EP0766652A1 - Dual open porosity monolithic expanded aluminosilicate - Google Patents

Dual open porosity monolithic expanded aluminosilicate

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EP0766652A1
EP0766652A1 EP95923410A EP95923410A EP0766652A1 EP 0766652 A1 EP0766652 A1 EP 0766652A1 EP 95923410 A EP95923410 A EP 95923410A EP 95923410 A EP95923410 A EP 95923410A EP 0766652 A1 EP0766652 A1 EP 0766652A1
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EP
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aluminosilicate
glass
aluminosilicate according
nitride
aluminum
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Withdrawn
Application number
EP95923410A
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Corinne Garnier
John Razafindrakoto
Patrick Verdier
Yves Laurent
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Cernix
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Cernix
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0022—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof obtained by a chemical conversion or reaction other than those relating to the setting or hardening of cement-like material or to the formation of a sol or a gel, e.g. by carbonising or pyrolysing preformed cellular materials based on polymers, organo-metallic or organo-silicon precursors
    • C04B38/0025—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof obtained by a chemical conversion or reaction other than those relating to the setting or hardening of cement-like material or to the formation of a sol or a gel, e.g. by carbonising or pyrolysing preformed cellular materials based on polymers, organo-metallic or organo-silicon precursors starting from inorganic materials only, e.g. metal foam; Lanxide type products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/007—Foam glass, e.g. obtained by incorporating a blowing agent and heating

Abstract

Partially crystallized monolithic expanded aluminosilicate characterized in that its dual open porosity makes it superabsorbent to liquids, especially to water. The expanded material of the invention results from the stages of mixing ground glass with 0.5 - 5 wt % of an aluminium-based nitride; oxidising said nitride with the glass, heating the previously obtained powder for at least 5 hours at a temperature ranging from the Littleton temperature to the glass working temperature, and then cooling and collecting the aluminosilicate. Application as filter and catalyst carrier.

Description

ALUMINOSILICATE MONOLITΗIQJJE EXPANSE A DOUBLE POROSITE OUVERTEALUMINOSILICATE MONOLITΗIQJJE EXPANDED WITH DOUBLE OPEN POROSITY
La présente invention concerne un aluminosilicate expansé monolithique partiellement cristallisé présentant une double porosité ouverte, ainsi que ses applications comme supports poreux. La présente invention a eu pour but de mettre au point un nouveau matériau expansé présentant une bonne capacité d'absorption et de filtration de différents types de liquides tout en possédant une bonne résistance à la compression. Il était d'autre part très important que ce matériau présente une grande inertie chimique, soit léger, ininflammable et résistant à des températures élevées, notamment pour rendre possible son application comme support de catalyseurs.The present invention relates to a partially crystallized expanded monolithic aluminosilicate having a double open porosity, as well as its applications as porous supports. The object of the present invention was to develop a new expanded material having good absorption and filtration capacity for different types of liquids while having good resistance to compression. It was also very important that this material has a high chemical inertness, is light, non-flammable and resistant to high temperatures, in particular to make it possible to apply it as a catalyst support.
L'art antérieur fait référence à des techniques de fabrication de mousses de verre expansé utilisant une méthode d'expansion de verre au moyen de carbonates qui provoquent par élévation de température, un dégagement de CO2. Dans la pratique, de tels matériaux ne donnaient cependant pas entièrement satisfaction, en particulier parce que de telles mousses de verre présentaient une grande sensibilité à l'humidité, attribuée à l'agent d'expansion employé.The prior art refers to techniques for manufacturing expanded glass foams using a glass expansion method by means of carbonates which, by raising the temperature, give off CO2. In practice, however, such materials were not entirely satisfactory, in particular because such glass foams exhibited a high sensitivity to humidity, attributed to the blowing agent employed.
