na

Na

NaSi

Si

SiSi














TiposTiposPolvo de Polvo de porcelanaporcelana

Fusioacuten parcialFusioacuten parcial Fusioacuten totalFusioacuten total

Muy Baja TordfMuy Baja Tordf Baja TordfBaja Tordf

SinterizacioacuteSinterizacioacutenn

Alta TordfAlta Tordf


SinterizacioacutenSinterizacioacuten

ceraacutemicaceraacutemicaEstructuraEstructura

ldquoldquocristalizadcristalizadardquoardquo

CalorCalor

++

PresioacutenPresioacuten

Dejar Dejar enfriarenfriar







Sinterizacioacuten Sinterizacioacuten composicioacuten composicioacuten infiltracioacuten infiltracioacuten

vaciacuteovaciacuteo

Est Est ldquoCristalizadardquoldquoCristalizadardquo

CeraacutemicasCeraacutemicas


Sinterizacioacuten Sinterizacioacuten MejoradaMejorada

PorcelanaPorcelana


CompuestaCompuesta

+ Calor+ Calor

++












VitrificacioacutenVitrificacioacuten

Enfriado Enfriado lentolento

Enfriado Enfriado raacutepidoraacutepido


Est CompuestaEst Compuesta

PorcelanaPorcelanass




AmorfaAmorfa

Mucho Mucho CalorCalor

++


FusioacutenFusioacuten

EnfriamEnfriam

RaacutepidoRaacutepido

VidrioVidrio






Enfriado Enfriado raacutepidoraacutepidoSinterizacioacuteSinterizacioacute

nnSinterizacioacuten Sinterizacioacuten composicioacuten composicioacuten infiltracioacuten infiltracioacuten






Desvitrificacioacuten Desvitrificacioacuten Ceramizacioacuten o Ceramizacioacuten o CristalizacioacutenCristalizacioacuten

CeraacutemicasCeraacutemicas PorcelanaPorcelanass

Est Est AmorfaAmorfa

vidriovidrioss


VitroceraacutemicVitroceraacutemicaa

Desvitrificacioacuten Desvitrificacioacuten ceramizacioacuten o ceramizacioacuten o cristalizacioacutencristalizacioacuten


CompuestaCompuesta


++



EnfriamEnfriam

LentoLento


IndustriaIndustriaLaboratorLaboratorioio










vidriovidrioss



Est Est ldquoCristalinardquoldquoCristalinardquo

Est CompuestaEst Compuesta Est Est AmorfaAmorfa

vitroceraacutemicvitroceraacutemicasas


+ Porosidad -

- Prop Mecaacutenicas +


El vidrio es una sustancia inorgaacutenica amorfa (viacutetrea) transparente dura y fraacutegil que se forma gracias a la

fundicioacuten de la siacutelice (Si O2) con la potasa (carbonato de potasio) o sosa (oacutexido de sodio)

Vidrio

Se obtiene por fusioacuten a unos 1500 ordmC


Vitrificantes

Las materias primas utilizadas para la fabricacioacuten del vidrio se dividen en cuatro grupos

vitrificantes fundentes estabilizantes y accesorias

Vitrificantes Las materias vitrificantes son las que tienen la propiedad de pasar de la estructura cristalina a amorfa El punto de cristalizacioacuten de estas materias corresponde a una temperatura en que la viscosidad es muy grande y por lo tanto la movilidad molecular muy pequentildea lo que impide la cristalizacioacutenLa materia vitrificante maacutes comuacuten es la siacutelice introducida en forma de arena que por si sola puede formar vidrio aunque tiene el inconveniente que su punto de fusioacuten es muy elevado (1720degC)


Propiedades del Vidrio1048708 Ventajasndash Quiacutemicamente resistente (durabilidad)ndash No es necesario coberturas internasndash Higieacutenicondash Impermeable a gases y vaporesndash Flexibilidad de formas tamantildeos y coloresndash Re-utilizable 100 reciclablendash Producto visible1048708 Desventajasndash Muy fraacutegilndash Resistencia limitada al shock teacutermicondash Pesondash iquestCosto


Materias fundentes

Las materias fundentes son las que se antildeaden a las vitrificantes para facilitar su fusioacuten y aumentar al mismo tiempo el intervalo de temperatura durante el cual el vidrio puede ser ocupado

Los fundentes maacutes utilizados son el carbonato y el sulfato soacutedico

El vidrio formado por materias vitrificantes y fundentes es faacutecil de atacar por los agentes atmosfeacutericos y en particular por el agua


Materias estabilizantes

bull Las materias estabilizantes se unen a las anteriores para obtener un vidrio maacutes estable y maacutes resistente las maacutes utilizadas son Carbonato Calcico Carbonato de Magnesio Oacutexido de Bario( barita) Oacutexido de aluminio (aluacutemina) Oacutexido de plomo (miacuteneo y litargirio) Oacutexido de cinc y carbonato doble de calcio y magnesio (dolomiacutea)


