FR2486929A1 - Procede de preparation et d'expansion de fines particules minerales de perlite - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PREPARATION DE FINES MINERALES DE PERLITE DESTINEES A L'EXPANSION. LES FINES MINERALES SONT TRAITEES AVEC UN AGENT AGGLOMERANT QUI PRESENTE UNE PHASE LIQUIDE VISQUEUSE A UNE TEMPERATURE SUPERIEURE A LA TEMPERATURE AMBIANTE MAIS INFERIEURE A LA TEMPERATURE CRITIQUE DE DESHYDRATATION DES FINES DE PERLITE. LES AGENTS AGGLOMERANTS SONT AVANTAGEUSEMENT DES ACIDES DU BORE, PRINCIPALEMENT LES ACIDES ORTHOBORIQUE ET METABORIQUE. LES FINES ET L'AGENT AGGLOMERANT SONT MELANGES DE PREFERENCE A SEC PUIS CHAUFFES A LA TEMPERATURE DE LA PHASE LIQUIDE VISQUEUSE ET MAINTENUS A CETTE TEMPERATURE PENDANT UNE COURTE PERIODE TANDIS QUE LE LIQUIDE REVET AU MOINS UNE PARTIE DESDITES FINES ET EFFECTUE L'AGGLOMERATION. LES FINES AGGLOMEREES PEUVENT ENSUITE ETRE MISES EN EXPANSION DANS UN EXPANSEUR CLASSIQUE. LES MATIERES EXPANSEES RESULTANTES ONT DES PROPRIETES ESSENTIELLEMENT IDENTIQUES A CELLES DE LA PERLITE EXPANSEE NORMALE ET PEUVENT ETRE UTILISEES COMME CHARGES ISOLANTES ET AGREGATS LEGERS.

Description

La présente invention concerne le traitement

de la matière minérale appelée perlite. Elle a plus par-

ticulièrement trait à un procédé de transformation de

fines particules minérales de perlite en perlite expansée.

La perlite est une matière minérale d'origine

volcanique qui entre généralement dans la classe rhyoliti-

que. Une caractéristique de la perlite réside dans le

fait qu'elle contient un pourcentage d'eau liée de plu-

sieurs unités. Si l'on chauffe rapidement de la perlite

à une température de l'ordre de 870'C, l'eau est transfor-

mée en vapeur et la perlite "éclate", c'est-à-dire qu'elle se dilate rapidement en acquérant une densité beaucoup plus faible. Le degré de dilatation ou d'expansion est

ordinairement de 4 à 20 fois le volume initial et la den-

sité apparente finale des granules de perlite expansée se situe normalement dans la plage d'environ 0,06 à 0,08 g/cn

en vue de l'application comme charges isolantes, ou d'en-

viron 0,11 à 0,24 g/cm3 en vue de l'utilisation comme

agrégat pour le plâtre. (Le mécanisme exact de l'expan-

sion sous l'effet de l'eau est très complexe; on renvoie à Lehmann et collaborateurs, Therucanalytic Research on Perlite and Perlite-Type Rocks", Tonind.-Ztg, volume , N0 7, pages 271-274 (1976). Toutefois, aux fins de

la présente invention, la description simplifiée,. donnée

ci-dessus, de l'expansion est entièrement satisfaisante).

La perlite est normalement expansée dans des

chambres verticales de grande dimension appelées "expan-

seurs". A la base de chaque expanseur se trouve un brû-

leur produisant une flamme. On fait tomber la perlite dont on désire l'expansion, en pluie dans l'expanseur en un point situé au-dessus de la flamme et les gouttes traversent la zone chaude créée par la flamme. Dans cette zone chaude, les particules de perlite se dilatent et en raison de leur volume expansé, elles rebroussent chemin et sont déchargées à la partie supérieure de la chambre

d'expansion, entraînées dans le courant de gaz d'échappe-

ment. La conduite d'un expanseur normal pour perlite est illustrée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 2 572 484, et une autre variante est décrite dans

le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2 639 132.

