ES2424829A1 - Treatment procedure for recycling ceramic glazes as ceramic muds, for use as artificial pozzolans and their reuse for all kinds of cements and asphalt mixtures (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Procedimiento de tratamiento para reciclado de esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, para su utilización como puzolanas artificiales 5 y su reutilización para toda clase de cementos y mezclas asfálticas. Treatment procedure for recycling ceramic glazes in quality of ceramic sludge, for use as artificial pozzolans 5 and its reuse for all kinds of cements and asphalt mixtures.
Sector de la técnica Technical sector
La invención se encuadra en el sector técnico de la construcción más concretamente en 10 el relativo a los cementos y mezclas asfálticas. También afecta al sector cerámico ya que se basa en la reutilización de sus alúmina silicatos sobrantes del proceso de The invention is part of the technical construction sector, more specifically in that of asphalt cements and mixtures. It also affects the ceramic sector since it is based on the reuse of its alumina silicates left over from the process of
producción (Iodos cerámicos). production (ceramic sludge).
Objeto de la Invención Object of the Invention
15 En la instrucción técnica espatiola del hormigón estructural yen su capitulo 29 apartado 15 In the spatial technical instruction of structural concrete and in its chapter 29 section
~referente a las adiciones, indica qué son materiales inorgánicos, puzolánicos o con ~ referring to additions, indicate what are inorganic, pozzolanic or
hidraulicidad latente que finamente divididos pueden ser anadidos al hormigón para latent hydraulicity that finely divided can be added to the concrete to
mejorar algunas de sus caracterfsticas técnicas. Asf como también que en el artrculo improve some of its technical characteristics. As well as in the article
20 puzolanas han de cumplir. Tras la serie encadenada de tratamientos fisicos incluyendo ellérmlco, este alúmlno-sillcato las cumplen en su totalidad. 20 pozzolanas have to comply. After the chained series of physical treatments including ellérmlco, this alum-sillcato fully complies.
Los esmaltes cerámicos en calidad de alúmino-silicatos sobrantes del proceso de Ceramic enamels as alumina-silicate leftovers from the process of
producción. debidamente tratados. gozan de estas propiedades. También cabe la 25 posibilidad de anadir cierta cantidad de este producto puzolánico a todo tipo de mezclas production. properly treated. They enjoy these properties. It is also possible to add a certain amount of this pozzolanic product to all types of mixtures
asfálticas. asphalt
Asi pues el objeto de esta Invención es por una parte redclar un sobrante de la Industria Thus the object of this invention is on the one hand to redclar a surplus of the Industry
cerámica y por otra obtener un producto para el sector de la construcción, de igualo ceramic and on the other hand get a product for the construction sector, equal
30 mejores propiedades que el estándar, con el consecuente ahorro económico y medioambiental debido al uso de este sobrante. 30 better properties than the standard, with the consequent economic and environmental savings due to the use of this surplus.
De aqui la protección en esta patente 'Prooadimiento de tratamiento para reciclado de Hence the protection in this patent 'Prooadimiento of treatment for recycling of
esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, para su utilización como puzolanas ceramic glazes as ceramic sludge, for use as pozzolans
35 artificiales y su reutilización para toda clase de cementos y mezclas asfálticas" 35 artificial and its reuse for all kinds of cement and asphalt mixtures "
Estado da la técnica State of the art
En el sector cerámico europeo se generan grandes cantidades de residuos y sobrantes, Large amounts of waste and leftovers are generated in the European ceramic sector,
pero el que cuanlitativamente ocupa el primer lugar son los esmaKes cerámicos en but the one who quantitatively occupies the first place is the ceramic esmaKes in
calidad de alúmino--silicatos procedentes del proceso de producción, de los que aún hoy alumina quality - silicates from the production process, of which even today
5 no se dispone de un método capaz para la reutilización total de los mismos. 5 there is no method available for their total reuse.
