ES2227428T3 - Procedimiento e instalacion para el tratamiento de deshidroxilacion de silicato de aluminio. - Google Patents

Procedimiento e instalacion para el tratamiento de deshidroxilacion de silicato de aluminio.

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ES2227428T3 ES02703663T ES02703663T ES2227428T3 ES 2227428 T3 ES2227428 T3 ES 2227428T3 ES 02703663 T ES02703663 T ES 02703663T ES 02703663 T ES02703663 T ES 02703663T ES 2227428 T3 ES2227428 T3 ES 2227428T3
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Abstract

Procedimiento de tratamiento de deshidroxilación de silicato de aluminio, en el que se someten partículas que contienen el silicato de aluminio a una temperatura de, al menos 500ºC, caracterizado porque las partículas están en forma de un polvo seco y porque se transporta el polvo seco (26) en una corriente de gas (30) a una temperatura de 600 a 850ºC durante un tiempo suficiente para alcanzar el grado de deshidroxilación deseado.

Description

Procedimiento e instalación para el tratamiento de deshidroxilación de silicato de aluminio.
La presente invención se refiere al tratamiento de partículas minerales. Se refiere más particularmente a un procedimiento de tratamiento de deshidroxilación de silicato de aluminio, que puede estar contenido especialmente en arcillas, para conferirle o aumentarle su reactividad en calidad de aditivo o de adición (con carácter puzolánico) en matrices de cemento, hormigón o otro.
Es conocido añadir silicato de aluminio, en forma de metacaolín, en composiciones de cemento, mortero u hormigón, en calidad de aditivo susceptible de reaccionar con la cal liberada por la hidratación del cemento, en particular de cementos reforzados con fibras de vidrio, en los que la cal liberada durante el envejecimiento del cemento, tiene un efecto nefasto sobre las propiedades de refuerzo.
Este silicato de aluminio en forma reactiva se puede obtener mediante un tratamiento de calcinación térmico de caolín o de caolinita, generalmente a partir de un material de partida arcilloso. La reacción endotérmica de deshidroxilación es la siguiente:
Al_{2}O_{3}.2 SiO_{2}.2 H_{2}O \rightarrow Al_{2}O_{3}.2 H_{2}O + 2 H_{2}O (\approx -418 Julios/gramo)
Esta reacción tiene lugar a una temperatura de aproximadamente 500 a 650ºC según sea el origen de la arcilla de partida.
La aplicación industrial de este tratamiento debe responder a dos imperativos: tratar la materia arcillosa a fondo para asegurar la transformación de todo el caolín en metacaolín, sin que la temperatura de la materia tratada alcance la temperatura de degradación del metacaolín, que se puede transformar (por causa de una reacción exotérmica), a aproximadamente 900ºC, en una forma cristalizada no reactiva, tal como la mulita o la cristobalita.
De acuerdo con una técnica industrial conocida, la arcilla en forma de bolitas se trata en un horno de bandejas, en el que cada piso calentado por mecheros a una temperatura dada, comprende una bandeja sobre la que se deposita un espesor sustancial de arcilla, y brazos rascadores que garantizan la exposición de la arcilla durante la duración de tiempo deseada, a la temperatura del piso y que dirigen la materia tratada en una bandeja hacia la bandeja siguiente. Típicamente estas instalaciones imponen un gradiente de temperatura creciente en el sentido de circulación de la arcilla, del orden de 500 a 750ºC a nivel de las bandejas. Para alcanzar estas temperaturas, los mecheros calientan, a veces localmente, a temperaturas muy superiores, y los órganos del horno, especialmente paredes y brazos, sometidos a fuertes solicitaciones, se deben fabricar con materiales refractarios que tengan una buena resistencia térmica y/o deben estar provistos con un sistema de refrigeración. Por otro lado, el tiempo de estancia de las materias en el horno es muy largo e implica un consumo de energía muy importante, y por último las finas partículas producidas por frotamiento de las bolitas son conducidas por el gas de cocción, que necesita, por este hecho, un tratamiento de desempolvamiento de los humos.