On a trouvé au cours des années que la perlite

devait, pour subir une expansion satisfaisante, se pré-

senter sous la forme de particules ou de granules ayant un diamètre supérieur à environ 74 hum et pouvant aller jusqu'à environ 6 mm. Des particules plus grandes ne

subissent pas une expansion correcte parce que leur -

poids les attire trop rapidement à travers la zone de

flamme pour qu'elles soient chauffées jusqu'à la tempé-

rature d'expansion et, en outre, leur dimension plus grande et leur structure plus résistante empêchent la chaleur de pénétrer jusqu'au centre de la particule pour transformer l'eau en vapeur et empêchent également la vapeur de faire "éclater" totalement la particule rigide de grand diamètre. La présence de ces particules assez grandes dans la perlite avant l'expansion ne pose pas de problèmes importants à celui qui traite la perlite parce que des matières d'une telle dimension peuvent être aisément éliminées par tamisage de la matière première

chargée dans les expanseurs et elles peuvent être recy-

clées à l'installation de broyage ou autres installations de réduction de diamètre pour ramener les grands granules

au diamètre optimal pour l'expansion.

Toutefois, à l'autre extrémité de l'échelle

des diamètres, la matière que l'on appelle "fines miné-

rales" dont les diamètres de particules ne dépassent pas 74 gm posent en fait un problème important à celui qui traite la matière minérale. Ces matières ne subissent pas une expansion convenable parce que leur légèreté et leur petit diamètre provoquent leur entraînement dans le courant sortant d'air et de gaz dans un expanseur avant qu'elles ne soient tombées suffisamment loin pour atteindre la température convenable d'expansion. De plus, ces matières fines ne se déplacent pas convenablement

dans les installations normalement en usage pour la manu-

tention des matières minérales, dont l'alimentation s'effectue d'ordinaire en partie par gravité. En conséquence, dans le passé, les producteurs de matières

minérales ont considéré que les fines constituaient essen-

tiellement une matière résiduaire, bien que ces fines-

non expansées aient pu trouver des usages dans une cer-

taine mesure (voir par exemple le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 4 175 158). Toutefois, en général, attendu que le marché le plus important pour les produits à base

de perlite résident dans les perlites expansées, l'inté-

rêt de celui qui traite la matière minérale est d'expan-

ser autant de matière première minérale que possible.

Il serait possible de traiter cette matière fine si les fines particules individuelles étaient agglomérées en éléments de plus grand diamètre tombant

dans la plage de diamètres de particules pour l'expan-

sion classique de perlite. Toutefois, jusqu'à présent, les procédés connus d'agglomération des "fines de perlite" ont été des procédés destinés à être appliqués à une matière déjà expansée. Dans le procédé d'expansion, la

perlite (qui est une matière plutôt fragile) tombe sou-

vent en morceaux lors de l'expansion en laissant une

quantité appréciable de fragments de perlite expansée.

Ces fragments sont eux-mêmes souvent appelés "fines" mais il y a lieu de remarquer qu'il s'agit de "fines expansées" en constrate avec les "fines minérales" qui ne sont pas

expansées et qui font l'objet de la présente invention.

Les brevets des Etats-Unis d'Amérique No 3 235 635 et

N' 4 175 158 décrivent tous deux des procédés d'agglomé-

ration des fines de perlite expansée par addition d'eau,

d'un agent fondant ou, dans le cas du brevet des Etats-

Unis d'Amérique N0 4 175 158 précité, d'acide borique.

Toutefois, le chauffage et le maintien des fines expan-

sées de perlite à des températures de l'ordre d'environ 650 à 9250C font partie intégrante des deux procédés en question. A ces températures, les matières fondantes telles que le carbonate de sodium anhydre ou B 203 (dérivé de l'oxyde borique) ont pour effet d'agglomérer les fines expansées de perlite en granules plus grands. Mais ces procédés ne sont pas applicables à des fines minérales de perlite parce que l'exposition de la perlite à de telles températures a pour effet ou bien de la faire éclater (si l'exposition à la température est rapide) ou bien de vaporiser lentement l'eau d'hydratation et de l'éliminer de la particule minérale (si la perlite est lentement portée à cette température), en ne laissant, de la sorte, pas d'eau d'hydratation qui puisse faire

ensuite éclater la perlite.

