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'-' - 4 . -- ,- - -. ' ... "5%'ç¯.¯., '" t ,Zi 31X%1%X±=7?ÎFS '? %I1*É"é3 ' ' '
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Ta. Stésenée invention cooe<'rae as procédé d'agg.1omératioq de finea de jadmera-is et/ou de concentrés ur&1ques au moyen de silicate de >-4tal si- éùn, en vue d'obtenir lë mioepsi ou .e oseentr à ¯i"état de belettes, de br1quettes on. toute autre force':d'agg1omé:ré.
On sait que 1'élbac'atlan de certains métaux à partir de leur;s minerais ou de concentrés de ces minerais eacige on est :favor:1sée par une omérat:1on..
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par exemple sous forme -de boulettes ou de briquettes. Ceci est le cas, par
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exemple, des fines de minerais ou de concentrés de fer u" il est avantageux
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d'agglomérer avant introduction dans le haut fourneau, des concentrés de cui- vre avant traitement dans le four water-jacket, des cendres de pyrite avant
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grillage ch:; orura.nt.. etc...
L'agflomémtion est généralement réalisée par addition aux fines ou au
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concentré d'un agent chimique liant tel que le brai, la bentonite.. le chlorure de calcium, le silicate de sodium, etc.., et par une mise en forme dans des appareils adéquats, connus en soi, par exemple des presses à briquettes, des
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disques ou des tambours granu3ateurs, etc.. La mise en forme est suivie d'un
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séchage des agglomérés crus, par voie thermique, ce séchage pouvant être sui-
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vi dans certains cas du frittage des constituants par traitement à des tempé-
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ratures plus élevées.
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On a proposé aussi d2agÉloinérer les fines de minerais en utilisant des substances !5aites par elles-mêmes #1.s acquérant cette propriété lorsqu on les utilise à l'état de dispers1or..5 agueuses eolloiàales de telles subs- tances comprennent 't'acide si1.ilque# l'alumine., l'oxyde de t'er... i silicate (Brevet Etats-Unis 1 7)') 839 -au 5.7.1.923... =u nom de P.
ÇVflG)- > ....
Un autra procédé bieti connu est basé sur la formation 3m T5itu d'un e-r- bonate de métal alca.l1no-terreux Jouant le rô2e de l:1ant ; dans ce type +de procédé on ajout-- aux fines de mL"1era.1::> tu alix concentrés un cxyde ou tm hy- droxyde de mitaI .a.lca.l:1no-t.erreux.. une petite quantité d'eau et, eventuelisma't. d'autres substances, puis on met en forne à 1'état de boulettes ou de brlquet, tes et on traite enfin 1.' aggl#:.éré obtenu par de 1. t a.."1hyd:ride carbonique gazc1J:'t (voir notamment le brevetE1:a:ts-Unis 2844 457 da 22..11.195'1-... au nom de BUX3ED I1IJN' COHP.3.
On sait, d'lune 'mm1ère générale... que l'addition de silicate de métal <a.lea- linj à 1'état de solution aqueuse ou de poudre, à un matériau divisa Permet' d'obtenir un effet de prise et d'taggloméra:t1on. par chauffage en par injectica de gaz carbonique. La prise par ehaiefage résulte pr1nc1e.IE>ment. du dépet de 81l1ca:te solide entre les grains du ma:tér1au Par départ de l' eau de dissolutiesi
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(.i,,:.. VAIL-- Solable S:1.lteS - 1952 - evol. 2 - p. 311)..
Dans le cas d'insuf- f''# lé gaz carbonique, la prise peut ître expliquée pay le précipitation , - ,> 1.lièe qui accompagne la. carbooa.ta:t1on de l'oxyde de, s11iclum du silicate ':àt; , ' - et qil assure la cohésion des grains '; ce procède- trouve un large champ d'ap- p4caUon en ftmderie pour l'obtention de moules et de noyaux en sable 2gs-- . mIis:é (voir not.a.I1x#n ' <:rtlc1e de W. SCîSMACBER dans la revue Giesserei,. 1953...
' pà78-M1).