De acuerdo con otra técnica conocida, denominada "calcinación instantánea", partículas de arcilla se someten a gradientes de temperatura considerables, con el fin de alcanzar casi-instantáneamente la temperatura de tratamiento. En la práctica, las partículas de arcilla se sitúan en un ambiente cuya temperatura puede alcanzar 900 a 1.000ºC, e incluso más, durante un tiempo muy breve, de manera que los cambios térmicos llevan la partícula a la temperatura deseada del orden de 500-600ºC. De acuerdo con ciertos tipos de realización, el horno de calcinación comprende un recinto en el que está instalado un mechero que produce la temperatura deseada. Este tipo de horno presente el peligro de que algunas partículas se pongan en contacto con la llama del mechero y sobrepasen la temperatura de tratamiento deseada. Otro tipo de horno de calcinación instantánea, descrito especialmente en el documento US-A-6.139.313, comprende una cámara de tratamiento por una corriente gaseosa toroidal, en la que un plasma de muy alta temperatura se forma por inyección de combustible en una corriente de gas caliente creada aguas arriba de la cámara de tratamiento. Los órganos críticos del horno están sometidos también aquí a temperaturas muy altas, lo que exige dispositivos de refrigeración complicados.
La presente invención pretende proporcionar un procedimiento de tratamiento mejorado por calcinación, que garantice un rendimiento de transformación satisfactorio, sin necesitar una instalación complicada ni materiales caros.
Este objetivo ha sido alcanzado de acuerdo con la invención por un procedimiento de tratamiento de deshidroxilación de silicato de aluminio, en el que las partículas que contienen el silicato de aluminio se someten a una temperatura de, al menos 500ºC, caracterizado porque las partículas están en forma de polvo seco y que se transporta el polvo seco en una corriente de gas a una temperatura de 600 a 850ºC, durante un tiempo suficiente para alcanzar el grado de deshidroxilación deseado.
La invención ha revelado que el material que contiene el silicato de aluminio, cuando está dividido en forma pulverulenta, reacciona de manera sorprendentemente rápida en el gas de transporte cuya temperatura, sin embargo, es muy inferior a las temperaturas usuales de un tratamiento de calcinación "instantánea", de manera que la invención proporciona un tratamiento térmico de deshidroxilación de aplicación poco cara, tanto en cuanto a la energía requerida como a los materiales que sirven para realizar los dispositivos de tratamiento.
Para fijar las ideas, el polvo seco tiene generalmente una granulometría inferior o igual a 100 \mum, es decir, que todas las partículas que lo componen tienen un tamaño caracterizado por dimensiones (diámetro o diámetro aparente) inferiores o iguales a 100 \mum. Preferentemente, está compuesto de partículas de dimensiones inferiores o iguales a 80 \mum. Comprende ventajosamente al menos 60%, en peso de partículas de dimensión inferior a 20 \mum y preferentemente una cantidad pequeña (por ejemplo, inferior o igual a 5%) de partículas de dimensiones superiores a 40 \mum (95% < 40 \mum).
De manera ventajosa, el polvo se forma a partir de una pasta de base hidratada, que comprende silicato de aluminio, de la manera siguiente: se reduce la pasta de base a fragmentos y se desaglomeran los fragmentos de pasta de base, por acción mecánica en presencia de un gas caliente a una temperatura del orden de 500ºC a 800ºC.
De acuerdo con la invención, ha aparecido de manera inesperada igualmente, que una simple operación mecánica de molienda, malaxado, amasado, o similar, llevado a cabo en presencia de un gas caliente a temperatura superior o igual a 500ºC, que se consideraría usualmente para secar un material hidratado, permite no solamente evaporar el agua de hidratación de la pasta de base, sino, además, cebar la separación del agua que forma parte del silicato de aluminio, formando metacaolín. Esta operación se consigue transportando los productos pulverulentos por gas caliente cuya temperatura (500 a 850ºC) se define precisamente con el fin de, por un lado, permitir un adelanto suficiente de la reacción (temperatura y tiempo de transporte) y, por otra parte, no formar productos cristalizados estables en presencia de cal (límite superior de la temperatura).