Il serait par conséquent très désirable de dis-

poser d'un procédé par lequel-la matière constituant les fines dans la perlite brute puisse être agglomérée à des températures relativement basses pour produire des

particules de diamètre favorable à une expansion classi-

que. La présente invention réside dans un procédé de préparation de fines minérales de perlite en vue de l'expansion, procédé qui consiste à mélanger des fines de perlite avec un agent agglomérant, ce dernier ayant une phase liquide visqueuse à une température au-dessus

de la température ambiante mais au-dessous de la tempé-

rature critique de déshydratation des fines de perlite et la phase liquide visqueuse étant capable de revêtir

au moins partiellement les fines minérales de perlite.

Ensuite, les fines minérales de perlite sont agglomérées

par chauffage du mélange des fines et de l'agent agglo-

mérant à une température à laquelle ce dernier existe dans la phase liquide visqueuse et maintien de cette température pendant une période suffisante pour obtenir

l'agglomération des fines par l'agent agglomérant.

Selon un autre de ses aspects, l'invention consiste à préparer les fines minérales de perlite en vue de l'expansion de la manière décrite cidessus en

chauffant ensuite rapidement les fines minérales prépa-

rées de perlite à une température à laquelle ces fines

subissent l'expansion.

Les agents agglomérants que l'on apprécie sont

des matières du type de l'acide borique.

La présente invention implique le traitement de fines minérales de perlite pour les rendre aptes à l'expansion dans un expanseur classique pour perlite. La portion "fine" de la perlite, comme déterminé après que la roche a été, de façon classique, épurée, broyée, tami- sée et autrement préparée à l'expansion, est normalement définie comme étant la portion de la roche qui existe

en particules dont les diamètres ne dépassent pas 74 am.

Toutefois, il y a lieu de remarquer qu'il n'y a pas de démarcation absolue et distincte entre des matières considérées comme des "fines" et des particules plus grandes de perlite considérées comme étant une perlite classique susceptible d'expansion. Ainsi, bien qu'une perlite en particules dont le diamètre ne dépasse pas 74 gm soit généralement considérée comme constituant des

fines minérales de perlite, des particules dont le dia-

mètre est supérieur à 74 gm peuvent aussi être considérées

comme des particules "fines" dans certaines circonstances.

Par exemple, dans la plupart des dispositifs classiques pour la séparation de particules d'après leurs diamètres,

il n'y a pas de coupure nette des particules à un dia-

mètre spécifié. Il existe plutôt une distribution des diamètres de particules, le segment principal ayant la dimension spécifiée, mais la totalité des particules séparées contenant également un peu de matière de diamètre plus grand et/ou de diamètre plus petit. Il en est ainsi de la séparation industrielle de la perlite, o la fraction appelée "fines minérales" contient normalement

une portion de particules dont les diamètres sont supé-

rieurs à 74 Dm. Par conséquent, aux fins de la présente invention, les "fines minérales" qui sont agglomérées de façon bénéfique par le procédé de l'invention seront définies comme étant un mélange de particules de perlite dont au moins 50 % et de préférence au moins 70 % ont

des diamètres n'excédant pas 74 Dam.