Dans le domaine de la. fébricatlon de atonies et de noyaux en sable agglo- méra pour fcnderîe, fin a aussi proposé d'utiliser le principe de la carbonata-
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tion de silicate de métal alcalin pour l'obtention du liante mais en rempla-
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çant le gaz carbonique par du carbonate de sodium (Brevet Etats-Unis 1 889 007 du 26.2.1931, au nom de .F. WALLACE) ou par du bicarbonate de sodium ou du sesquicarbonate de sodium (Brevet britannique 189$lil 847 du 25.5,18j8, aux noms de J. HfJ1GR:EA"\'ES et A. KXn-SON). Le même principe du remplacement du gaz carbonique par un carbonate et/ou un bicarbonate de métal alcalin pour préci- piter le liant à partir t'ft silicate soluble a également été appliqué pour i'agxomératian de particules d'un natériau réfractaire (Br. Etats-Unis 2 218 242 du 24.4.1937 au nom de CANADIAN RERP%1CJDRIES L'..,.'.
La. demanderesse '; pas canna.issa:t1ce.;o par contre,, ce ce que ce principe ait Jamais été er1visag pour l'aggl#::lérat:ion de fines de minerais et/ou de concentrés, r#.lgré les avantages que cette agglzLa: iW nouvelle doit procurer et malgré le <::>f;S .^.;:â nombre d'agents et {e .4:.iiaW liants qui ont été pro- posas dans ce ùonaine-
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En effets la t3r:=#àeresse a constaté que la.dUe ap;2!1--atlon nouvelle per- met d'obtenir le tï;.E¯ïz'SSEa"aP.PI' des agglocêres crus de minPrais et de concentrés en évitant . ^ a.a de séchage on de i"r:1.tage ou tout. au moins, suivait les cas.; en réduisant la. durée de ces opérations e<;. <1 es i'z.:lt la eorscticm ths*- mique. Par rapport aux procédés :!'aisa'lt i.nte"F"#enir du gaz carbonique.. le o.- cédé permet de simplifier les orrrf...cr.s et 1:'$ .s' = eii..s né::essa:1res.
La. présente ir.vpnt10!1 consiste donc en ara pro ±dé d',g3or a.t3,cz de fi- nes de minerais et/ou de concentrés minx,:..;vs faisant iaterveair un si- lichte de métal A1.calin... caractérisé en ce z2 logent 1:i.ant utilisé pour 1'ag- gionération st constitue par un #éle...'1ge comprenan.t "1 3ete de métal a3csa- lin et un durcisseur choisi parmi les ceoTm, les bicarbonates et les ses- qulcar1xnates de taëtaux alcalins ou les mé1a:1$ de L4et= eu plusieurs de ces
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produits.
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On utilise de préférence des sillcates aù 1e::: ::s3ats de sodium, bien que les sels des autres métaux alcalins puissent :3ets.e.nt convenir.
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Les silicates de métaux alcalins utilisables sont eaux dont le module
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Si24 (Me - taétal alcalin) est compris entre 2 et 4. Ils peuvent être mia en oeuvre à l'état de solution aqueuse ou de poudre, dans des proportions pou vant varier entre 0,05 et 10 % de silicate sec par rapport au poids de minerai et/ou de concentre à traiter. Les carbonates et/ou bicarbonates de métaux al- calins durcisseur* sont, eux aussi, mis en oeuvre dans des proportions pouvant aller de 0,05 à 10 % de produit par rapport au poids de minerai et/ou de con- centre.
La présence d'un petite quantité d'eau est naturellement indispensa- ble elle peut provenir de l'humidité du minerai, de la solution de silicate et/ou d'une addition d'eau telle quelle ou d'une solution.
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Dans l'exécution de l'agglotaération des fines de minerais ou de concentrés suivant l'invention, on ajoute le silicate et le carbonate durcisseur aux pro duits divisés à traiter, puis on met le mélange en forme par tout procédé d'aggomération connu. Sans limiter pour autant la portée de l'invention. on peut
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notument mentionner les presses à briquettes et les disques ou tambours de granulation. On obtient une prise acettiérée à température ani>1ante.