La acción mecánica prevista de acuerdo con la invención es, preferentemente, una acción de separar las partículas que constituyen la materia mineral de la pasta de base para conferir al material seco su reparto granulométrico "natural". Es por esto por lo que se emplea en la presente memoria descriptiva la expresión desaglomeración. Por lo mismo, la expresión trituración, cuando se usa en la presente memoria descriptiva, comprende todo tipo de acción "suave", especialmente del tipo de frotamiento, y no está limitada a una operación con el fin de reducir la granulometría de un material rompiendo sus partículas constitutivas.
La temperatura del gas caliente utilizado en la etapa de desaglomeración se elige inferior a 800ºC para evitar la posterior transformación del metacaolín en una forma no reactiva, pero se la desea lo más alta posible para un secado rápido de la pasta de base hidratada. La temperatura se puede elegir, dentro del intervalo, en función del contenido de agua y de las características propias de la materia prima, ligados a su composición y, por tanto, al yacimiento o a la fuente utilizada. La temperatura precisa de trasformación de un caolín en metacaolín se puede determinar sometiendo la materia prima a un análisis térmico diferencial (ATD), estando el pico de transformación en metacaolín situado generalmente entre 500 y 550 ó 600ºC. Se puede elegir ventajosamente la temperatura del gas caliente del orden de 600 a 750ºC, y especialmente de 650 a 700ºC. Se trata de la temperatura del gas después de la mezcla e introducción de las partículas arcillosas. Es, por tanto, interesante que la alimentación de gas caliente se realice a la temperatura más próxima a la temperatura de transformación, debiendo esta temperatura, sin embargo, ser la más elevada posible (850-900ºC), siendo inferior al umbral correspondiente a la reacción de transformación en mulita.
Las condiciones de la etapa de desaglomeración de acuerdo con la invención permiten una eliminación sustancial del agua presente en la pasta de base hidratada. Típicamente, a partir de una pasta de base que tiene un contenido de agua inferior a 30% en peso, especialmente del orden de 15 a 30% en peso, el polvo seco desaglomerado tiene, generalmente, un contenido residual de agua del orden de 0 a 1%, en peso.
Ventajosamente, se realiza la desaglomeración forzando los fragmentos de pasta y al gas caliente entre dos órganos de trituración. Se produce, así, una superficie de contacto máxima entre la pasta y el gas caliente que favorece el intercambio de calor y permite un secado casi instantáneo.
Gracias a estas condiciones de secado, el material de la pasta de base se reduce a polvo con las dimensiones de sus partículas constitutivas. En general, el polvo seco tiene una granulometría inferior o igual a 100 \mum , y preferentemente inferior a 80 \mum. Comprende ventajosamente al menos 60%, en peso de partículas de dimensión inferior a 20 \mum y una cantidad pequeña (por ejemplo, inferior o igual a 5%) de partículas de dimensiones superiores a 40 \mum
Según sea la materia prima utilizada, especialmente cuando se trata de una materia natural tal como la arcilla, la etapa de desaglomeración puede ir seguida de una etapa de separación de partículas gruesas, especialmente mediante un ciclón, tales como arena, a la salida de la cual se recupera el polvo seco que será objeto del tratamiento térmico.
Según sea la materia prima utilizada, se puede obtener un polvo seco que contiene silicato de aluminio que puede estar deshidroxilado parcialmente por la operación de trituración-secado. El grado de deshidroxilación se puede valorar por la reactividad en el ensayo "Chapelle", que consiste en evaluar la cantidad de CaO potencialmente consumible por la materia mineral, definiendo esto el puzolanato de la adición mineral. En este ensayo, descrito por R, Largent en el Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées nº 93, janvier-février 1978, pp. 63-64, se pone en contacto durante 16 horas en las proximidades del punto de ebullición, la materia mineral y cal en suspensión en agua. Después de enfriamiento se determina la cal que no ha reaccionado. El resultado se expresa en g por 1 g de materia mineral.