En effet, les carbonates utilisés laissent subsister dans le matériau un résidu d'oxyde métallique qui s'hydrolyse in situ pour donner naissance à des lessives basiques nuisibles à la qualité, à la longévité et à l'inertie chimique du produit. En particulier de tels produits ne sauraient être utilisés en présence d'eau. Mais en tout état de cause ce matériau expansé présentait une porisité fermée. Le brevet français 2 578 828 a par ailleurs proposé un procédé de fabrication d'un aluminosilicate cristallisé expansé constituant un progrès technique important par rapport à la technique antérieure des verres expansés au carbonate. Ce dernier procédé conduit en effet à un matériau qui présente une grande inertie chimique et une bonne résistance à la compression et à la chaleur. Cependant, il s'agit d'un aluminosilicate à pores fermés qui ne possède donc aucun pouvoir d'absorption ou de filtration.In fact, the carbonates used leave a residual metal oxide in the material which hydrolyzes in situ to give rise to basic detergents detrimental to the quality, longevity and chemical inertness of the product. In particular, such products cannot be used in the presence of water. In any event, this expanded material had a closed porosity. French patent 2,578,828 has also proposed a process for the manufacture of an expanded crystallized aluminosilicate constituting a significant technical advance compared to the prior art of expanded carbonate glasses. The latter process in fact leads to a material which has high chemical inertness and good resistance to compression and heat. However, it is a closed pore aluminosilicate which therefore has no absorption or filtration power.
La présente invention concerne un aluminosilicate expansé monolithique partiellement cristallisé, caractérisé en ce qu'il présente une double porosité ouverte lui conférant une forte capacité d'absorption des liquides, en particulier de l'eau, résultant de la mise en oeuvre des étapes suivantes : mélange de verre broyé et de 0,5 % à 5 % en masse d'un nitrure à base d'Aluminium ; oxydation du nitrure par le verre, par chauffage pendant plus de 5 heures de la poudre précédemment obtenue à une température comprise entre la température de Littleton et la température de travail du verre, puis refroidissement et récupération de l'aluminosilicate. Dans le cadre de la présente invention, l'expression "double porosité ouverte" désigne généralement une structure expansée dans laquelle un premier type de pores ouverts de petite taille sont présents dans les parois de pores d'un second type, également ouverts, mais de taille plus importante.The present invention relates to a partially crystallized expanded monolithic aluminosilicate, characterized in that it has an open double porosity giving it a high capacity for absorbing liquids, in particular water, resulting from the implementation of the following steps: mixture of crushed glass and 0.5% to 5% by mass of an aluminum-based nitride; oxidation of the nitride by the glass, by heating for more than 5 hours the powder previously obtained at a temperature between the Littleton temperature and the working temperature of the glass, then cooling and recovery of the aluminosilicate. In the context of the present invention, the expression “double open porosity” generally designates an expanded structure in which a first type of small open pores are present in the walls of pores of a second type, also open, but of larger size.
Selon un mode de réalisation particulier de l'objet de la présente invention, les pores les plus petits présentent un diamètre moyen compris entre 15 et 30 μm et les pores les plus gros un diamètre moyen compris entre 200 et 350 μm. Pareille structure se trouve notamment illustrée par les dessins annexés représentant des vues au microscope électronique à balayage avec un grossissement de 20x pour la figure 1 et de 150x pour la figure 2, cette dernière faisant clairement apparaître la présence de pores de faible dimension dans les parois des pores de plus grande dimension.According to a particular embodiment of the object of the present invention, the smallest pores have an average diameter between 15 and 30 μm and the largest pores an average diameter between 200 and 350 μm. Such a structure is in particular illustrated by the appended drawings representing views with a scanning electron microscope with a magnification of 20 × for FIG. 1 and 150 × for FIG. 2, the latter clearly showing the presence of small pores in the walls. larger pores.