Si bien existen algunos procesos en cerámica para absorber una porción de estos While there are some ceramic processes to absorb a portion of these
residuos y sobrantes, aún queda por reutilizar una parte importante de los mismos. Sectores posibles de reutilización son los cementos y mezclas asfálticas. waste and leftovers, an important part of them remains to be reused. Possible sectors of reuse are asphalt cements and mixtures.
Se puede demostrar que los alúmino-silicatos procedentes del proceso de producción It can be shown that alumina-silicates from the production process
están formados principalmente por restos de esmaltes. Estos alúmino-silicatos presentan una composición qulmica y mineralógica similar a la de un esmalte cerámico, una parte de fase vltrea y otra compuesta por minerales como cuarzo, circón, 15 feldespatos, carbonatos, alúmina y mineral arcilloso (caolines) como fases aistalinas, They are mainly made up of enamel remains. These alumina-silicates have a chemical and mineralogical composition similar to that of a ceramic enamel, a part of the vitreous phase and another composed of minerals such as quartz, zircon, feldspars, carbonates, alumina and clay ore (kaolins) as aistaline phases,
además de una pequeña proporción de colorantes cerámicos. In addition to a small proportion of ceramic dyes.
Estos alúmino-silicatos presentados en forma de lodos de las fritas y esmanes These alumina-silicates presented in the form of sludge from frits and esmans
cerámicos utilizados y concretamente en su fase vitrea, poseen una gran actividad ceramics used and specifically in its vitreous phase, have a great activity
20 intema. Presentando, por su naturaleza, verdaderos fenómenos electrolfticos, por la 20 intema. Presenting, by its nature, true electrolytic phenomena, by
presencia de cationes dlvalente. tanto de elevado o bajo radio lónlco. Téngase en presence of dlvalente cations. both high or low radius. Have in
cuenta que los vidrios son liquidos de altrsima viscosidad a temperatura ambiente, por account that the glasses are liquids of the highest viscosity at room temperature, for
lo que se semejan a cuerpos sólidos. what resemble solid bodies.
25 Descripción detallada de la Invenctón 25 Detailed description of the invention
Los esmaltes cerámicos en calidad de alúmina-silicatos procedentes del proceso de Ceramic enamels as alumina-silicates from the process of
producción en la forma que se generan, tienen poca actividad puzolánica, con lo cual production in the way they are generated, have little pozzolanic activity, which
han de sufrir un tratamiento para que ésta aparezca. Dicho tratamiento comprende los siguientes pasos: they have to undergo a treatment so that it appears. Said treatment comprises the following steps:
• Recolección del sobrante cerámico generado en la limpieza de molinos, • Collection of ceramic leftover generated in mill cleaning,
depósitos y conducciones. También en los puntos de aplicación de esmaltes deposits and pipes. Also in the enamel application points
cerámicos en las lineas de esmaltado. ceramic in the enamelling lines.
• Traslado de estos sobrantes a la planta de tratamiento que obligatoriamente • Transfer of these leftovers to the treatment plant that is mandatory
35 será realizado por un gestor intermedio autorizado. Según normativa española. 35 will be carried out by an authorized intermediate manager. According to Spanish regulations.
- • •
- A partir de aqui, todas las operaciones las tiene que realizar un gestor autorizado, también según normativa espaflola. From here, all operations must be carried out by an authorized manager, also according to Spanish regulations.
- • •
- Tratamiento previo, primario y secundario biológico en E.O.A.R. Previous, primary and secondary biological treatment in E.O.A.R.
- • •
- Separación Ifquido-sólido. Liquid-solid separation.
5 • Tratamiento de la porción liquida, hasta alcanzar los parámetros adecuados para su reutilización en la preparación de barbotinas cerámicas. 5 • Treatment of the liquid portion, until reaching the appropriate parameters for reuse in the preparation of ceramic slippers.