Para alcanzar un grado de deshidroxilación elevado con una reactividad en el ensayo Chapelle de, al menos aproximadamente 0,7 a 0,8, la invención prevé una etapa de tratamiento térmico transportando el polvo seco en una corriente de gas caliente a una temperatura de 600 a 850ºC, durante un tiempo suficiente para alcanzar el grado de deshidroxilación deseado, sin que la temperatura de la partícula alcance la zona de transformación mineral en mulita.
El análisis de las curvas proporcionadas por el ATD permite identificar y cuantificar exactamente tanto las temperaturas de reacción (determinación de las temperaturas mínima y máxima) como la cinética de transformación del caolín en metacaolín, que se utiliza para determinar, de acuerdo con la invención, el par temperatura-tiempo de transporte del caolín en forma de polvo. La temperatura del gas caliente determina (utilizando los resultados de ATD) el tiempo de transporte (contacto entre el gas y el polvo) necesario para transformar el caolín en metacaolín. Así, para un caolín estudiado, el tiempo de transporte necesario para alcanzar 80% de deshidroxilación es de 13 segundos para una temperatura de 600ºC, mientras que se reduce ventajosamente a 0,1 segundo para gases a aproximadamente 800ºC. Es notable que las condiciones de tratamiento térmico de las partículas elementales de caolín situadas en un flujo diluido son sensiblemente diferentes de las que se realizan en los aparatos de medida de tipo ATD/ATG en los que la muestra se pone en paquete pequeño. Esta disposición geométrica reduce la velocidad de los cambios térmicos y, desde luego, esta cinética se modifica igualmente por la presencia de una humedad relativa más importante en los crisoles del aparato que la predominante en el flujo diluido.
El polvo que se debe someter al tratamiento en caliente se puede tratar directamente después de la desaglomeración, si ésta se efectúa sobre el sitio del tratamiento térmico, o bien después de una etapa intermedia de almacenamiento en el sitio o en una instalación separada de preparación del polvo.
En el primer caso, se puede recuperar el polvo con la corriente de gas caliente a la salida de la desaglomeración para transportar el polvo a continuación del tratamiento en caliente, con un aporte eventual de calor suplementario, en forma de una corriente de gas caliente accesorio o de otros medios de calentamiento para llevar el gas a una temperatura de 600 a 850ºC.
En el segundo caso, el polvo se introduce en una segunda corriente de gas caliente a una temperatura de 600 a 850ºC.
En una u otra variante, se puede controlar ventajosamente la temperatura del gas caliente durante el transporte del polvo seco. El control puede consistir en imponer un gradiente de temperatura al gas y al polvo, o bien al contrario, en mantener constante la temperatura del gas caliente durante el transporte del polvo seco.
Al fin del tratamiento, se puede recuperar el polvo seco deshidroxilado por diversos medios, y especialmente por filtración.
La invención tiene igualmente por objeto una instalación para el tratamiento de deshidroxilación de silicato de aluminio, caracterizada porque comprende un conducto alimentado por una corriente de gas caliente a una temperatura de 600 a 850ºC, medios para introducir en el conducto un polvo seco que comprende el silicato de aluminio y medios para transportar el polvo seco en este conducto.