Materias accesoriasSe subdividen en Afinantes Decolorantes Opalescentes y Colorantes

Sustancias afinantesSon las que a elevadas temperaturas producen desprendimientos gaseosos y

homogenizan la masa Ej Anhiacutedrido arsenioso el antimonio el nitrato soacutedico el nitrato potaacutesico el sulfato soacutedico y

el fluoruro caacutelcico

Sustancias decolorantesLas materias decolorantes tienen como finalidad anular la coloracioacuten maacutes o menos intensa

introducida por el hierro que ha entrado como impureza en las materias

Sustancias opalescentesLas materias opalescentes son las que tienen la propiedad de quedar en suspensioacuten en la

masa de vidrio otorgaacutendole opacidad las maacutes utilizadas son el fluoruro de calcio la criolita y el fluorsilicato soacutedico

Sustancias colorantesLas materias colorantes son las que producen una coloracioacuten especial en el vidrio Su

nuacutemero es incontable


Colores del vidrio

bullVerde Sulfuro ferroso oacutexido croacutemicobullAacutembar Sulfuro de sodiobullAzul Oxido de cobaltobullRojo Oxido cuacuteprico sulfuro de cadmiobullAmarillo Oxido feacuterrico oxido antimonio


Tipos de Vidrio

bull Tipo I- Borosilicato Vidrio que contiene BoroVidrio neutro

bullTipo II- Calizo tratado Vidrio con tratamiento de Dioacutexido de Azufre

Estabilidad quiacutemica debido a su superficie libre de aacutelcali

bull Tipo III- Calizo Maacutes usado en alimentos

bull Tipo IV- No parenteral Se utiliza exclusivamente para los productos inyectables


Diferencias entre el vidrio comuacuten y el Pyrex

bull Vidrio Comuacuten

bull Se caracteriza por bull - Ser amorfo (al romperse su superficie queda despareja e

imperfecta)bull - Ser fraacutegilbull - Poseer siacutelice en mayor cantidadbull - Ser trasparentebull Vidrio Pyrex

bull Se caracteriza porbull - Ser mucho maacutes opaco que el vidrio comuacutenbull - Poseer en su estructura un 30 de boacuterax (compuesto quiacutemico de

foacutermula Na2B4O7 middot 10H2O (tetraborato de sodio decahidratado)bull - Ser mucho maacutes duro y resistente que el vidrio comuacuten


Boratos

bull ulexita o boronatrocalcita B5O9NaCa8H2O

bull borax o tinkal B4O7Na2O

bull kernita o boracita B4O7Na27H2O

bull colemanita B6O11Ca25H2O

bull inyoita similar a la anterior pero con 13 moleacuteculas de agua

bull Hidroboracita B6O11(Mg Ca)2 7


Yacimientos de Boratos

bull Se presentan en estratos o evaporitas continentales Los boratos asociados con evaporitas marinas contienen Mg como la hidroboracita

bull El oacutexido se obtiene a partir de estos compuestos por diversos meacutetodos hidrometaluacutergicos- los usados para boratos alcalinos no sirven para alcalino terreos y viceversa

bull En nuestro paiacutes los depoacutesitos son de dos tiposndash depoacutesitos de evaporitas terciarias continentalesndash evaporitas modernas


Depoacutesitos de Evaporitas Terciarias Continentales

bull Depoacutesitos limosos con bancos yesiacuteferos y de cloruros intercalados El borato aparece como noacutedulos o papas diseminadas en ciertos niveles Generalmente son de ulexita y a veces tinkal

bull En superficie el tinkal se lixivia y desaparece pero la ulexita por ser caacutelcica y casi insoluble resiste formando papas deleznables como ceniza o bien bancos pulverulentos

bull La tectoacutenica de plegamiento en especial si es intensa se presta para formar ambientes diapiroides que pueden aparecer como nuacutecleos de boratos concentrados de alta ley


Evaporitas Modernas

bull Depoacutesitos de cuencas de salinas del tipo salar Son las maacutes claacutesicas y admiten concentracioacuten y explotacioacuten artesanal muy primitiva

bull Se explotan las papas de ulexita que se forman en la zona de transicioacuten entre la playa marginal y la zona de sulfatos y cloruros Las salmueras contienen tinkal que es maacutes soluble pero raramente llega a concentrarse en concreciones como para ser explotado a mano aunque en ocasiones si sucede por ejemplo Salinas Grandes de Salta

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DefinicioacutenDefinicioacuten

Se llama asiacute a toda sustancia que facilita directa o indirectamente la fusioacuten de otras por efectos quiacutemicos fiacutesicos o combinados