Cette structure expansée particulière est obtenue par une réaction d'oxydation d'un nitrure à base d'aluminium par l'oxygène du verre selon la réaction :This particular expanded structure is obtained by an oxidation reaction of an aluminum-based nitride with the oxygen of the glass according to the reaction:
3 Men+ + nN3- - 3 Me + n/2 N2 dans laquelle n est un entier compris entre 1 et 4 et Men+ est un métal oxydé entrant dans la composition du verre et qui peut être Fe3+, Mn2+,3 Men + + nN3- - 3 Me + n / 2 N2 in which n is an integer between 1 and 4 and Men + is an oxidized metal used in the composition of glass and which can be Fe3 +, Mn 2 +,
Na+ ou K+ qui sont présents dans le verre sous la forme des oxydes Fe2θ3,Na + or K + which are present in the glass in the form of the oxides Fe2θ3,
MnO, Na2θ, K2O. Cette réaction entraîne un dégagement d'azote créant ainsi une porosité ouverte telle que décrite précédemment. Le matériau selon l'invention présente une masse spécifique apparente comprise entre 150 et 500 kg/m.3. La valeur exacte de la masse spécifique obtenue est fonction de la nature du verre de départ utilisé et de la nature et qualité du nitrure à base d'Aluminium ajouté.MnO, Na2θ, K2O. This reaction gives off nitrogen, thus creating an open porosity as described above. The material according to the invention has an apparent specific mass of between 150 and 500 kg / m.3. The exact value of the specific mass obtained depends on the nature of the starting glass used and on the nature and quality of the aluminum nitride added.
Le produit selon l'invention présente en outre une grande résistance aux températures élevées.The product according to the invention also has a large resistance to high temperatures.
La résistance à la compression de ce matériau est comprise entre 6.106 pa et 7,5.106 Pa, pour une masse volumique comprise entre 300 et 400 kg/m3. Le coefficient de dilatation thermique de ce matériau mesuré entreThe compressive strength of this material is between 6,106 pa and 7.5,106 Pa, for a density between 300 and 400 kg / m3. The coefficient of thermal expansion of this material measured between
20° C et 500° C est égal à environ 10.10- 6 βK-l.20 ° C and 500 ° C is equal to approximately 10.10- 6 β Kl.
Le matériau selon l'invention présente une partie cristalline dont l'analyse par diffraction de RX a montré qu'elle se composait essentiellement de : Sj O2 sous forme de α quadratique cristobalite fiche ASTM n° 11 695The material according to the invention has a crystalline part, the analysis of which by X-ray diffraction has shown that it consists essentially of: Sj O2 in the form of α quadratic cristobalite ASTM file n ° 11,695
S} O2 sous forme de coesite fiche ASTM n° 14 654S} O2 in the form of coesite ASTM file n ° 14 654
Ca Sj O3 sous forme de wollastonite fiche ASTM n° 27-88Ca Sj O3 in the form of wollastonite ASTM file n ° 27-88
Le spectre de diffraction aux rayons X présente cependant ainsi un hallo caractéristique de la présence d'une phase vitreuse amorphe.The X-ray diffraction spectrum, however, thus presents a hallo characteristic of the presence of an amorphous glassy phase.
Le produit selon l'invention présente une excellente capacité d'absorption de différents liquides. En particulier, un aluminosilicate de 100 g sec pèsera 275 g une fois mouillé, c'est-à-dire qu'il possède une capacité d'absorption de l'eau d'environ 175 % (p/p). Le produit selon l'invention présente aussi une bonne capacité d'absorption d'autres liquides, comme par exemple des solvants organiques. La capacité d'absorption du cyclohexane est supérieure à 100% (p/p).The product according to the invention has an excellent absorption capacity for different liquids. In particular, a 100 g dry aluminosilicate will weigh 275 g when wetted, that is to say that it has a water absorption capacity of approximately 175% (w / w). The product according to the invention also has good absorption capacity for other liquids, such as for example organic solvents. The absorption capacity of cyclohexane is greater than 100% (w / w).