De acuerdo con otras características:
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la instalación comprende medios para desmenuzar en fragmentos una pasta de base hidratada que comprende el silicato de aluminio, una trituradora-secadora que desaglomera los fragmentos de pasta de base por acción mecánica en presencia de un gas caliente a una temperatura de 500 a 800ºC, medios para recoger un polvo seco aguas abajo de la trituradora-secadora;
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la trituradora-secadora comporta una zona de trituración con órganos de trituración y vías de paso para el gas caliente en dicha zona de trituración;
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los órganos de trituración comprenden, al menos un par de discos paralelos que llevan dedos salientes en sus superficies enfrentadas entre sí y porque las vías de paso para el gas caliente son los espacios entre los dedos de los discos;
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la instalación comprende medios de separación, tales como un ciclón, a la salida de la trituradora-secadora;
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la instalación comprende medios de almacenamiento intermedio entre la trituradora-secadora y el conducto;
-
el conducto está alimentado con gas caliente por un mechero, cuya llama está contenida fuera del conducto;
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el conducto está equipado con medios exteriores de calentamiento, tales como resistencias calentadoras y/o un manguito calentador;
-
los medios de calentamiento están constituidos por, al menos una entrada de gas que, por combustión al nivel de una pared de la instalación, permite mantener una temperatura de pared próxima a 800ºC:
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la instalación comprende, aguas abajo, medios de recogida del polvo por filtración.
Otros detalles y características de la invención se deducirán de la descripción detallada que va seguida de un ejemplo de aplicación de la invención, en relación con los dibujos anexos, en los cuales:
- la figura 1 representa un esquema de una instalación de acuerdo con la invención;
- la figura 2 representa una vista esquemática en corte de una trituradora-secadora susceptible de formar parte de la instalación de la figura 1;
- la figura 3 representa, en detalle, los órganos de trituración de la trituradora-secadora de la figura 2.
En este ejemplo, el procedimiento de acuerdo con la invención se aplica al tratamiento de arcilla caolínica, para convertir el sulfato de aluminio en metacaolín.
A este efecto, se puede utilizar la instalación de la figura 1. Se precisa que la representación de la figura 1 es esquemática, que los elementos no están representados a escala, y que no limita en nada la invención, en particular en lo que se refiere a la disposición de los diferentes puestos o la disposición o la orientación de las líneas de circulación de las materias.
Esta instalación comprende esencialmente una tolva 1 de almacenamiento de la arcilla, una desmenuzadora 2, una trituradora-secadora 3, eventualmente un ciclón 4 de separación, eventualmente un espacio 5 de almacenamiento, un conducto 6 de transporte, un puesto 7 de enfriamiento y un filtro 8 de recogida del polvo.
La arcilla contenida en la tolva 1 se presenta en forma tal como se produce en la extracción del yacimiento, generalmente en forma de bloques de una pasta de base hidratada cuyas dimensiones pueden alcanzar la decena de centímetros. En estado inicial, presenta un contenido de agua que puede ir, por ejemplo, de 15 a 30%, en peso.
La desmenuzadora 2 proporciona fragmentos de pasta de base de dimensiones reducidas, especialmente del orden de varios centímetros, a la trituradora- secadora 3, por ejemplo por medio de un tornillo de Arquímides.
La trituradora-secadora 3 es alimentada con una corriente de gas caliente producido en 9 por un mechero 10 y un ventilador 11, transportándose la corriente hacia la trituradora-secadora por un conducto 12. La llama del mechero 10 se regula para que la temperatura de la corriente de gas caliente en el conducto 12 sea del orden de 500 a 800ºC, preferentemente del orden de 600 a 750ºC, y especialmente de 650 a 700ºC.
Los fragmentos de pasta de base se introducen en la corriente de gas caliente en 13, a un ritmo controlado, por ejemplo por la rotación del tornillo, justo antes de que el conducto 12 se una a la trituradora-secadora 3.
La etapa de desaglomeración se comprenderá mejor en relación con las figuras 2 y 3, que representan respectivamente un tipo de trituradora-secadora utilizable de acuerdo con la invención, vista en corte según un plano vertical en el eje de la línea de la parte de instalación representada en la parte baja de la figura 1, y un detalle de esta trituradora-secadora visto en perspectiva desmontada. Este tipo de trituradora-secadora es comercializada especialmente por CMI-HANREZ.