Clasificacioacuten




Su misioacuten es

















MgO CaO






Requisitos Calizas













Yacimientos Caliza


Fluorita
















Yacimientos



















































- OpacoOpaco












- OpacoOpaco














































Cl Na

Cl

Cl

Cl

Na

Na

NaSi

Si

SiSi























CalorCalor

++















PorcelanaPorcelana


CompuestaCompuesta

+ Calor+ Calor

++





















AmorfaAmorfa


++



EnfriamEnfriam


VidrioVidrio
















vidriovidrioss





CompuestaCompuesta


++



EnfriamEnfriam

LentoLento












vidriovidrioss







+ Porosidad -





Vidrio



Vitrificantes







Materias fundentes



















Colores del vidrio



Tipos de Vidrio














Boratos


















Evaporitas Modernas



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Clasificacioacuten




Su misioacuten es

















MgO CaO






Requisitos Calizas













Yacimientos Caliza


Fluorita
















Yacimientos



















































- OpacoOpaco












- OpacoOpaco














































Cl Na

Cl

Cl

Cl

Na

Na

NaSi

Si

SiSi























CalorCalor

++















PorcelanaPorcelana


CompuestaCompuesta

+ Calor+ Calor

++





















AmorfaAmorfa


++



EnfriamEnfriam


VidrioVidrio
















vidriovidrioss





CompuestaCompuesta


++



EnfriamEnfriam

LentoLento












vidriovidrioss







+ Porosidad -





Vidrio



Vitrificantes







Materias fundentes



















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Evaporitas Modernas



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Su misioacuten es

















MgO CaO






Requisitos Calizas













Yacimientos Caliza


Fluorita
















Yacimientos



















































- OpacoOpaco












- OpacoOpaco














































Cl Na

Cl

Cl

Cl

Na

Na

NaSi

Si

SiSi























CalorCalor

++















PorcelanaPorcelana


CompuestaCompuesta

+ Calor+ Calor

++





















AmorfaAmorfa


++



EnfriamEnfriam


VidrioVidrio
















vidriovidrioss





CompuestaCompuesta


++



EnfriamEnfriam

LentoLento












vidriovidrioss







+ Porosidad -





Vidrio



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Materias fundentes



















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Evaporitas Modernas



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MgO CaO






Requisitos Calizas













Yacimientos Caliza


Fluorita
















Yacimientos



















































- OpacoOpaco












- OpacoOpaco














































Cl Na

Cl

Cl

Cl

Na

Na

NaSi

Si

SiSi























CalorCalor

++















PorcelanaPorcelana


CompuestaCompuesta

+ Calor+ Calor

++





















AmorfaAmorfa


++



EnfriamEnfriam


VidrioVidrio
















vidriovidrioss





CompuestaCompuesta


++



EnfriamEnfriam

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vidriovidrioss







+ Porosidad -





Vidrio



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Requisitos Calizas













Yacimientos Caliza


Fluorita
















Yacimientos



















































- OpacoOpaco












- OpacoOpaco














































Cl Na

Cl

Cl

Cl

Na

Na

NaSi

Si

SiSi























CalorCalor

++















PorcelanaPorcelana


CompuestaCompuesta

+ Calor+ Calor

++





















AmorfaAmorfa


++



EnfriamEnfriam


VidrioVidrio
















vidriovidrioss





CompuestaCompuesta


++



EnfriamEnfriam

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+ Porosidad -





Vidrio



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Yacimientos Caliza


Fluorita
















Yacimientos



















































- OpacoOpaco












- OpacoOpaco














































Cl Na

Cl

Cl

Cl

Na

Na

NaSi

Si

SiSi























CalorCalor

++















PorcelanaPorcelana


CompuestaCompuesta

+ Calor+ Calor

++





















AmorfaAmorfa


++



EnfriamEnfriam


VidrioVidrio
















vidriovidrioss





CompuestaCompuesta


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EnfriamEnfriam

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vidriovidrioss







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Vidrio



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Fluorita
















Yacimientos



















































- OpacoOpaco












- OpacoOpaco














































Cl Na

Cl

Cl

Cl

Na

Na

NaSi

Si

SiSi























CalorCalor

++















PorcelanaPorcelana


CompuestaCompuesta

+ Calor+ Calor

++





















AmorfaAmorfa


++



EnfriamEnfriam


VidrioVidrio
















vidriovidrioss





CompuestaCompuesta


++



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vidriovidrioss







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Vidrio



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Yacimientos



















































- OpacoOpaco












- OpacoOpaco














































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Cl

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Na

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- OpacoOpaco












- OpacoOpaco














































Cl Na

Cl

Cl

Cl

Na

Na

NaSi

Si

SiSi























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++















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VidrioVidrio
















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EnfriamEnfriam

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- OpacoOpaco














































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Cl

Cl

Cl

Na

Na

NaSi

Si

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CalorCalor

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+ Calor+ Calor

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AmorfaAmorfa


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VidrioVidrio
















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Cl

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Cl

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Na

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Si

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+ Calor+ Calor

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