La structure particulière décrite ci-dessus du matériau selon l'invention, ainsi que ses propriétés physiques, lui confèrent un intérêt dans de nombreux domaines de l'industrie. On peut par exemple l'utiliser comme support poreux, comme support de catalyseur, comme support de produits chimiques que l'on veut faire diffuser lentement dans un milieu, par exemple un engrais dans le sol. Le matériau de l'invention peut aussi être utilisé comme absorbant, par exemple comme rétenteur d'eau permettant, selon les applications, soit de garder sec un sol ou une surface par exemple pour le drainage d'un terrain de golf en cas de pluie, soit au contraire de constituer une réserve d'humidité. On notera que ce genre d'application est possible grâce à la résistance à la compression de ce matériau.The particular structure described above of the material according to the invention, as well as its physical properties, give it interest in many fields of industry. It can for example be used as a porous support, as a catalyst support, as a support for chemicals which it is desired to diffuse slowly into a medium, for example a fertilizer in the soil. The material of the invention can also be used as an absorbent, for example as a water retentor making it possible, depending on the applications, to either keep a soil or a surface dry, for example for the drainage of a golf course in case of rain, or on the contrary to constitute a reserve of humidity. Note that this kind of application is possible thanks to the compressive strength of this material.
Il pourra aussi être utilisé avantageusement comme substitut artificiel de la pierre ponce dans des domaines où la présence d'une porosité régulière serait plus intéressante, par exemple dans le procédé ditIt can also be used advantageously as an artificial substitute for pumice stone in areas where the presence of a regular porosity would be more advantageous, for example in the process
"Stone-Wash" pour assurer le vieillissement et l'assouplissement des tissus comme la toile de "jean"."Stone-Wash" to ensure the aging and softening of fabrics such as the "jean" fabric.
On pourra enfin l'utiliser comme garniture utilisable dans différentes méthodes chromatographiques ou pour la séparation quantitative de mélanges suivant la taille des particules, en particulier pour la séparation des polymères par la méthode de perméation de gel.Finally, it can be used as a filling which can be used in different chromatographic methods or for the quantitative separation of mixtures according to the size of the particles, in particular for the separation of polymers by the gel permeation method.
La bonne capacité d'absorption de l'aluminosilicate selon l'invention peut également être mise à profit, d'une part pour diminuer davantage la dimension des pores les plus petits, et d'autre part pour augmenter la surface spécifique du produit expansé. C'est ainsi que l'absorption de différents liquides, suspensions, émulsions, dispersions et solutions aqueuses ou organiques peut permettre de charger le produit avec différentes substances actives qui, après évaporation du véhicule liquide, laissent subsister des particules solides organiques ou minérales dont la nature est choisie en fonction de l'application particulière à laquelle est destiné le produit.The good absorption capacity of the aluminosilicate according to the invention can also be used, on the one hand to further reduce the size of the smallest pores, and on the other hand to increase the specific surface of the expanded product. Thus, the absorption of different liquids, suspensions, emulsions, dispersions and aqueous or organic solutions can make it possible to charge the product with different active substances which, after evaporation of the liquid vehicle, leave organic or mineral solid particles of which the nature is chosen according to the particular application for which the product is intended.
Lorsque l'aluminosilicate selon l'invention est destiné à servir de support de catalyseur, il peut être intéressant de lui faire absorber une substance minérale, par exemple de l'alumine, afin de modifier la porosité fine du produit par colmatage partiel des seuls pores de plus faible dimension. C'est ainsi que le produit selon l'invention peut être mis à tremper dans une suspension d'alumine finement divisée ou encore dans une solution de nitrate d'aluminium, puis soumis à une opération de chauffage qui va conduire au dépôt d'alumine sur les parois des pores de grande dimension.When the aluminosilicate according to the invention is intended to serve as a catalyst support, it may be advantageous to make it absorb a mineral substance, for example alumina, in order to modify the fine porosity of the product by partial clogging of the pores only. of smaller dimension. Thus the product according to the invention can be put to soak in a finely divided alumina suspension or in a solution of aluminum nitrate, then subjected to a heating operation which will lead to the deposition of alumina on the walls of large pores.