Après que les fines minérales de perlite (comme défini ci-dessus) ont été séparées du reste de la perlite par des opérations classiques d'extraction minière, de séchage, de broyage, de tamisage et autres opérations utilisées dans l'industrie de la production de perlite

pour préparer des matières premières destinées à l'expan-

sion, les fines sont traitées conformément à la présente ivnention. Elles sont tout d'abord mélangées avec un agent agglomérant convenable ayant les propriétés qui seront indiquées ci-après. Un tel agent agglomérant est avantageusement une matière solide aux températures

ambiantes et cet agent a été très avantageusement subdi-

visé en particules solides ayant à peu près le même diamètre que les fines de perlite. Ces dernières et l'agent agglomérant sont mélangés et agités à sec au moyen d'un dispositif classique d'agitation, par exemple des mélangeurs à contre-courant à agitateur double hélicoïdal pour former de préférence un mélange sec de fines et d'agent agglomérant. Lorsque l'agent agglomérant est un liquide ou lorsqu'il a un composant liquide dans les conditions ambiantes, il est désirable de mélanger les fines et l'agent agglomérant puis de sécher le mélange

pour faciliter la manutention subséquente de ce dernier.

L'agent agglomérant est une matière qui est compatible avec la perlite et qui a une phase liquide visqueuse à une température au-dessus de la température

ambiante mais au-dessous de la température de déshydrata-

tion de la perlite. La phase liquide visqueuse doit être une phase qui effectue un revêtement au moins partiel des fines de perlite avec le liquide. Des matières qui présentent de telles phases liquides aux températures

indiquées mais qui n'effectuent pas en même temps ce revê-

tement ne conviennent pas aux fins de la présente inven-

tion. Des exemples de matières qui ont été mises à

l'épreuve mais qui se sont montrées inaptes sont le sili-

cate de sodium hydraté et le carbonate de sodium hydraté ("carbonate de soude"). Les matières appréciées qui satisfont aux conditions requises sont des matières du type de l'acide borique, notamment l'acide orthoborique

(H3BO3) et l'acide métaborique (HBO2). L'acide ortho-

borique est une poudre incolore ou blanche aux températures ambiantes, ayant une densité de 1,43. A une température d'environ 170 C, l'acide orthoborique est transformé en acide métaborique. Ce dernier est une matière solide cristalline blanche aux températures ambiantes, avec une densité d'environ 2,49. A environ 236 C, l'acide méta- borique fond en formant un liquide visqueux qui peut contenir certains cristaux et qui se recristallise lors du mfroidissement. Le changement de phase de l'acide métaborique passant de l'état solide à l'état liquide au point de fusion entraîne aussi une élévation de la surface spécifique d'un facteur 10 environ. Ce liquide forme aisément un revêtement sur les particules fines

de perlite.

Des commentaires sur les acides du bore et l'acide métaborique liquide visqueux sont donnés par Kracek et collaborateurs dans "The System, WaterBoron Oxide" Amer. J. of Sci., volume 35-A, pages 143-171 (1938); De Bore (éditeur), Reactivity of Solids (1961), chapitre rédigé par Dollimore et collaborateurs, "The Kinetics of The Thermal Decomposition of Some Substances Which Decompose to Oxides, and the Production of Active Solids by Such Processes", pages 627-637; Kemp, The Chemistry of Borates: Partie I (1956), pages 9-21; et Kirck-Othmer (éditeurs) Encyclopedia of Chemical Technology

(3ème édition, 1978), volume 4 pages 67-77.

L'agent agglomérant peut être présent en toutes quantité de 0,1 à environ 10 % en poids sur la base du poids des fines minérales de perlite,l'agent étant de

préférence présent en proportion de 0,5 à 3 % en poids.

Après le mélange des fines minérales de perlite et de l'agent agglomérant, les matières mélangées sont soumises à un chauffage à une température à laquelle

l'agent agglomérant est converti en la phase liquide vis-

queuse, température qui toutefois ne dépasse pas la

"température critique de déshydratation" de la perlite.