• La porción sólida a una densidad de 1.700 grll es bombeada a una estrusionadora en donde se obtienen unos cilindros oompactos, oon una humedad que se elimina al pasarios a un secadero horizontal. Dotando a los • The solid portion at a density of 1,700 grll is pumped to a stripper where some cylinders are obtained, or with a humidity that is removed from the pasarios to a horizontal dryer. Giving the
10 alúmino-silicatos de un primer tratamiento térmico. 10 alumina-silicates of a first heat treatment.
- • •
- La porción sólida se puede mandar también a unas torres verticales de secado, por aire caliente en contracorriente a 500-600" e (tratamiento térmico elevado). The solid portion can also be sent to vertical drying towers, by hot air in countercurrent at 500-600 "e (high heat treatment).
- • •
- Trituración a tamaño de particula inferior a 45 micras, precipitación electrostática Crushing to particle size less than 45 microns, electrostatic precipitation
de la fracción impalpable. Tratamiento térmico elevado, de esta forma se 15 aumenta en un 55'66% la actividad puzolánica de los alúmino-silicatos. of the impalpable fraction. High heat treatment, in this way the pozzolanic activity of alumina-silicates is increased by 55.66%.
• Almacenamiento en silos para la posterior carga y transporte, realizado por transportista autorizado. • Storage in silos for subsequent loading and transport, carried out by an authorized carrier.
La reutilización de esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, tiene como The reuse of ceramic enamels as ceramic sludge, has as
20 ventaja principal valorizar unos sobrantes, transformando uno en un producto oon actividad puzolánica (sólido), y el otro en un agua (liquido) para su reutilización en barbotinas cerámicas. The main advantage is to recover some leftovers, transforming one into a product with a pozzolanic activity (solid), and the other into a water (liquid) for reuse in ceramic slippers.
El producto puzolánico obtenido tiene utilidad para su uso junto con cementos, agua y The pozzolanic product obtained is useful for use together with cements, water and
25 áridos asi como con mezclas asfálticas. Por una parte se consigue un ahorro energético muy relevante, al sustituir parte del camento y mezcla asfáltica por el producto puzolánico. Por otra parte, consigue que los productos finales obtenidos tengan una calidad superior. 25 aggregates as well as asphalt mixtures. On the one hand, a very important energy saving is achieved, by replacing part of the camento and asphalt mixture with the pozzolanic product. On the other hand, it achieves that the final products obtained have a superior quality.
30 Modo de reallzactón y su aplicación Nace el producto a tratar de los procesos de molturación en molinos adecuados y la limpieza de los depósitos (cocios) que los contienen, asr como de la limpieza de los conductos que los transportan y también de los derrames y limpieza de los puntos de aplicación en las !rneas de esmaltado. 30 Reallzactón mode and its application The product to be treated is born from the milling processes in suitable mills and the cleaning of the deposits (cocios) that contain them, as well as the cleaning of the conduits that transport them and also of the spills and cleaning of the application points in the enamelling lines.
Estos sobrantes se almacenan en esta indusbla en balsas, de donde se extraen por succión por gestores intermedios autorizados (transporte). These leftovers are stored in this industry in rafts, from where they are extracted by suction by authorized intermediate managers (transport).
A continuación se depositan en gestores autorizados para bien reutilizaMos en la 5 composición de barbotinas cerámicas o bien abandonaMos en vertederos controlados. They are then deposited in authorized managers to reuse them in the composition of ceramic slippers or leave them in controlled landfills.
Se propone en esta patente de 'Procedimiento de tratamiento para reciclado de esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, para su utilizaci6n como puzolanas It is proposed in this patent of 'Treatment procedure for recycling of ceramic enamels as ceramic sludge, for use as pozzolans
artificiales y su reutilización para toda clase de cementos y mezclas asfálticas· , realizar 10 un tratamiento que consiste en: artificial and its reuse for all kinds of cements and asphalt mixtures ·, perform a treatment consisting of:
1. Realizar como en cualquier E.D.A.R. con sus métodos de procedimiento habituales, un tratamiento previo, un tratamiento primario y un tratamiento secundario por el procedimiento biológico. Es decir, reproducir en una 1. Perform as in any E.D.A.R. with its usual procedural methods, a previous treatment, a primary treatment and a secondary treatment by the biological procedure. That is, reproduce in a
15 instalación controlada, el tratamiento que la naturaleza realiza a las aguas. 15 controlled installation, the treatment that nature performs to the waters.