On obtient ainsi un autre mode de réalisation conforme à l'invention, c'est-à-dire un aluminosilicate expansé monolithique partiellement cristallisé, toujours à double porosité ouverte, mais comportant par exemple un premier type de pores de diamètre moyen voisin de 100 A et un second type de pores de diamètre moyen compris entre 200 et 350 μm. Pour ce type de produit on observe de façon concomitante une élévation notable de la surface spécifique.Another embodiment is thus obtained in accordance with the invention, that is to say a partially crystallized monolithic expanded aluminosilicate, always with double open porosity, but comprising for example a first type of pore with an average diameter close to 100 A and a second type of pore with an average diameter of between 200 and 350 μm. For this type of product, a significant increase in the specific surface is concomitantly observed.
De façon avantageuse, le matériau de la présente invention est obtenu en produisant le mélange initial de verre broyé et de nitrure à base d'aluminium par cobroyage de ces deux constituants.Advantageously, the material of the present invention is obtained by producing the initial mixture of ground glass and aluminum-based nitride by co-grinding of these two constituents.
Dans la pratique, on utilisera par exemple un verre industriel, notamment tous types de verres de récupération. Cependant, dans le cadre de la présente invention, il est bien entendu que l'expression "verre broyé" désigne un mélange à base de verre plus ou moins pur, c'est-à-dire un mélange fusible vitrifiable pouvant contenir des impuretés très diverses, par exemple celles rencontrées dans la composition des mâchefers d'incinérateurs d'ordures ménagères.In practice, an industrial glass will be used, for example, all types of recovery glass. However, in the context of the present invention, it is understood that the expression “ground glass” designates a mixture based on more or less pure glass, that is to say a fusible vitrifiable mixture which may contain very impurities. various, for example those encountered in the composition of clinkers of household waste incinerators.
Conformément à la présente invention, ce mélange de verre broyé et de nitrure à base d'aluminium doit être porté à une température comprise entre la température de Littleton et la température de travail du mélange vitrifiable.According to the present invention, this mixture of ground glass and aluminum-based nitride must be brought to a temperature between the Littleton temperature and the working temperature of the batch.
La température de travail du verre correspond à une température où il peut être étiré, c'est-à-dire une température où le verre présente une viscosité d'environ 104 Poises, correspondant par exemple pour un verre de nature silico-sodo-calcique industriel à une température légèrement inférieure à 1000°C.The working temperature of the glass corresponds to a temperature where it can be drawn, that is to say a temperature where the glass has a viscosity of approximately 10 4 Poises, corresponding for example to a glass of soda-lime nature. industrial calcium at a temperature slightly below 1000 ° C.
La température de Littleton du verre, désigne la température à laquelle le verre est susceptible de ramolissement permettant notamment son soufflage, ce qui correspond à une viscosité de l'ordre de 107 à 108 Poises, ce qui est obtenu dans le cas d'un verre silico-sodo-calcique industriel à une température de l'ordre de 750°C.The Littleton temperature of the glass, designates the temperature at which the glass is capable of softening allowing in particular its blowing, which corresponds to a viscosity of the order of 10 7 to 108 Poises, which is obtained in the case of a industrial soda-lime-silica glass at a temperature of the order of 750 ° C.