Aux fins de la présente invention, l'expression "tempé-

rature critique de déshydratation" représente en fait la relation tempstempérature. Il est connu que l'aptitude de la perlite à subir l'expansion est en

général basée sur le fait que l'eau liée est essentielle-

ment en totalité convertie simultanément en vapeur, en sorte que l'expansion de l'eau qui s'évapore provoque l'expansion de la perlite au moment o elle cherche à s'échapper de la particule. Toutefois, si l'eau liée est vaporisée lentement, chaque incrément d'eau vaporisée a le temps de se diffuser ou d'émigrer lentement hors de la particule non expansée, en laissant finalement la particule de perlite dépourvue d'eau à un point tel qu'un chauffage rapide de la particule dans des conditions normales d'expansion n'entraîne pas l'expansion. Cette "déshydratation" lente de la particule (qui est "lente" comparativement à la vitesse de la vaporisation normale provoquant l'expansion) a lieu à des vitesses variables qui dépendent à la fois de la température à laquelle

la perlite est exposée et aussi de la durée de cette expo-

sition. A mesure que la température croit, la durée d'exposition nécessaire pour effectuer une déshydratation

suffisante pour empêcher l'expansion décroît. (Naturelle-

ment, à une température suffisamment haute, la vaporisa-

tion a lieu si rapidement et si uniformément à travers la particule que l'expansion est déclenchée,-attendu que l'eau vaporisée ne dispose pas d'un temps suffisant pour s'échapper de la particule par migration et/ou par diffusion). En général, à des températures inférieures à environ 5400C et notamment au-dessous d'environ 370'C, une déshydratation notable n'a pas lieu dans les temps nécessaires pour la liquéfaction et l'application de l'agent agglomérant. Par conséquent, l'influence du temps peut être simplifiée de façon simple par conduite de la liquéfaction et de l'application de l'agent agglomérant à une température au-dessous de la "température critique de déshydratation", c'est-à-dire la température à laquelle la durée de la liquéfaction et de l'application serait la durée minimale nécessaire pour qu'une déshydratation

importante puisse avoir lieu.

Normalement, le mélange à sec et le chauffage sont conduits dans des étapes séparées mais se suivant de près. Toutefois, on peut les conduire simultanément en utilisant un mélange chauffé. A titre de variante, si l'agent agglomérant est une matière stable, le mélange

peut avoir lieu bien avant le chauffage, la matière mélan-

gée étant simplement conservée jusqu'au moment de son chauffage. Cela permettrait également de conduire le mélange et le chauffage en des lieux séparés qui peuvent même

être très distants l'un de l'autre.

La durée de maintien à la température indiquée

dépend de l'agent agglomérant particulier que l'on utilise.

Pour les acides du bore, on a constaté qu'une durée de

4 minutes à 3150C permettait une agglomération très satis-

faisante de fines de perlite. La durée de chauffe devrait être maintenue aussi courte que possible tout en permettant

une bonne agglomération à cause de la tendance de la per-

lite à se déshydrater pendant des périodes prolongées de chauffage même à des température relativement basses. Des

durée de chauffage de l'ordre de 1 à 20 minutes, de pré-

férence 3 à 10 minutes, sont considérées comme étant tout

à fait satisfaisantes.

Selon un aspect de l'invention, les fines miné-

rales de perlite dont le chauffage avec l'agent agglomé-

rant est accompli, sont transférées directement dans un

expanseur de perlite dans lequel elles sont expansées.

Cela est tout à fait réalisable lorsque l'expanseur est

en association avec une chambre de préchauffage dans la-

quelle le mélange de perlite et d'agent agglomérant peut être disposé en vue du chauffage. La chambre de préchauffage décharge son contenu dans le système d'alimentation de l'expanseur, en sorte que les fines minérales agglomérées

de perlite peuvent être chargées directement dans l'expan-

seur en vue de leur expansion. Toutefois, à titre de variante, l'agent agglomérant est un agent qui peut être refroidi puis rapidement remis en fusion au cours de l'expansion. Cela permettrait à l'opérateur traitant la perlite d'agglomérer les fines minérales avec l'agent agglomérant sur le chantier d'extraction, dans le broyeur ou sur un autre site d'extraction ou de préparation de la roche, puis de conserver ou d'expédier les fines minérales de

perlite agglomérées vers un site éloigné en vue de l'ex-

pansion, les fines agglomérées étant chargées directement dans le circuit d'alimentation de l'expanseur sans autre

chauffage quel qu'il soit. Cela constitue le mode préfé-

ré de manutention, de traitement thermique et d'expansion.