Si le Binerai Nt peut être mis en forme 3diatemert apréa l'addiUon du silicate de r4til alcalln et du durcisseur, il convient de ne pas choisir un carbonate corine durcisseur, rais plutôt du bic&rbonate du sesquicarbonate oea un n4iané; de carbonate et de bicarbonate de ::!'3tAl alcalin. La vitesse de prise décroît dans 1'ordrd 'ù1va.nt. lequel les durcisseurs sont cités ci-avant.
La vitesse de prise du I.I:Iéla.ngc est -éealer.J!'!:1t influencée par le module Si(#,ie0 du ellleate, le teneur en eau t-,>t-ale-du lange et le rapport eau totale/silicate sec. Il est dès lors possible d'ajuster la vitesse de prise du liant en faisant varier ces divers facteurs.
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Les exemples donnés ci-après ont pour but d'illustrer l' 1r.vention" sans toutefois en liiter la portée. la prise de:1 divers mélanges essayés a été évaluée par la mesure de la résistance à 1'écrasement de briquettes cylindri-
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ques for-.-des à l'aide du fouloir annuel A3'lY..
Exemple 1 On vise à pelletiser un finirai de fer hématie à gangue acide. Les fines
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de broyeur soemisea if l'agglomération cciportent 95 % de grains classés entre les tamis de 0,5 et 0,1 mm d'ouverture de mille. On incorpore au minerai 3,5 % calculés en poids de matières sèches, d'un silicate de sodium de module
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H34%IaQ 2,a en solution, l'humidité du mélange étant ajustée de manière à réaliser un rapport eau totale/silicate sec égal à 2.
Le tout est traité pendant 1,5 sis dans un mélangeur planétaire tcuzroit à 140 tlmln, puis on In- corpore 2 % en poids de carbonate de soudi pulvérulent et on mélange à nou
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veau pendant 1,5 min
Les éprouvettes formées immédiatement après sortie du mélangeur atteignent après 2 h une résistance à l'écrasement de l'ordre de 10 kg/cm2 et après 5 h
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une résistance qui dépasse 20 3Jcj, Conservées à 50C au lieu de 22"C, les éprouvettes atteignent une résistance de 15 kg/cm2 après 2 h et de plus de 100 kg/cm2 après 6 h.
Exemple 2
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On se propose de pelletiser une chalcopyrite à gangue tilico-calelque se présentant à l'état de fines de broyeur classées entre 1 et 0,062 mm On em- ploie un mode opératoire analogue à celui de l'Exemple 1, nais en faisant va-
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l'1er: a) le module Sl .lNa20 du silicate b) le rapport eau totale/silicate de sodium c) la nature du. durcisseur afin de réaliser des vitesses de prise variées.
Les silicates de sodium sont ajoutés à raison de 3 % et les durcisseurs à raison de 2 %.
Les résultats obtenus sont repris au tableau ci-après:
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. ¯ ,,. 4 ¯ ;/ ^ rre...,e.1 j . < - .....a. . t' + ) t 4J;"",,, >.>
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,#####,##.--.-..-EK.r.. .""''''''''-:rr...,..,.",.-.......¯.................-.....--......... ....:':1:
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<tb> Module <SEP> SiO/Nao <SEP> Eau <SEP> totale <SEP> Nature <SEP> du <SEP> dur- <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> l'écrasement,
<tb>
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du silicate Silicate sec cisseta- kg4cn9 , après
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<tb> 2 <SEP> h <SEP> 6h <SEP> 24 <SEP> h
<tb>
<tb> 2,1 <SEP> 2,2 <SEP> sesquicar- <SEP> 3,4 <SEP> 5,6 <SEP> 10
<tb>
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2,1 2,6 bonate de 3,7 7,2 14 4 .
