ES2303236T3 - Sistema de procesado para la fabricacion de materiales cementosos con emision reducida de dioxido de carbono. - Google Patents
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Abstract
Una adaptación de proceso para la fabricación de materiales cementosos compuestos, por ejemplo cementos mezclados hidráulicos, que tienen un contenido significativamente reducido de minerales clinker portland y por consiguiente una cantidad mayor de materiales cementosos suplementarios y puzolanas o cargas de relleno inorgánicas muy reactivas, p.ej. cenizas volantes, escoria de alto horno, cuarzo fino, finos de cantera granítica, para la sustitución directa del cemento portland en el hormigón, que consta de un silo para el cemento portland, un silo para las cenizas volantes u otro tipo de materiales suplementarios y un silo para el polvo del horno de cemento u otro tipo de material que regule el tiempo de fraguado, una unidad de almacenaje para el aditivo polimérico, que proporciona medios, medios de mezclado, dispositivos de molienda y medios de descarga, caracterizada porque dicha adaptación está dotada con una unidad de molienda (6) para la molienda previa de dichos materiales suplementarios y un equipo de molienda (9) para realizar la molienda previa del cemento portland, dichos equipos de molienda previa (6, 9) están acompañados en posición posterior por un equipo de molienda (13) para moler los componentes molidos previamente y porque dicho equipo de molienda previa (6, 9) está adaptado para trabajar el material a moler en circuito cerrado o en circuito abierto.
Description
Sistema de procesado para la fabricación de
materiales cementosos con emisión reducida de dióxido de
carbono.
La presente invención se refiere a un plan de
adaptación de proceso de fabricación de materiales cementosos
compuestos, que se define en la reivindicación 1 y se caracteriza
por un perfil medioambiental significativamente mejorado.
Es bien conocido que cada tonelada de cemento
portland estándar que se produce va acompañada de la emisión de
aproximadamente una tonelada de dióxido de carbono y que
aproximadamente la mitad de ella procede de la descarbonatación de
la piedra caliza en el horno y la otra mitad del consumo energético,
fundamentalmente en el horno.
Por consiguiente, la única manera que tiene la
industria cementera de conseguir reducciones significativas de las
emisiones de dióxido de carbono consiste en la reducción de la
producción de clinkers de portland y en un mayor uso de cargas de
relleno.
Las plantas tradicionales de fabricación de
cemento mezclado incluyen la molienda simultánea de clinkers de
cemento portland con diferentes tipos de cargas de relleno
micronizadas, p.ej. escoria de alto horno, cenizas volantes, piedra
caliza, etc. principalmente en hornos rotatorios de bolas.
Tales métodos no aportan más que una sustitución
del 20-25% de los clinkers de portland por cenizas
volantes y aproximadamente del 30-50% de escoria de
altos hornos, sin influir de modo significativamente negativo en
las características del cemento, por ejemplo un fuerte aumento del
tiempo de fraguado, una evolución muy lenta de la resistencia
durante el período de curado de 0-28 días, etc. Se
necesita un período de tiempo hasta 3 veces más largo, por ejemplo
de 2-3 meses, para lograr la resistencia de 28 días
de los hormigones de cemento portland tradicional.
Al mismo tiempo, los cementos con un alto
volumen de cenizas volantes (HVFA) tienen ventajas significativas
con respecto a los cementos portland tradicionales.
La introducción directa de cenizas volantes y
otros tipos de cargas de relleno, p.ej. los finos de canteras
graníticas o los finos de arena de cuarzo en sustitución del cemento
portland en la mezcladora de hormigón en cantidades superiores al
15-20% no es suficiente y puede tener efectos
negativos en las características del hormigón (menor resistencia,
etc.).
Los métodos actuales de molienda y activación
mecánica de dichas cargas de relleno podría permitir algunas
mejoras, tal como se describe en la patente
US-6,630,022, pero parece económicamente ineficaz y
solamente permite una sustitución del 20% del cemento portland, sin
reducir la resistencia del hormigón a la compresión.
En la solicitud PCT/SE2003/001 009 se describe
un proceso para fabricar cemento mezclado, en el que el cemento
contiene cemento portland mezclado a fondo con cargas de relleno
micronizadas y posiblemente un agente reductor del agua para
obtener una mezcla de cemento seco y materiales cementosos
suplementarios finos, elegidos entre materiales de escoria de alto
horno, cenizas volantes, cuarzo, sílice y dióxido de silicio amorfo.
Según dicha solicitud, los materiales suplementarios se someten a
molienda en estado seco y los materiales molidos suplementarios se
someten seguidamente a una molienda junto con por lo menos un 20% en
peso de la masa total de molienda de una mezcla de cemento muy
reactiva en estado seco. Se añade también un polímero en forma de
agente pulverulento reductor de agua.
Un problema de la producción de tal mezcla
cementosa estriba en que para obtener el resultado deseado se tiene
que controlar estrictamente la finura de los componentes. Esto es
especialmente necesario en una planta, en la que la mezcla de
cemento se produzca de forma continua.