La trituradora se compone esencialmente de un recinto 14 en cuyo interior gira un árbol 15 movido por medios 16 indicados esquemáticamente, y que lleva al menos un disco 17 provisto de, al menos una serie de dedos 18 salientes sobre al menos una cara plana del disco y dispuestos preferentemente en anillo siguiendo la periferia del disco 17. El recinto comporta dos paredes 19, 20 en forma de disco, paralelas al disco 17 y que llevan sobre su superficie en frente de las caras planas del disco 17, al menos una serie de dedos 21, 22 dispuestos en anillo siguiendo la periferia de los discos 19, 20. Las series de dedos están dispuestos de manera concéntrica y su longitud se elige para formar pasos en zigzag entre los dedos de dos series vecinas.
En funcionamiento, la rotación del disco 17 arrastra los fragmentos 23 de pasta de base hacia la periferia del recinto 14. Sobre la primera cara del disco 17, los fragmentos pasan a través de los pasos en zigzag formados entre los dedos 18 y 22, luego pasan a lo largo de la periferia del recinto 14 hacia la otra cara del disco 17, y sobre la otra cara de este último, pasan a través de los pasos en zigzag formados entre los dedos 18 y 21. Este recorrido entre los dedos de trituración muy próximos tiene por efecto amasar o triturar la pasta de arcilla.
La corriente de gas caliente 24 sigue el mismo recorrido indicado en las flechas y recubre y penetra los fragmentos de pasta de base, con una superficie de intercambio considerable entre el gas caliente y la pasta. Esta gran superficie de intercambio permite la evaporación muy rápida, casi instantánea, del agua de hidratación de la arcilla, que se separa progresivamente por frotamiento en partículas de tamaño cada vez más pequeño.
En la pared 19 en forma de disco está instalado un diafragma 25 que permite a las partículas de tamaño pequeño abandonar el recinto 14, mientras que las partículas de dimensiones más grandes se reenvían hacia las vías de paso en zigzag para continuar la desaglomeración por frotamiento. Por tanto, se puede regular el dispositivo para recuperar aguas abajo del diafragma 25 un polvo 26 cuyo reparto granulométrico es la granulometría natural de las laminillas de arcilla. Típicamente, el polvo 26 es de dimensiones inferiores a 100 \mum y puede, incluso, comprender al menos 95% de partículas de dimensión inferior a 40 \mum.
En este estado, el polvo no contiene generalmente más que 0 a 1% en peso de agua. Tiene una reactividad a la cal, de acuerdo con el ensayo Chapelle, sensiblemente invariable con respecto al estado inicial, generalmente inferior a 0,5 g por 1 gramo.
El polvo 26 y la corriente de gas 27 que se ha enfriado durante la operación de desaglomeración (su temperatura puede bajar a 100ºC pero se debe mantener por encima de su punto de rocío) se recuperan vía un conducto 28, que puede estar dirigido hacia un ciclón para separar eventualmente las partículas del polvo en función de su tamaño, por ejemplo para eliminar granos de arena o las partículas aglomeradas de tamaño superior a 100 ó 40 \mum.
El polvo 26 transportado por la corriente de gas 27 se puede almacenar en 5, con evacuación del gas de transporte, o enviar directamente hacia la etapa siguiente de tratamiento térmico.
En la figura 1, el polvo se toma del silo 5 y se encamina vía un conducto 29, por ejemplo en una corriente de gas vector, hacia el conducto de transporte 6, en el que circula una corriente gaseosa 30 producida por un mechero 31, situado aguas arriba del conducto 6 de manera que la llama del mechero no se pueda extender en la zona de introducción del polvo. La llama del mechero 31 se regula para que la temperatura de la corriente de gas caliente 30 en el conducto 6 sea del orden de 600 a 850ºC, y preferentemente del orden de 600 a 800ºC. El gas caliente puede ser como en la presente memoria descriptiva un gas de combustión, pero podría ser cualquier otro tipo de gas, aire u otro, calentado por cualquier método conocido.
A fin de perturbar lo menos posible, el equilibrio térmico en el conducto, el polvo se puede encaminar en el conducto 29 por una corriente de gas caliente.