Il en est ainsi en raison de plusieurs facteurs: 1) beau-

coup d'expanseurs de perlite ont une capacité assez

faible et ne disposent pas, conjointement, d'un appareilla-

ge de chauffage. En conséquence, l'opérateur désirant uti-

liser ce procédé en association avec l'expansion de per-

lite serait fréquemment obligé d'adjoindre un appareil de chauffage à son appareillage d'expansion de perlite, à des frais considérables. 2) Une fois que l'acide borique a été appliqué sur les particules de perlite, les deux composants ne subissent pas de ségrégation comme ils le

feraient s'ils étaient simplement réunis en un simple mé-

lange à sec. 3) On peut obtenir un produit plus homogène formé de fines agglomérées, attendu que celui qui extrait la roche traite les fines minérales de perlite et peut donc conduire une seule et même opération, au lieu qu'il

existe plusieurs utilisateurs différents traitant la per-

lite ou les fines dans divers types différents de mélan-

geurs, d'appareils de chauffage, et dans des conditions

peut-être très différentes. Ces opérations de refroidisse-

ment, de réchauffage et de refonte sont tout à fait réa-

lisables lorsque l'acide orthoborique est utilisé comme

3O agent agglomérant.

Une fois que les fines minérales de perlite ont

été agglomérées avec l'agent agglomérant et chauffées pen-

dant la durée convenable, elles sont prêtes à être expan-

sées dans un expanseur classique pour perlite. Comme in-

diqué ci-dessus, l'expansion peut faire immédiatement suite au traitement thermique ou bien elle peut être différée pendant une durée désirée quelconque. L'expansion des fines traitées de perlite est effectuée de la même manière que l'expansion classique des particules normales de perlite de plus grand diamètre. Les fines de perlite

peuvent être expansées elles-mêmes ou peuvent être incor-

porées en une charge commune aux particules originelles de perlite de diamètre normal. Les exemples suivants illustrent le procédé de

la présente invention. Dans ces essais, les matières miné-

rales normales formées de perlite et desfines de perlite

provenaient d'une extraction minière industrielle de per-

lite au Nouveau Mexique. On a utilisé des techniques clas-

siques d'extractiond'épuration, de broyage, de tamisage

et d'autres techniques de traitement de la roche. L'agglo-

mération a été effectuée avec de l'acide orthoborique en

quantités de 1 à 2 % en poids des fines minérales de per-

lite, comme indiqué. La portion de fines de la roche a été définie comme étant la portion dans laquelle 70 % des particules avaient un diamètre égal ou inférieur à 74 gym. Le chauffage du mélange de fines minérales et d'agent

agglomérant a été effectué pendant 4 minutes à 3150C.

Les essais constituant la "série A" illustrent l'expan-

sion de la perlite au poids expansé le plus faible que l'on puisse obtenir. Les essais de la "série B" sont des essais dans lesquels la perlite a été expansée à un poids correspondant à la plage de poids spécifique de 0,048 à 0,064 g/cm3, qui représente le poids spécifique classique

pour l'utilisation de la perlite comme charge isolante.

Les conditions de traitement ont été par ailleurs les mêmes que dans la "série A". L'expression "poids expansé" est souvent utilisée pour désigner la densité apparente

et indique la densité nominale d'une poudre non tassée.

Le tableau I ci-dessous indique les distributions de diamètre de particules des fines minérales de perlite et de la roche normale ainsi que de diverses matières expansées.

TABLEAU I: SERIE A

Pourcentage de matière supérieur au diamètre indiqué de particules Après expansion Fines minérales telles que reçues (a) _ _ Roche normale, telle que reçue (a)

Fines miné-

raies sans agglomération Fines agglomérées (1 % d'acide borique) Fines agglo- Roche mérées (2 % nrmale d'acide borique)

100

100

100

98 98

92 92

85

70

56 56

30

13 13

1 1

Diamètre moyen des particules, Remarque: a ) l'expression "telle que reçue" désigne la roche ou les fines minérales de l'art antérieur entièrement préparées comme charge pour l'expanseur, mais

pas encore expansées.