La presente invención proporciona una planta de
este tipo.
La presente invención se refiere, pues, a una
adaptación del proceso de fabricación de materiales cementosos
compuestos, por ejemplo cementos mezclados hidráulicos, con un
contenido significativamente reducido de materiales de clinker de
portland y, por consiguiente, con una cantidad mayor de materiales
cementosos suplementarios y cargas de relleno minerales o puzolanas
muy reactivas, p.ej. cenizas volantes, escoria de altos hornos,
cuarzo fino, finos de canteras graníticas, que sustituyen
directamente al cemento portland del hormigón, que consta de un
silo para cemento portland, un silo para cenizas volantes u otro
tipo de material suplementario y un silo para polvillo de horno de
cemento u otro tipo de agente regulador del tiempo de fraguado, una
unidad para el almacenaje del aditivo polimérico, que proporciona
medios, medios de mezclado, dispositivos de molienda y medios de
descarga y está caracterizada porque la adaptación está equipada con
una unidad de molienda (6) para efectuar la molienda previa de
dichos materiales suplementarios y un equipo de molienda (9) para
realizar la molienda previa del cemento portland, dicho equipo de
molienda previa (6, 9) va acompañado por un equipo de molienda (13)
para la molienda de los componentes molidos previamente y en dicho
equipo de molienda previa (6, 9) están adaptados al trabajo en
forma de circuito abierto o en circuito cerrado del material a
moler.
\newpage
Ahora se describe la invención con mayor detalle
en relación con una forma de ejecución ilustrativa de la invención,
en la que la figura 1 es una representación esquemática de un
sistema de procesado con arreglo a la presente invención.
En la figura 1, los siguientes números de
referencia indican los aparatos siguientes: el 1 indica la máquina
alimentadora de la unidad de secado, el 2 indica la unidad de secado
(secador rotatorio o secador de lecho fluidizado), el 3 indica un
silo de escoria o de cenizas volantes, el 4 indica un silo para
aditivos, el 5 indica un silo intermedio para arena seca, el 6
indica una máquina para la molienda previa de la arena de cuarzo,
el 7 indica un clasificador neumático con ciclón y colector de
polvo, el 8 indica un silo para el cemento portland, el 9 indica
una máquina para la molienda previa de la parte de cemento portland
antes del mezclado otros componentes antes del procesado, el 10
indica un silo intermedio para la parte no molida del cemento
portland y la arena, la escoria y los aditivos premolidos, el 19
indica un clasificador neumático con ciclón y colector de polvo, el
12 indica un mezclador rotatorio, el 13 indica molinos vibradores
para el procesado de los materiales alimentados (instalado en
paralelo o en serie), el 14 indica un silo para el producto final,
el cemento mezclado, el 15 indica un silo intermedio para la porción
premolida del cemento, el 16 indica un silo para el cuarzo
premolido y el 17 indica un silo para la mezcla de materiales antes
de la molienda final.
Según una forma preferida de ejecución se
proporciona una unidad 21 para eliminar el carbono de las cenizas
volantes, dicha unidad está adaptada a un contenido baja de carbono
en las cenizas volantes, por debajo del 4% en peso. La unidad puede
trabajar con arreglo a cualquier técnica apropiada conocida de
eliminación de carbono.
Tal como se desprende de la solicitud, el cuarzo
del ejemplo anterior puede ser cualquier material suplementario
idóneo.
Según lo dicho anteriormente, se alimentan a la
adaptación presente arena, escoria, aditivos en forma por ejemplo
de un agente reductor de agua y cemento portland.
En lo que respecta al cuarzo o arena, la arena
se alimenta en primer lugar desde un centro de alimentación 1 a
dicha unidad de secado 2, en la que se seca. A continuación se
alimenta al silo 5. La escoria o cualquier otro aditivo idóneo se
alimentada desde el silo 3 a un conducto que se une a un conducto
que sale de dicho silo 5 de la arena. La mezcla de arena y escoria
se alimenta a la unidad de molienda 6. Después de que se hayan
molido previamente la arena y la escoria, se alimenta el material al
silo 16 y después al silo 10.
En lo que respecta al cemento portland, se
alimenta este cemento desde el silo 8 al silo 10. Los aditivos, por
ejemplo los agentes reductores de agua, se alimentan también al silo
10 mencionado en último lugar así como la arena y la escoria que se
están sometiendo a molienda previa en el equipo de molienda 6.
Se alimenta también el cemento portland desde el
silo 8 al equipo de molienda 9. Desde el equipo de molienda 9 se
alimenta el cemento a un silo 15, destinado al cemento molido
previamente. Los materiales de los silos 10 y 15 se acarrean al
mezclador rotatorio 12 y después al silo 17.
Desde el silo 17 se acarrea la mezcla de
material hacia el equipo de molienda final 13. Una vez se ha molido
en el equipo 13 se alimenta el material final al silo 14.