2.9 < 0..125 mn 4 8 1614
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<tb> 2,6 <SEP> 2,6 <SEP> idem <SEP> 3,1 <SEP> 4,7 <SEP> 9
<tb>
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2,6 5>8 7,2 10,4
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<tb> 2,6 <SEP> 2,1 <SEP> mélange <SEP> équi- <SEP> 1,6 <SEP> 1,8 <SEP> 2
<tb>
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2 6 213 moléculaire , 514 2,6 z,µ de Na CO et 2,6 2175 de t3' 2,2 3 11,5 Exemple
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On vise à pelletiser une latérite chromi;fè. à gajigne alumine-siliceuse se présentant à l'état de fines de broyeur passant au tamis de 0,16 mm. On emplos le même sodé opératoire qu'aux exemples 1 et 2 en utilisant des addi- tions de 2 % en poids (calculas sur matières sèches) de silicate de sodium de.
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module SlO ''Na20 égal à 2,6 et de 4 % en poids de bicarbonate de sodium.
Le rapport. eau totale/silicate de sodium est gal à
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LI e.x8JI.'Ie'n des éprouvettes obtenues donne une résistance à l'écrasement de
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il kg/cm2 après 2 h et de 39 kg/cm2 après 6 h
L'invention n'est pas limitée aux minerais repris aux exemples ci-dessus mais peut s'appliquer à tous les types de minerais. Elle trouve également son application, quel que soit le type de méthode ou d'appareil de mise en forme utilisé.
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Your. Stésenée invention cooe <'rae as process of agg.1omératioq of finea of jadmera-is and / or ur & 1ques concentrates by means of> -4tal silicate si- éùn, in order to obtain lë mioepsi or .e oseentr to ¯ i "state of weasels, br1quettes or any other force ': agglomé: d.
We know that the élbac'atlan of certain metals from their ores or concentrates of these ores is: favored: 1sée by an omérate: 1on ..
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for example in the form of pellets or briquettes. This is the case, by
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example, fines of ores or concentrates of iron u "it is advantageous
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to agglomerate before introduction into the blast furnace, of the copper concentrates before treatment in the water-jacket furnace, of the pyrite ash before
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toasting ch :; orura.nt .. etc ...
Agflomination is usually achieved by addition to fines or
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concentrate of a chemical binding agent such as pitch, bentonite, calcium chloride, sodium silicate, etc., and by shaping in suitable apparatus, known per se, for example presses to briquettes,
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granulating discs or drums, etc. Shaping is followed by
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drying of the raw agglomerates by thermal means, this drying being able to be followed
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vi in certain cases of the sintering of the constituents by treatment at temperatures
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higher erasures.
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It has also been proposed to remove the mineral fines by using substances that are self-produced # 1.s acquiring this property when used in the state of dispers1or..5 agues. Such substances include 't' si1.ilque acid # alumina., ether oxide ... i silicate (United States Patent 17) ') 839 -at 5.7.1.923 ... = u name of P.
ÇVflG) -> ....
Another well-known bieti process is based on the 3m T5itu formation of an alca.l1no-earth metal e-rbonate playing the role of l: 1ant; in this type + of process we add-- to the fines of mL "1era.1 ::> you alix concentrated a oxide or tm hydroxide of mitaI .a.lca.l: 1no-t.erreux .. a small quantity water and, possibly, other substances, then we put in form in the state of pellets or brlquet, and we finally treat 1. ' aggl # :. éré obtained by 1. t a .. "1hyd: carbonic ride gasc1J: 't (see in particular the patent E1: a: ts-United 2844 457 da 22..11.195'1 -... in the name of BUX3ED I1IJN 'COHP.3.
It is generally known that the addition of metal silicate in the state of aqueous solution or powder, to a divided material allows to obtain a setting effect. and agglomera: t1on. by heating in by injectica of carbon dioxide. The setting by deepening results pr1nc1e.IE> ment. of the deposit of 81l1ca: the solid between the grains of the ma: ter1au By departure of the water of dissolutiesi
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(.i ,,: .. VAIL-- Solable S: 1.lteS - 1952 - evol. 2 - p. 311) ..