- 2. 2.
- Realizar asimismo la separaci6n Irquido-sólido como en cualquier E.O.A.R. Also perform the Solid-Liquid separation as in any E.O.A.R.
- 3. 3.
- Ajustar el pH, el potencial pH, conductividad, salinidad y T.D.S. de la porci6n liquida, para su reutilizaci6n en la praparaci6n de barbotinas cerámicas. En Adjust pH, pH potential, conductivity, salinity and T.D.S. of the liquid portion, for reuse in the preparation of ceramic slippers. In
concreto, ajustar el pH hasta que sus valores estén comprendidos entre 8 y 11; specifically, adjust the pH until its values are between 8 and 11;
20 la conductividad en microsiemenslcm se encuentre entre 900 y 1100; el potencial pH se cifre entre -90 y -120; TOS (total sales disueltas) en mg/l entre 500 Y 600 asr como salinidad entre 0,3 y 0,6. 20 the conductivity in microsiemenslcm is between 900 and 1100; the pH potential is between -90 and -120; TOS (total dissolved salts) in mg / l between 500 and 600 asr as salinity between 0.3 and 0.6.
4. La porci6n sólida a una densidad de 1.700 grn es bombeada a una 4. The solid portion at a density of 1,700 grn is pumped to a
estruslonadora en donde se obtienen unos cilindros compactos, con una 25 humedad que se elimina al pasarlos a un secadero horizontal. Dotando a los alúmino-silicatos de un primer tratamiento térmico. stripper where compact cylinders are obtained, with a humidity that is removed when passed to a horizontal dryer. Giving alumina-silicates a first heat treatment.
5. La porci6n s6lida se puede mandar también a unas torres verticales de secado, por aire caliente en contracorriente a 500-600" e (tratamiento térmico elevado). 5. The solid portion can also be sent to vertical drying towers, by hot air in countercurrent at 500-600 "e (high heat treatment).
6. Trituración del producto resultante hasta un tamaño de partfcula inferior a 45 6. Crushing the resulting product to a particle size less than 45
30 micras, con recuperación de la fracción impalpable por precipitación electrostática, para que esté garantizado que la emisión de partfculas sólidas a la atmósfera sean inferiores a la permitida. Tratamiento térmico elevado, de esta forma se aumenta en un 55'66% la actividad puzolánica de los alúmino-silicatos. 30 microns, with recovery of the impalpable fraction by electrostatic precipitation, so that it is guaranteed that the emission of solid particles into the atmosphere is less than allowed. High heat treatment, in this way the pozzolanic activity of alumina-silicates is increased by 55.66%.