Pour la détermination précise de ces températures, on se reportera par exemple à l'ouvrage de J. ZARZYCKY intitulé "Les Verres et l'Etat Vitreux", édité chez MASSON. Comme indiqué précédemment, le mélange initial est avantageusement obtenu par cobroyage du verre et du nitrure à base d'aluminium. Le cobroyage favorise une bonne homogénéisation du mélange de particules de verre et de nitrure à base d'aluminium. Le produit fini expansé présente également une meilleure homogénéité, notamment une plus grande régularité dans la distribution des pores dans la masse du produit expansé, tout comme d'ailleurs dans la dimension des deux types de pores. Le nitrure à base d'Aluminium sera de préférence du nitrure d'aluminium (AIN) et son pourcentage massique dans le mélange sera de préférence voisin de 1,75 %.For the precise determination of these temperatures, one will refer for example to the work of J. ZARZYCKY entitled "The Glasses and the Glassy State", published at MASSON. As indicated above, the initial mixture is advantageously obtained by co-grinding of the glass and of the aluminum-based nitride. Co-grinding promotes good homogenization of the mixture of glass particles and aluminum nitride. The expanded expanded product also exhibits better homogeneity, in particular greater regularity in the distribution of pores in the mass of the expanded product, just as, moreover, in the size of the two types of pores. The aluminum nitride will preferably be aluminum nitride (AIN) and its mass percentage in the mixture will preferably be close to 1.75%.
Le cobroyage sera effectué jusqu'à obtenir une granulométrie moyenne inférieure à environ 50 μm.Co-grinding will be carried out until an average particle size of less than about 50 μm is obtained.
En fonction de la nature précise du verre utilisé et donc notamment de sa teneur en diverses impuretés additionnelles, tout comme en fonction du degré d'expansion recherché, il peut être avantageux d'ajouter au mélange de verre et de nitrure à base d'aluminium un oxyde de métal de transition, par exemple Fe?θ3. L'ajout de cet oxyde, qui permet donc de diminuer la viscosité du mélange et de favoriser son expansion, est effectué à raison de 0,2 à 20% en masse, de préférence de 0,5 à 5% en masse.Depending on the precise nature of the glass used and therefore in particular on its content of various additional impurities, as well as on the desired degree of expansion, it may be advantageous to add to the mixture of glass and aluminum nitride a transition metal oxide, for example Fe? θ 3 . The addition of this oxide, which therefore makes it possible to reduce the viscosity of the mixture and to promote its expansion, is carried out at a rate of 0.2 to 20% by mass, preferably from 0.5 to 5% by mass.
A titre indicatif, l'ajout de Fe2θ3 à raison de 2,5% en masse à un mélange de verre industriel silico-sodo-calcique traditionnel et de 1% en masse de nitrure à base d'aluminium, conduit à un aluminosilicate présentant un premier type de pores d'un diamètre moyen de 10 μm à 1 mm et un deuxième type de pores d'un diamètre moyen de 1 à 5 mm.As an indication, the addition of Fe 2 θ 3 in an amount of 2.5% by mass to a mixture of traditional industrial soda-lime-silica glass and 1% by mass of aluminum-based nitride, leads to a aluminosilicate having a first type of pore with an average diameter of 10 μm to 1 mm and a second type of pore with an average diameter of 1 to 5 mm.
D'autres caractéristiques et avantages du produit et du procédé, objets de la présente invention apparaîtront à la lecture de l'exemple de mise en oeuvre suivant donné à simple titre d'illustration. Exemple 1 : Etape 1 : préparation de la poudreOther characteristics and advantages of the product and of the process which are the subject of the present invention will become apparent on reading the following example of implementation given by way of illustration only. Example 1: Step 1: Preparation of the powder
On effectue le cobroyage de 10 kg de verre industriel et de 200 g de nitrure d'aluminium pendant 4 heures dans un broyeur à boulets. Etape 2 : préparation de l'aluminosilicateThe co-grinding of 10 kg of industrial glass and 200 g of aluminum nitride is carried out for 4 hours in a ball mill. Step 2: preparation of the aluminosilicate
350 g de la poudre précédemment obtenue sont chauffés à environ 780°C pendant une durée de l'ordre de 16 heures.350 g of the powder previously obtained are heated to approximately 780 ° C. for a period of the order of 16 hours.