In the case of insufficient carbon dioxide, the uptake can be explained by the precipitation, -,> 1.lièe which accompanies the. carbooa.ta: t1on of silicon oxide, silicate: αt; , '- and qil ensures the cohesion of the grains'; this process finds a wide field of application in ftmderie for obtaining molds and cores in 2gs-- sand. mIis: é (see not.a.I1x # n '<: rtlc1e by W. SCîSMACBER in the review Giesserei ,. 1953 ...
'pà78-M1).
In the field of. fébricatlon of atonies and cores in sand agglomerated for fcnderîe, end also proposed to use the principle of carbonata-
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tion of alkali metal silicate for obtaining the binder but replacing
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eant carbon dioxide by sodium carbonate (United States patent 1 889 007 of 26.2.1931, in the name of .F. WALLACE) or by sodium bicarbonate or sodium sesquicarbonate (British patent 189 $ lil 847 of 25.5 , 18j8, in the names of J. HfJ1GR: EA "\ 'ES and A. KXn-SON). The same principle of replacing carbon dioxide by an alkali metal carbonate and / or bicarbonate to precipitate the binder from The soluble silicate has also been applied for the agxomerization of particles of a refractory material (Br. United States 2 218 242 of 24.4.1937 in the name of CANADIAN RERP% 1CJDRIES L '..,.'.
The. Plaintiff '; not canna.issa: t1ce.; o on the other hand, what this principle has never been considered for the aggl # :: lérat: ion of fines of ores and / or concentrates, r # .despite the advantages that this agglzLa: iW new must provide and despite the <::> f; S. ^.;: â number of agents and {e .4: .iiaW binders which have been proposed in this year.
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In effect, the t3r: = # eresse noted that the.dUe ap; 2! 1 - new atlon makes it possible to obtain the ti; .E¯ïz'SSEa "aP.PI 'of the raw agglomerates of mineral and concentrates avoiding. ^ aa of drying or of i "r: 1st stage or all. at least, followed the cases .; by reducing the. duration of these operations e <;. <1 es i'z.: Lt la eorscticm ths * - mique. Compared to the processes:! 'Aisa'lt i.nte "F" #enir of carbon dioxide .. the o.- ceded allows to simplify the orrrf ... cr.s and 1:' $ .s' = eii. .s born :: essa: 1st.
The. Present ir.vpnt10! 1 therefore consists of ara pro ± d ', g3or a.t3, cz of fine minerals and / or minx concentrates,: ..; vs making iatervate a silichte of metal A1.calin ... characterized in that z2 lodge 1: i.ant used for agioneration is constituted by an #el ... '1ge comprising 1 3ete of a3csalin metal and a hardener chosen from ceoTm, bicarbonates and sesqucar1xnates of alkali metals or males: 1 $ of L4 and = had several of these
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products.
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Preferably, sodium sillcates are used, although salts of other alkali metals may be suitable.
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The alkali metal silicates which can be used are waters whose modulus
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Si24 (Me - alkali metal) is between 2 and 4. They can be used in the form of an aqueous solution or of powder, in proportions which can vary between 0.05 and 10% of dry silicate relative to the powder. weight of ore and / or concentrate to be processed. The carbonates and / or bicarbonates of hardener alkali metals * are also used in proportions which may range from 0.05% to 10% of product relative to the weight of ore and / or of concentrate.
The presence of a small quantity of water is of course essential; it can come from the moisture of the ore, from the silicate solution and / or from an addition of water as is or from a solution.
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In carrying out the agglomeration of the fines of ores or concentrates according to the invention, the silicate and the hardening carbonate are added to the divided products to be treated, then the mixture is shaped by any known agomeration process. Without however limiting the scope of the invention. we can
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in particular mention briquette presses and granulation discs or drums. This gives a clear setting at ani> 1ante temperature.
If the Binerai NT can be formed into 3diatemert after the addition of the alkaline r4til silicate and the hardener, it is advisable not to choose a hardening corine carbonate, rather because of the bic & rbonate of the sesquicarbonate where a n4iané; Alkaline 3tAl carbonate and bicarbonate. The setting speed decreases in the order ù1va.nt. which the hardeners are mentioned above.