7. Almacenamiento y transporte. 7. Storage and transport.
inferior a 45 micras, compuesto fundamentalmente por Al,o" Cao, K.O, MgO, Na,o, SiO" Zno, zrO" Fe,o. y 6,0, y prácticamente exento de CI~ y SO°, total, de less than 45 microns, consisting mainly of Al, or "Cao, K.O, MgO, Na, or, SiO" Zno, zrO "Fe, o. and 6.0, and practically free of CI ~ and SO °, total, of
aproximadamente un 45% de fase vrtrea y un 55% de fase cristalina, fácilmente reactivo approximately 45% of the vortex phase and 55% of the crystalline phase, easily reactive
con el Ca(OH), (porllandita) proveniente de la hidratación del cemento y también con las with Ca (OH), (porllandite) from cement hydration and also with
En concreto, la concentración de los óxidos en la porción sólida estará comprendida, en Specifically, the concentration of the oxides in the solid portion will be comprised, in
- %, entre los siguientes valoras: %, among the following values:
- 10 10
- ~ AL,O, 10 y 20 ~ AL, O, 10 and 20
- ~K,01y5 ~ K, 01y5
- ~ N., O 0.5 y 3 ~ N., O 0.5 and 3
- ~Zn02y8 ~ Zn02y8
- ~ Fe, O, 0.5 y 3 ~ Faith, O, 0.5 and 3
- 15 fifteen
~Ca04y17 ~ MgO 0.5 y 3 ~ 5iO, 40 y 65 ~ZrO,3y9 ~6,O,1y3 ~ Ca04y17 ~ MgO 0.5 and 3 ~ 5iO, 40 and 65 ~ ZrO, 3y9 ~ 6, O, 1y3
Estando además comprendida la suma de los porcentajes SiO" AbO" y Fe,O" entre los valores 60 y 80. The sum of the percentages SiO "AbO" and Fe, O "being also included between the values 60 and 80.
Las puzolanas artificiales obtenidas se utilizarán como adición para todo tipo de 20 cementos, hormigones y morteros, empleados para todo tipo de construcciones y The artificial pozzolans obtained will be used as an addition for all types of 20 cement, concrete and mortar, used for all types of construction and
también su utilización para todo tipo de mezclas asfálticas utilizadas en la construcción also its use for all types of asphalt mixtures used in construction
de todo tipo de edificios, carreteras, autovfas, autopistas, caminos y afirmantes en cualquier tipo de suelos. of all types of buildings, roads, motorways, highways, roads and affirmants in any type of soil.
Claims (7)
- 1. one.
- Procedimiento de tratamiento de esmaltes cerámicos (alúmino-silicatos), bajo la Procedure of treatment of ceramic enamels (alumina-silicates), under the
- forma de lodos cerámicos, caracterizado porque los convierte en puzolanas form of ceramic sludge, characterized in that it converts them into pozzolans
- 5 5
- artificiales para su utilización como adición para todo tipo de cementos, artificial for use as an addition to all types of cements,
- hormigones y morteros, empleados para todo tipo de construcciones y también concrete and mortar, used for all types of constructions and also
- su utilización para todo tipo de mezclas asfálticas, que comprende las siguientes its use for all types of asphalt mixtures, which includes the following
- etapas: stages:
- a. Tratamiento previo de los lodos, tratamiento primario y tratamiento to. Pretreatment of sludge, primary treatment and treatment
- 10 10
- secundario por el procedimiento biológico. secondary by the biological procedure.
- b. Separación de las partes, Uquida y sólida. b. Separation of parts, liquid and solid.
- c. Ajustar el pH, el potencial pH, conductividad, salinidad y T.O.S. de la C. Adjust pH, pH potential, conductivity, salinity and T.O.S. of the
- porción Uquida, para su reutilización en la preparación de barbotinas Uquida portion, for reuse in the preparation of slippers
- cerámicas. Ceramics
- 15 fifteen
- d. Bombeo de la porción sólida a una densidad e 1.700 grn a una d. Pumping of the solid portion at a density of 1,700 grn at a
- eslrusionadora para obtener cilindros compactos, con una humedad que grinding machine to obtain compact cylinders, with a humidity that
- se elimina al pasarlos por un secadero horizontal. It is removed by passing them through a horizontal dryer.
- e. Envio de la porción sólida a unas torres verticales de secado, por aire and. Sending the solid portion to vertical drying towers, by air
- caliente en contracorriente a 500-6OQO e, lo que supone un tratamiento heat in countercurrent at 500-6OQO e, which is a treatment
- 20 twenty
- térmico elevado. high thermal
- f. Trituración del producto resultante, con recuperación de la fracción F. Crushing of the resulting product, with recovery of the fraction
- impalpable por precipitación electrostática, para que esté garantizado impalpable by electrostatic precipitation, so that it is guaranteed
- que la emisión de partrculas sólidas a la atmósfera sean inferiores a la that the emission of solid particles into the atmosphere is less than the
- penmijlda. Tratamiento térmico agresivo porque la molturación se realiza penmijlda. Aggressive heat treatment because grinding is done
- 25 25
- con aporte de calor, por aire caliente en contracorriente, a una with heat input, by hot air in countercurrent, at a
- temperatura entre 500" y 600' C. temperature between 500 "and 600 'C.