El conducto 6 puede estar equipado de medios de control y de regulación de la temperatura de los gases, por ejemplo para imponer un gradiente de temperatura a lo largo del conducto o, por el contrario, para mantener la temperatura en un intervalo estrecho de variaciones. El conducto 6 estará ventajosamente provisto de medios de calentamiento, ya que la reacción de deshidroxilación del caolín es endotérmico y hace bajar la temperatura del gas de tratamiento y, por tanto, la de las partículas.
Así, el conducto representado en la figura 1, está equipado con un manguito calefactor 32 que puede estar constituido con una doble envoltura en cuyo interior circula un fluido de calentamiento, especialmente gases de combustión. Como variante o como complemento, se pueden prever medios de calefacción eléctrica.
Al ser endotérmica la operación de deshidroxilación, puede ser interesante desde un punto de vista del rendimiento térmico, realizar un aporte energético a nivel de las partículas transportadas en el flujo. Este aporte energético puede ser realizado especialmente por radiación eléctrica o por una combustión gaseosa o líquida de un combustible. (Si se trata de un gas, éste se auto-enciende al contacto con la pared).
El conducto está ventajosamente dotado de un aislamiento exterior, no representado, para luchar contra las pérdidas térmicas.
El conducto 6 se dispone de cualquier manera conocida que permita la fluidificación de las partículas de polvo, preferentemente vertical, y con dimensiones que permitan un tiempo de estancia suficiente del polvo con la corriente de gas 30. Estas dimensiones dependen, entre otras, de la materia tratada, cuya granulometría fija la velocidad de fluidificación, que es la velocidad mínima de la corriente de gas 30 para transportar el polvo a través de todo el conducto. A título de ilustración, la velocidad del gas 30 para el tratamiento de la arcilla puede ser del orden de 10 m/s.
El tiempo de estancia del polvo en el conducto depende, del grado de deshidroxilación deseado y de la temperatura del gas 30 y, por tanto, se adaptará caso por caso por el especialista. Un tiempo de estancia de 0,1 a 0,2 segundos a 800ºC es generalmente suficiente para aumentar notablemente la reactividad en el ensayo Chapelle, ventajosamente de, al menos 0,1 g y especialmente del orden de 0,7 g a 0,8 g.
A partir de una arcilla caolínica que tiene ya, a la salida de la trituradora-secadora, la capacidad de fijar cal según el ensayo Chapelle con una reactividad, por ejemplo del orden de 0,5 g, se ha podido verificar que el tratamiento en el conducto 6 permite terminar la deshidroxilación aumentando la reactividad del polvo. El tratamiento en el conducto 6 se puede utilizar también para conferir reactividad a un material inicialmente poco reactivo.
Así, en otro ensayo, un caolín en polvo comercializado por la empresa SOKA con la marca SIALITE, cuya reactividad Chapelle inicial es muy pequeña (del orden de 45 mg de CaO por gramo) se ha tratado con un gas a 800ºC, forzado a una velocidad de 10 m/s en un conducto de 1,7 m de longitud, el grado de deshidroxilación ha sido tal que la reactividad Chapelle era de 307 mg por 1 g de materia y para un conducto de 5,1 m de longitud, se ha alcanzado una reactividad de 0,7 para 1 g de materia seca.
A la salida del conducto, el polvo 26 y el gas 30 están aún a temperatura elevada y puede ser deseable enfriarlos antes de proceder a la separación del polvo. Es esto por lo que la instalación comprende un intercambiador de calor 7 conectado a la salida del conducto 6 aguas arriba del filtro 8 de separación del polvo deshidroxilado.
Un circuito de recirculación de gas caliente con posibilidad de recalentamiento puede preverse para mejorar el rendimiento térmico o energético de la instalación.
Aunque descrita más particularmente con referencia al tratamiento de una arcilla caolínica, la invención se aplica de manera general al tratamiento de cualquier materia que contenga silicato de aluminio.