Après refroidissement, on obtient un aluminosilicate de structure expansée à double porosité régulière conforme à celle observée sur les figures 1 et 2 annexées. Exemple 2 : Etape 1 : préparation de la poudreAfter cooling, an aluminosilicate with an expanded structure with regular double porosity is obtained, in accordance with that observed in Figures 1 and 2 attached. Example 2: Step 1: Preparation of the powder
On effectue le cobroyage de 10 kg de verre industriel, de 100 g de niture d'aluminium et de 250 g d'oxyde de fer pendant 4 heures dans un broyeur à boulets. Etape 2 : préparation du matériau expanséThe co-grinding of 10 kg of industrial glass, 100 g of aluminum niture and 250 g of iron oxide is carried out for 4 hours in a ball mill. Step 2: preparation of the expanded material
350 g de la poudre précédemment obtenue sont chauffés à environ 820°C pendant trois heures, puis à 980°C pendant une heure.350 g of the previously obtained powder are heated to approximately 820 ° C for three hours, then to 980 ° C for one hour.
Après refroidissement, on obtient un aluminosilicate de couleur verte présentant une double porosité. Le diamètre des premiers pores varie de 1 à 6 mm et le diamètre des interpores varie de 10 μm à 2 mm environ.After cooling, an aluminosilicate of green color having a double porosity is obtained. The diameter of the first pores varies from 1 to 6 mm and the diameter of the interpores varies from 10 μm to 2 mm approximately.
La masse volumique de ce matériau expansé à porosité ouverte évolue de 250 à 400 kg/m 3 et sa capacité d'absorption, d'eau par exemple, peut atteindre 175 g pour 100 g de matériau. The density of this expanded material with open porosity varies from 250 to 400 kg / m 3 and its absorption capacity, of water for example, can reach 175 g per 100 g of material.

Claims

REVENDICATIONS
1. Aluminosilicate expansé monolithique partiellement cristallisé, caractérisé en ce qu'il présente une double porosité ouverte lui conférant une forte capacité d'absorption des liquides, en particulier de l'eau, résultant de la mise en oeuvre des étapes suivantes : mélange de verre broyé et de 0,5 % à 5 % en masse d'un nitrure à base d'Aluminium ; oxydation du nitrure par le verre, par chauffage pendant plus de 5 heures de la poudre précédemment obtenue à une température comprise entre la température de Littleton et la température de travail du verre, puis refroidissement et récupération de l'aluminosilicate.1. Expanded monolithic partially crystallized aluminosilicate, characterized in that it has an open double porosity giving it a high capacity for absorbing liquids, in particular water, resulting from the implementation of the following steps: mixing of glass ground and from 0.5% to 5% by mass of an aluminum-based nitride; oxidation of the nitride by the glass, by heating for more than 5 hours the powder previously obtained at a temperature between the Littleton temperature and the working temperature of the glass, then cooling and recovery of the aluminosilicate.
2. Aluminosilicate selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange initial est obtenu par cobroyage de verre et du nitrure à base d'aluminium.2. Aluminosilicate according to claim 1, characterized in that the initial mixture is obtained by co-grinding of glass and aluminum-based nitride.
3. Aluminosilicate selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le nitrure à base d'aluminium est du nitrure d'aluminium (AIN).3. Aluminosilicate according to one of claims 1 and 2, characterized in that the aluminum-based nitride is aluminum nitride (AIN).
4. Aluminosilicate selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on ajoute au mélange de verre broyé et de nitrure à base d'aluminium un oxyde de métal de transition, en particulier Fe203, a une proportion de 0,2 à 20% en masse, de préférence de 0,5 à 5% en masse.4. Aluminosilicate according to one of claims 1 to 3, characterized in that a transition metal oxide, in particular Fe 2 0 3 , is added to the mixture of ground glass and nitride based on aluminum. proportion of 0.2 to 20% by mass, preferably 0.5 to 5% by mass.
5. Aluminosilicate selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la quantité de nitrure d'aluminium dans le mélange est d'environ 1,75 % en masse. 5. Aluminosilicate according to one of claims 1 to 4, characterized in that the amount of aluminum nitride in the mixture is about 1.75% by mass.