- 2. 2.
- Procedimiento de la reivindicación 1, en el que en la fase c) se ajusta los valores Method of claim 1, wherein in phase c) the values are adjusted
- del pH hasta que se encuentre en los siguientes rangos: pH until it is in the following ranges:
- -pH 8 Y 11 -Potencial pH -90 Y -120 -pH 8 Y 11 -Potential pH -90 Y -120
- 30 30
- -Conductividad en microsiemens/cm 900 y 1100 -Conductivity in microsiemens / cm 900 and 1100
- -TOS en mgn 500 y 600 -Salinidad entre 0.3 y 0.6 -TOS in mgn 500 and 600 -Salinity between 0.3 and 0.6
- 3. 3.
- Procedimiento de la reivindicación 1, en el que en la fase e) se realiza el secado Method of claim 1, wherein in phase e) drying is performed
- en secaderos horizontales continuos hasta un 0.5% del contenido en H20. in continuous horizontal dryers up to 0.5% of the content in H20.
- Incluye tratamiento térmico elevado que aumenta la actividad puzolánica de los It includes high heat treatment that increases the pozzolanic activity of the
- 35 35
- alúmino-silicatos. alumina-silicates.
- 4. Four.
- Procedimiento de la reivindicación 1, en el que durante la fase f) se realiza la The method of claim 1, wherein during phase f) the
- trituración del producto resultante hasta un tamaño de particula inferior a 45 crushing of the resulting product to a particle size less than 45
- micras. Incluye tratamiento térmico agresivo. microns It includes aggressive heat treatment.
- 5. 5.
- Producto obtenido por los procedimientos definidos en las reivindicaciones 1 a 4. Product obtained by the procedures defined in claims 1 to 4.
- 5 5
- El producto final tendrá las siguientes concentraciones en % comprendidas entre The final product will have the following concentrations in% between
- --
- Ca04y17 -MgO 0.5y 3 -5iO, 40 y 65 -ZrO, 3y9 -6,0 31 y3 Ca04y17 -MgO 0.5y 3 -5iO, 40 and 65 -ZrO, 3y9 -6.0 31 y3
- --
- AL,0 310 y 20 -K,01y5 -Na,O 0.5y 3 -Zn02y8 -Fe,0 3 0.5 y 3 AL, 0 310 and 20 -K, 01y5 -Na, O 0.5y 3 -Zn02y8 -Fe, 0 3 0.5 and 3
- Estando además comprendida la suma de los porcentajes Si02, Ab03, y Fe20 3, The sum of the percentages Si02, Ab03, and Fe20 3 being also included,
- entre los valores 60 y 80. between values 60 and 80.
- 6. 6.
- Uso del producto obtenido según el procedimiento definido en las Use of the product obtained according he process definite in the
- 15 fifteen
- reivindicaciones 1 a 4, como adición para todo tipo de cementos, hormigones y claims 1 to 4, as an addition to all types of cements, concretes and
- morteros, empleados para todo tipo de construcciones y edificaciones. mortars, employees for all types of constructions and buildings.
- 7. 7.
- Uso del producto obtenido según el procedimiento definido en las Use of the product obtained according he process definite in the
- reivindicaciones claims
- 1 a 4, como adición para todo tipo de mezclas asfálticas one to 4, how addition for all from blends asphalt
- utilizadas used
- en la construcción de carreteras, autovías, autopistas, caminos y in road construction, highways, highways, roads Y
- 20 twenty
- afirmantes en cualquier tipo de suelos. affirmative in any type of soil.
- 25 25
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