Diamètre

de parti-

cules, gm M'> Co o %O

Le tableau II ci-dessous illustre des pro-

priétés représentatives des matières expansées. L'expres-

sion "consommation d'énergie" désigne la quantité d'énergie

nécessaire à l'expansion de la matière indiquée.

TABLEAU II: SERIE A

Poids expansé Consormation d' éner-

g/cm3 Récupération, gie (a) % Cal/g Fines minérales non agglomérées 0,034 83,3 12 800 Fines agglomérées (1% d'acide borique) 0,029 90,0 5 520 Fines agglomérées (2% d'acide borique) 0,027 94,5 7 560 Roche normale 0,026 92, 9 10 200 Remarque: a) les résultats reproduits sur ce tableau sont valables pour un expanseur de faible capacité

(échelle du laboratoire). La consommation rela-

tive d'énergie par unité de poids de perlite devrait être 8 à 10 fois inférieure à celle

qui correspond à un expanseur à l'échelle in-

dustrielle. Il est évident d'après les résultats de ces essais que la perlite ou les fines agglomérées subissent l'expansion jusqu'à un diamètre et un poids expansé qui

équivalent essentiellement à ceux de la perlite normale.

Des résultats similaires sont reproduits sur les tableaux III et IV ciaprès pour les matière de la

"Série B".

TABLEAU III: SERIE B

Pourcentage de matière supérieur au diamètre indiqué de Darticules Après expansion Diamètre Fines minérales Roche normale, Fines miné- Fines agglomérées Fines agglo- Roche de parti- telles que telle que rales sans (1 % d'acide mérées (2 % cules, Pm reçues (a) reçue (a) agglomération borique) d'acide borique) normale

82 100 100 100 100 100

51 100 95 98 98 100

74 30 100 79 94 94 100

18 100 67 90 86 100

5 95 50 83 73 96

3 85 37 76 62 89

300 1 5 19 62 45 70

400 -- -- 9 36 24 44

600 -- -- 4 9 6 17

750 -- -- 1 2 2 6

900 -..1 1 1

Diamètre moyen des 41 165 150 340 260 375 particules, Nm Remarque: a) l'expression "telle que reçue" désigne la roche ou les fines minérales de l'art antérieur entièrement préparées comme charge pour l'expanseur, mais

pas encore expansées.

4- o o0 o. NO

TABLEAU IV: SERIE B

Poids expansé Consonmation d'éner-

g/cm3 Récupération, gie (a) %6 Cal/g Fines minérales non agglomérées 0, 056 89,1 8740 Fines agglomérées (1% d'acide borique) 0,048 92,4 5040 Fines agglomérées (2% d'acide borique) 0,056 94,4 4260 Roche normale 0, 059 93,6 9000 Remarque a) les résultats reproduits sur ce tableau sont valables pour un expanseur de faible capacité

* (échelle du laboratoire). La consommation rela-

tive d'énergie par unité de poids de perlite devrait être 8 à 10 fois inférieure à celle

qui correspond à un expanseur à l'échelle in-

dustrielle. Il est évident, d'après ces résultats, que les

fines agglomérées du procédé de l'invention, après expan-

sion, équivalent à la perlite expansée normale utilisée pour des charges isolantes. En outre, les résultats tant de la Série A que de la Série B indiquent que l'apport d'énergie nécessaire à l'expansion des fines agglomérées est considérablement plus faible que l'énergie nécessaire à l'expansion de perlite normale. De plus, les essais

aussi bien de la Série A que de la Série B indiquent clai- rement que les fines agglomérées de perlite offrent une

bien plus grande récupération et de bien plus grands dia-

mètres moyens des particules que les fines minérales expan-

sées de perlite sans aucune agglomération. Cette dernière propriété est particulièrement importante attendu que la valeur d'une perlite expansée comme charge isolante ou

charge pour ciment est directement proportionnelle au dia-

mètre des particules de la perlite.