Según la invención la adaptación propuesta prevé
un equipo de molienda 6 para efectuar la molienda previa de dichos
materiales suplementarios y un equipo de molienda 9 para efectuar la
molienda previa del cemento portland, dicho equipo de molienda
previa va acompañado de un equipo de molienda 13 para moler los
componentes premolidos.
Según una característica muy importante de la
presente invención, dicho equipo de molienda previa 2, 9, está
adaptado para trabajar el material a moler en circuito abierto o en
circuito cerrado. El circuito cerrado del equipo de molienda 6
consta de un conducto 18 desde el equipo de molienda hasta un
clasificador neumático 19, capaz de clasificar fracciones grandes
de material que se está moliendo de nuevo y enviarlo al molino a
través del conducto 20.
El circuito cerrado del equipo de molienda 9
consta de manera adecuada de un conducto 11 que desde el equipo de
molienda a un clasificador neumático 22, que es capaz de clasificar
fracciones grandes del material que se está moliendo de nuevo y
enviar al molino a través del conducto 23.
A los dos equipos de molienda se han conectado
un ciclón y un colector de polvo. El material recogido se alimenta
al silo respectivo, en una posición posterior con respecto al flujo
principal.
Según una forma preferida de ejecución de la
invención, dicho equipo de molienda 6 para dicho material
suplementario está dotado para moler previamente el material
suplementario hasta una finura de 100-300
micras.
Según otra forma preferida de ejecución de la
invención, dicho equipo de molienda para el cemento portland está
dotado para moler previamente el cemento portland hasta dejarlo con
una finura de tamaño medio de partícula de 10-30
micras.
Dado que solamente se clasificarán en los
clasificadores neumáticos las fracciones de material que son
demasiado grandes, los circuitos serán abiertos cuando no haya
materiales de este tipo que salgan de los respectivos equipos de
molienda 6, 9.
Según otra forma preferida de ejecución, la
adaptación consta también de una unidad para el secado de material
suplementario y las cargas de relleno hasta dejarlos con un
contenido de humedad inferior al 0,2% en peso, dicha unidad está
situada en una posición anterior con respecto al equipo de
molienda.
Por lo tanto, la presente invención proporciona
una planta de producción o una adaptación, en la que la producción
del material cementoso mencionado en la parte de la introducción de
esta solicitud puede procesarse de modo continuo.
El alcance de esta invención no se limita al
ejemplo facilitado en la figura, que se ha mencionado antes, sino
que se define en las reivindicaciones anexas.
Claims (6)
1. Una adaptación de proceso para la fabricación
de materiales cementosos compuestos, por ejemplo cementos mezclados
hidráulicos, que tienen un contenido significativamente reducido de
minerales clinker portland y por consiguiente una cantidad mayor de
materiales cementosos suplementarios y puzolanas o cargas de relleno
inorgánicas muy reactivas, p.ej. cenizas volantes, escoria de alto
horno, cuarzo fino, finos de cantera granítica, para la sustitución
directa del cemento portland en el hormigón, que consta de un silo
para el cemento portland, un silo para las cenizas volantes u otro
tipo de materiales suplementarios y un silo para el polvo del horno
de cemento u otro tipo de material que regule el tiempo de fraguado,
una unidad de almacenaje para el aditivo polimérico, que
proporciona medios, medios de mezclado, dispositivos de molienda y
medios de descarga, caracterizada porque dicha adaptación
está dotada con una unidad de molienda (6) para la molienda previa
de dichos materiales suplementarios y un equipo de molienda (9)
para realizar la molienda previa del cemento portland, dichos
equipos de molienda previa (6, 9) están acompañados en posición
posterior por un equipo de molienda (13) para moler los componentes
molidos previamente y porque dicho equipo de molienda previa (6, 9)
está adaptado para trabajar el material a moler en circuito cerrado
o en circuito abierto.
2. Una adaptación de proceso según la
reivindicación 1, caracterizada porque el circuito cerrado
incluye un clasificador neumático (19; 22) capaz de clasificar
fracciones grandes del material que se está moliendo.
3. Una adaptación de proceso según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el equipo de
molienda (6) para dicho material suplementario está adaptado para
moler previamente el material suplementario hasta una finura de
100-300 micras.
4. Una adaptación de proceso según la
reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque dicho equipo de
molienda (9) para el cemento portland está adaptada para moler
previamente el cemento portland hasta una finura de un tamaño medio
de partícula de 10 a 30 micras.
5. Una adaptación de proceso según la
reivindicación 1, 2, 3 ó 4, caracterizada porque la
adaptación consta de una unidad (2) para el secado del material
suplementario y de las cargas de relleno hasta un contenido de
humedad inferior al 0,2% en peso, dicha unidad está situada en una
posición anterior con respecto al equipo de molienda (6).
6. Una adaptación de proceso según la
reivindicación 1, 2, 3, 4 ó 5, caracterizada porque la
adaptación consta de una unidad (21) para la eliminación del
carbono de las cenizas volantes, dicha unidad está adaptada para
reducir el contenido de carbono de las cenizas volantes hasta un
valor inferior al 4% en peso.
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