The setting speed of II: Iéla.ngc is -éealer.J! '!: 1t influenced by the Si modulus (#, ie0 of the ellleate, the water content t -,> t-ale-dulange and the water ratio total / dry silicate It is therefore possible to adjust the setting speed of the binder by varying these various factors.
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The examples given below are intended to illustrate the invention without, however, limiting its scope. The intake of: various mixtures tested was evaluated by measuring the crush resistance of cylindrical briquettes.
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ques for -.- des using the annual gland A3'lY ..
Example 1 The aim is to pelletize an acid-gangue red blood cell iron finish. The fines
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of grinder soemisea if the agglomeration cciport 95% of grains classified between the sieves of 0.5 and 0.1 mm opening of thousand. 3.5%, calculated by weight of dry matter, of a sodium silicate of modulus are incorporated into the ore.
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H34% IaQ 2, a in solution, the humidity of the mixture being adjusted so as to achieve a total water / dry silicate ratio equal to 2.
The whole is treated for 1.5 sis in a tcuzroit planetary mixer at 140 ml, then 2% by weight of powdered sodium carbonate is incorporated and mixed again.
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veal for 1.5 min
The test pieces formed immediately after leaving the mixer reach after 2 h a crushing strength of the order of 10 kg / cm2 and after 5 h
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a resistance which exceeds 20 3Jcj, Kept at 50C instead of 22 "C, the test pieces reach a resistance of 15 kg / cm2 after 2 h and of more than 100 kg / cm2 after 6 h.
Example 2
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It is proposed to pelletize a chalcopyrite with tilico-layer matrix in the state of mill fines classified between 1 and 0.062 mm. A procedure similar to that of Example 1 is employed, but by carrying out
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1st: a) the Sl .lNa20 modulus of the silicate b) the total water / sodium silicate ratio c) the nature of. hardener to achieve varied setting speeds.
The sodium silicates are added at a rate of 3% and the hardeners at a rate of 2%.
The results obtained are shown in the table below:
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. ¯ ,,. 4 ¯; / ^ rre ..., e.1 j. <- ..... a. . t '+) t 4J; "" ,,,>.>
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, #####, ##. -.-..- EK.r ... "" '' '' '' '' -: rr ..., ..,. ", .- .. ..... ¯ .................-..... - ......... ....: ': 1:
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<tb> Module <SEP> SiO / Nao <SEP> Total <SEP> water <SEP> Nature <SEP> of the <SEP> hard- <SEP> Resistance <SEP> to <SEP> crushing,
<tb>
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silicate Dry silicate cisseta- kg4cn9, after
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<tb> 2 <SEP> h <SEP> 6h <SEP> 24 <SEP> h
<tb>
<tb> 2.1 <SEP> 2.2 <SEP> sesquicar- <SEP> 3.4 <SEP> 5.6 <SEP> 10
<tb>
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2.1 2.6 bonate of 3.7 7.2 14 4.
2.9 <0..125 min 4 8 1614
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<tb> 2.6 <SEP> 2.6 <SEP> same <SEP> 3.1 <SEP> 4.7 <SEP> 9
<tb>
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2.6 5> 8 7.2 10.4
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<tb> 2.6 <SEP> 2.1 <SEP> mix <SEP> equi- <SEP> 1.6 <SEP> 1.8 <SEP> 2
<tb>
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2 6 213 molecular, 514 2.6 z, µ of Na CO and 2.6 2175 of t3 '2.2 3 11.5 Example
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We aim to pelletize a laterite chromi; fè. with alumina-siliceous gajigne in the form of mill fines passing through a 0.16 mm sieve. The same operating soda is used as in Examples 1 and 2 using additions of 2% by weight (calculated on dry matter) of sodium silicate.
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SlO '' Na20 modulus equal to 2.6 and 4% by weight of sodium bicarbonate.
The report. total water / sodium silicate is equal to
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LI e.x8JI.'Ie'n of the test pieces obtained gives a crushing resistance of
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he kg / cm2 after 2 h and 39 kg / cm2 after 6 h
The invention is not limited to the ores included in the above examples but can be applied to all types of ores. It also finds its application, regardless of the type of method or fitness device used.