La présente invention, qui a trait à l'industrie de l'expansion de la perlite, offre un intérêt particulier pour l'expansion de la fraction fine de la roche appelée perlite. Des perlites expansées trouvent des applications comme isolations thermiques dans des matériaux tels que des panneaux de couverture et des panneaux muraux isolants

pour des immeubles résidentiels, commerciaux et indus- -

triels. La perlite expansée trouve également des applica-

tions considérables comme enduit, plâtre et béton. Des panneaux destinés à la construction, formés des matières contenant des agrégats légers, sont utilisés lorsque la résistance mécanique n'est pas de première importance

mais lorsque la résistance au feu, l'isolation et la lé-

gèreté sont des considérations dominantes. Des applications représentatives comprennent l'installation intérieure de

hauts immeubles et l'aménagement de ponts à longue portée.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé de préparation de fines minérales de perlite destinées à l'expansion, caractérisé en ce

qu'il consiste à mélanger lesdites fines minérales de per-

lite avec un agent agglomérant qui a une phase liquide visqueuse à une température au-dessus de la température ambiante mais au-dessous de la température cri-tique de déshydratation desdites fines minérales de perlite, ladite phase liquide visqueuse étant capable de revêtir au moins partiellement lesdites fines minérales de perlite, et à agglomérer les fines minérales par chauffage du mélange

des fines de perlite et de l'agent agglomérant à une tempé-

rature à laquelle l'agent agglomérant existe sous la forme de ladite phase liquide visqueuse et à maintenir cette température pendant une période suffisante pour obtenir l'agglomération desdites fines minérales de perlite par

ledit agent agglomérant.

2. Procédé suivant la revendication 1, caracté-

risé en ce que les fines minérales de perlite comprennent un mélange de particules de perlite dont au moins 50 %, de préférence au moins 70 %,et notamment la quasi-totalité}

ont des diamètres n'excédant pas 74 gm.

3. Procédé suivant l'une des revendications 1

et 2, caractérisé en ce que le mélange est un mélange à sec et les fines minérales de perlite et l'agent agglomérant

sont sous la forme de poudres granulaires.

4. Procédé suivant l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 3, caractérisé en ce que l'agent agglomérant est un acide du bore, de préférence l'acide métaborique ou l'acide orthoborique, ledit acide orthoborique ayant

un point de transition en acide métaborique à une tempé-

rature au-dessous de la formation de ladite phase liquide visqueuse.

5. Procédé suivant l'une des revendications 1

et 2, caractérisé en ce que ladite température à laquelle l'agent agglomérant existe sous la forme d'une phase liquide visqueuse ne dépasse pas 5380C et de préférence

371 C.

6. Procédé d'expansion de fines minérales de

perlite, caractérisé en ce qu'il consiste à préparer les-

dites fines de perlite en vue de l'expansion conformément

au procédé de préparation suivant l'une des revendications

1 et 2 et à chauffer ensuite rapidement les fines minérales de perlite préparées à une température à laquelle lesdites

fines minérales de perlite subissent l'expansion.

7. Procédé suivant la revendication 6, caracté-

risé en ce que ladite expansion est conduite immédiatement

après ladite préparation.

8. Procédé suivant la revendication 7, caracté-

risé en ce que l'expansion est conduite dans une chambre d'expansion et les étapes de chauffage et de maintien de la température dudit procédé de préparation sont conduites dans une chambre de préchauffage adjacente à ladite chambre d'expansion.

9. Procédé suivant la revendication 6, caracté-

risé en ce que le procédé de préparation est achevé et les fines minérales de perlite préparées sont refroidies à la température ambiante avant d'être soumises à ladite expansion.

10. Procédé suivant la revendication 9, caracté-

risé en ce que la préparation. est conduite en un lieu distant de celui o ladite expansion est conduite à son

tour.