6. Aluminosilicate selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le cobroyage est effectué jusqu'à obtenir une poudre de granulométrie moyenne inférieure à 50 μm.6. Aluminosilicate according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the co-grinding is carried out until a powder with an average particle size of less than 50 μm is obtained.
7. Aluminosilicate selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la température de chauffage est comprise entre 750° C et 1000° C.7. Aluminosilicate according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the heating temperature is between 750 ° C and 1000 ° C.
8. Aluminosilicate selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que sa partie cristalline se compose essentiellement de :8. Aluminosilicate according to one of claims 1 to 7, characterized in that its crystalline part consists essentially of:
Sj 02 sous forme de α quadratique cristobalite fiche ASTM n° 11 695 Sj 02 sous forme de coesite fiche ASTM n° 14 654Sj 0 2 in the form of a quadratic cristobalite ASTM file n ° 11,695 Sj 0 2 in the form of a co-site ASTM file n ° 14 654
Ca Si O3 sous forme de wollastonite fiche ASTM n° 27-88.Ca Si O 3 in the form of wollastonite ASTM file n ° 27-88.
9. Aluminosilicate selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier type de pores a un diamètre moyen compris entre 15 et 30 μm et le second type de pores un diamètre moyen compris entre 200 et 350 μm. 9. Aluminosilicate according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first type of pore has an average diameter between 15 and 30 microns and the second type of pore an average diameter between 200 and 350 microns.
10. Aluminosilicate selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier type de pores a un diamètre moyen de l'ordre de 100À et le second type de pores un diamètre moyen compris entre 200 et 350 μm.10. Aluminosilicate according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first type of pore has an average diameter of the order of 100A and the second type of pore an average diameter between 200 and 350 microns.
11. Aluminosilicate selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier type de pores a un diamètre moyen de l'ordre de 10μm à 1 mm et le deuxième type de pores a un diamètre moyen de l'ordre de 1 à 5 mm.11. Aluminosilicate according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first type of pore has an average diameter of the order of 10 μm to 1 mm and the second type of pore has an average diameter of the order of 1 to 5 mm.
12. Aluminosilicate selon l'une quelconque des revendications 1 à12. Aluminosilicate according to any one of claims 1 to
11 , caractérisé en ce qu'il présente une masse spécifique de 150 à 500 kg/m3. 11, characterized in that it has a specific mass of 150 to 500 kg / m3.
13. Aluminosilicate selon l'une quelconque des revendications 1 à13. Aluminosilicate according to any one of claims 1 to
12, caractérisé en ce qu'il peut absorber une quantité d'eau d'environ 175% (p/p) par rapport au poids d'aluminosilicate sec.12, characterized in that it can absorb an amount of water of approximately 175% (w / w) relative to the weight of dry aluminosilicate.
14. Aluminosilicate selon l'une quelconque des revendications 1 à14. Aluminosilicate according to any one of claims 1 to
13, caractérisé en ce qu'il présente un coefficient de dilatation thermique d'environ 10.10" 6 βK-ι.13, characterized in that it has a coefficient of thermal expansion of approximately 10.10 "6 β K-ι.
15. Aluminosilicate selon l'une quelconque des revendications 1 à15. Aluminosilicate according to any one of claims 1 to
14, caractérisé en ce qu'il présente une résistance à la compression comprise entre 6.106 Pa et 7,5.106 Pa, pour une masse volumique comprise entre 300 et 400 kg/m3. 14, characterized in that it has a compressive strength between 6.10 6 Pa and 7.5.10 6 Pa, for a density between 300 and 400 kg / m3.
16. Application de l'aluminosilicate selon les revendications 1 à 15, comme support poreux, filtre ou absorbant. 16. Application of the aluminosilicate according to claims 1 to 15, as a porous support, filter or absorbent.
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