Claims (21)

1. Procedimiento de tratamiento de deshidroxilación de silicato de aluminio, en el que se someten partículas que contienen el silicato de aluminio a una temperatura de, al menos 500ºC, caracterizado porque las partículas están en forma de un polvo seco y porque se transporta el polvo seco (26) en una corriente de gas (30) a una temperatura de 600 a 850ºC durante un tiempo suficiente para alcanzar el grado de deshidroxilación deseado.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el polvo se forma a partir de una pasta de base hidratada, que contiene el silicato de aluminio, de la manera siguiente:
-
se reduce la pasta de base en fragmentos (23);
-
se desaglomeran los fragmentos (23) de pasta de base por acción mecánica (en 3) en presencia de un gas caliente (24) a una temperatura de 500 a 800ºC para formar el polvo seco (26).
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la pasta de base tiene un contenido de agua inferior a 30%, en peso, y porque el polvo seco tiene un contenido residual de agua del orden de 0 a 1% en peso.
4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polvo seco tiene una granulometría inferior o igual a 100 \mum, y preferentemente inferior a 80 \mum.
5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque se realiza la desagregación forzando los fragmentos (23) de pasta y el gas caliente (24) entre órganos de trituración (18, 21, 22).
6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque la etapa de desaglomeración es seguida de una etapa de separación de partículas gruesas (en 4) a la salida de la cual se recupera el polvo seco.
7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se almacena el polvo seco (en 5) antes de transportarlo (en 6) en la corriente de gas caliente.
8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se controla la temperatura del gas caliente durante el transporte del polvo seco.
9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque se mantiene sensiblemente constante la temperatura del gas caliente durante el transporte del polvo seco.
10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se recupera el polvo seco deshidroxilado por filtración después de enfriamiento.
11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polvo seco tratado tiene una reactividad Chapelle de, al menos 0,7 g por 1 gramo.
12. Instalación para el tratamiento de deshidroxilación de silicato de aluminio, caracterizada porque comprende un conducto (6) alimentado por una corriente de gas caliente (30) a un temperatura de 600 a 850ºC, medios para introducir en el conducto (6) un polvo seco que contiene el silicato de aluminio y medios (31) para transportar el polvo seco en este conducto, estando el conducto dimensionado para realizar las deshidroxilación del silicato de aluminio.
13. Instalación de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque comprende medios (2) para desmenuzar en fragmentos (23) una pasta de base hidratada que contiene el silicato de aluminio, una trituradora-secadora (3) que desaglomera los fragmentos (23) de pasta de base por acción mecánica en presencia de un gas caliente (24) a una temperatura de 500 a 800ºC, medios (28,8) para recoger un polvo seco (26) aguas abajo de la trituradora-secadora.
14. Instalación de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque la trituradora-secadora (2) comprende una zona de trituración con órganos de trituración (18, 21, 22) y vías de paso para el gas caliente en dicha zona de trituración.
15. Instalación de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada porque los órganos de trituración comprenden al menos dos discos paralelos (17, 19, 20) que llevan dedos (18, 21, 22) salientes sobre sus superficies, unos frente a otros, y porque las vías de paso para el gas caliente son los espacios entre los dedos (18, 21, 22) de los discos.
16. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizada porque comprende medios de separación (4) tales como un ciclón, a la salida de la trituradora-secadora (3).
17. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizada porque comprende medios de almacenamiento (5) intermedio entre la trituradora-secadora (3) y el conducto (6).
18. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizada porque el conducto (6) es alimentado con gas caliente (30) por un mechero (31) cuya llama se mantiene fuera del conducto.
19. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizada porque el conducto (6) está equipado con medios exteriores de calentamiento, tales como resistencias calefactoras y/o un manguito calefactor (32).
20. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizada porque comprende, aguas abajo, medios de recogida de polvo por filtración (8).
21. Instalación de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizada porque los medios exteriores de calentamiento están constituidos por radiación eléctrica o por combustión gaseosa o líquida de un combustible.
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