ES2277755A1 - Preparation of soluble anhydrite product from natural calcium sulfate, involves use of single heating step without any subsequent forced cooling - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de obtención de un producto a base de anhidrita III soluble y anhidrita II ligeramente soluble a partir de sulfato de calcio natural o subproductos de éste y producto así obtenido. El procedimiento presenta una única etapa de calentamiento sin enfriamiento forzado posterior, ya que la propia molienda del producto provoca el enfriamiento natural de las partículas por el mero contacto de las unas con las otras, donde la presencia de un agente fluidificante en la mezcla hace que se obtengan unas resistencias a la compresión del orden de 20 MPa a las 5 horas, 45 MPa a las 24 horas y más de 80 MPa a los 28 días. El producto así obtenido presenta una buena resistencia al fuego y una importante estabilidad frente a la humedad.Procedure for obtaining a product based on soluble anhydrite III and slightly soluble anhydrite II from natural calcium sulfate or by-products thereof and the product thus obtained. The procedure presents a single heating stage without subsequent forced cooling, since the grinding of the product itself causes the natural cooling of the particles by mere contact with one another, where the presence of a fluidizing agent in the mixture makes them compressive strengths of the order of 20 MPa after 5 hours, 45 MPa after 24 hours and more than 80 MPa after 28 days are obtained. The product thus obtained has good fire resistance and significant stability against humidity.
Description
Procedimiento de obtención de un producto a base de anhidrita III soluble y anhidrita II ligeramente soluble a partir de sulfato de calcio natural o subproductos de éste y producto así obtenido.Procedure for obtaining a product based of soluble anhydrite III and slightly soluble anhydrite II from of natural calcium sulfate or by-products thereof and product as well obtained.
La presente invención tiene por objeto un procedimiento de obtención de un producto a base de anhidrita III soluble y anhidrita II ligeramente soluble a partir de sulfato de calcio natural o subproductos de éste. El producto así obtenido presenta una buena resistencia al fuego y una importante estabilidad frente a la humedad.The present invention aims at a procedure for obtaining an anhydrite-based product III soluble and anhydrite II slightly soluble from sulfate natural calcium or byproducts of it. The product thus obtained It has a good fire resistance and an important stability against moisture.
Caracteriza el procedimiento una única etapa de calentamiento sin enfriamiento forzado posterior, ya que la propia molienda del producto provoca el enfriamiento natural de las partículas por el mero contacto de las unas con las otras, siguiendo el proceso de fabricación la siguiente secuencia: horno, silo, moledora y silo.The procedure characterizes a single stage of heating without subsequent forced cooling, since the own Product grinding causes the natural cooling of the particles by mere contact with each other, following the manufacturing process the following sequence: oven, silo, grinder and silo.
Así mismo, caracteriza la invención la presencia de un agente fluidificante en la mezcla que presenta un porcentaje de anhidrita II ligeramente soluble no menor del 30%, que junto con arena, hace que se obtengan unas resistencias a la compresión del orden de 20 MPa a las 5 horas, 45 MPa a las 24 horas y más de 80 MPa a los 28 días.Likewise, the invention characterizes the presence of a fluidizing agent in the mixture that has a percentage of slightly soluble anhydrite II not less than 30%, which together with sand, causes resistance to compression of the order of 20 MPa at 5 hours, 45 MPa at 24 hours and more than 80 MPa at 28 days.
Son conocidos en el estado de la técnica, procedimientos para obtener, a partir de sulfato cálcico, anhidrita III por enfriamiento súbito, por ejemplo, utilizando una doble camisa de agua. El producto así obtenido es estable a la humedad y su porcentaje de anhidrita III es superior al 75%, pero la calidad de los cristales en la rehidratación es dispar, debido a que solo se consigue refrigerar un porcentaje del sulfato cálcico que sale del horno, con lo que el producto refrigerado es de baja calidad.They are known in the state of the art, procedures to obtain, from calcium sulfate, anhydrite III by sudden cooling, for example, using a double water shirt The product thus obtained is stable to moisture and its percentage of anhydrite III is greater than 75%, but the quality of the crystals in rehydration is uneven, because only it is possible to refrigerate a percentage of the calcium sulfate that comes out from the oven, so that the refrigerated product is low quality.
En la patente francesa con número de publicación FR2767816 donde la temperatura de cocción está comprendida entre 220°C y 350°C y el enfriamiento se realiza por debajo de los 80°C, los órdenes magnitud en cuanto a resistencia mecánica son del orden de 22 MPa a las 24 horas, 30 MPa a los 8 días y más de 40 MPa a los 14 días, con un porcentaje de anhidrita III mayor del 85%.In the French patent with publication number FR2767816 where the cooking temperature is between 220 ° C and 350 ° C and cooling takes place below 80 ° C, the orders magnitude in terms of mechanical resistance are of the order from 22 MPa at 24 hours, 30 MPa at 8 days and more than 40 MPa at 14 days, with a percentage of anhydrite III greater than 85%.
También se conoce la solicitud europea EP05368009 de este mismo solicitante en el que también se utiliza una etapa de enfriamiento rápido en 3 minutos.The European application is also known EP05368009 of this same applicant in which it is also used a stage of rapid cooling in 3 minutes.
Todos estos inconvenientes quedan superados mediante la invención que ahora se procede a describir.All these inconveniences are overcome by the invention that is now described.
La presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de un producto a base de anhidrita III soluble y anhidrita II ligeramente soluble a partir de sulfato de calcio natural o subproductos de éste y producto así obtenido.The present invention relates to a procedure for obtaining an anhydrite-based product III soluble and anhydrite II slightly soluble from sulfate natural calcium or by-products of this and product thus obtained.
El sulfato cálcico es un material que, calentado a una temperatura entre 120°C y 180°C pierde una molécula y media de agua formando así el hemidrato cálcico. Éste, al rehidratarse forma una mezcla pastosa que fragua en pocos minutos y es utilizada en construcción para multitud de aplicaciones.Calcium sulfate is a material that, heated at a temperature between 120 ° C and 180 ° C it loses a molecule and a half of water thus forming calcium hemidrate. This one, when rehydrating forms a pasty mixture that sets in a few minutes and is used Under construction for many applications.
El sulfato cálcico o sus subproductos se introducen en el horno teniendo en cuenta la dimensión media de las partículas calculando de esta manera la temperatura y el tiempo de cocción.Calcium sulfate or its by-products are introduced into the oven taking into account the average size of the particles thus calculating the temperature and time of cooking.
La temperatura y tiempo de cocción son, para partículas de 15 mm, 400°C durante 6 minutos, mientras que para partículas de 50 \mum, 400°C durante unos segundos o 250°C durante 1 minuto.The temperature and cooking time are, for 15 mm particles, 400 ° C for 6 minutes, while stopping 50 µm particles, 400 ° C for a few seconds or 250 ° C for 1 minute
Las partículas tras la cocción presentan dos fases: una capa fina de anhidrita II ligeramente soluble a modo de protección que encapsula el núcleo que es de anhidrita III soluble, para evitar acelerar el procedo de fraguado de la mezcla.The particles after cooking have two phases: a thin layer of slightly soluble anhydrite II by way of protection that encapsulates the nucleus that is soluble anhydrite III, to avoid accelerating the setting process of the mixture.
De esta manera la parte exterior de las partículas se sitúa en torno a los 110°C-120°C mientras que el núcleo permanece a 260°C-300°C, con lo que el enfriamiento se realiza desde el núcleo hacia la parte exterior de las partículas.In this way the outside of the particles stands at around 110 ° C-120 ° C while the core remains at 260 ° C-300 ° C, with what cooling is done from the core to the part outside of the particles.
Después de mezclar el producto con hidróxido de cal, Ca(OH)_{2}, para su estabilización se lleva a la moledora mediante un silo de transición, donde al molerlo, se igualan por contacto las temperaturas del núcleo y de la parte exterior cuando el producto vuelve a salir al silo, presentando dicho producto normalmente un tamaño entre 1 y 30 \mum.After mixing the product with hydroxide lime, Ca (OH) 2, for stabilization is carried to the grinder by means of a transition silo, where to grind it, it match core and part temperatures by contact outside when the product returns to the silo, presenting said product normally a size between 1 and 30 µm.
Al añadir al producto un fluidificante se aumenta considerablemente la densidad del producto final que hace que presente una agresividad tolerable en el fraguado.By adding a fluidizer to the product, considerably increases the density of the final product that makes that presents a tolerable aggressiveness in the setting.
A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de un producto a base de anhidrita III soluble y anhidrita II ligeramente soluble a partir de sulfato de calcio natural o subproductos de éste y producto así obtenido.In view of the foregoing, the The present invention relates to a method of obtaining a product based on soluble anhydrite III and slightly anhydrite II soluble from natural calcium sulfate or by-products of this and product thus obtained.
Este procedimiento consiste en calentar las partículas de sulfato cálcico, que para un tamaño de grano de 15 mm, se realizará a 400°C durante 6 minutos, mientras que para partículas de tamaño de grano de 50 \mum, se realizará a 400°C durante unos segundos o 250°C durante 1 minuto preferentemente.This procedure consists in heating the particles of calcium sulfate, which for a grain size of 15 mm, it will be done at 400 ° C for 6 minutes, while for 50 µm grain size particles will be made at 400 ° C for a few seconds or 250 ° C for 1 minute preferably.
A continuación se extrae la muestra del horno sin realizar un enfriamiento rápido forzado, hasta que la parte exterior de las partículas se sitúa en torno a los 110°C-120°C mientras que el núcleo permanece a 260°C-300°C, decir, el producto presenta un núcleo cuya fase mayoritaria es anhidrita III soluble recubierto por una capa de anhidrita II.The sample is then removed from the oven without forced rapid cooling, until the part outside of the particles is around 110 ° C-120 ° C while the core remains at 260 ° C-300 ° C, that is, the product has a core whose majority phase is soluble anhydrite III coated by a layer of anhydrite II.
A continuación el producto se traslada hacia una moledora mientras se mezcla con una pequeña proporción de hidróxido de cal, Ca(OH)_{2} (entre 1% y 10%) con lo que se estabiliza la humedad existente.Then the product moves to a grinder while mixing with a small proportion of lime hydroxide, Ca (OH) 2 (between 1% and 10%) with that the existing moisture is stabilized.
En el proceso de molido se produce la rotura de las partículas con la consiguiente transferencia instantánea de calor que conlleva una homogeneización de la temperatura, elevando la resistencia de la anhidrita III soluble en la mezcla, con un porcentaje de anhidrita II no menor del 30%.In the grinding process the breakage of the particles with the consequent instant transfer of heat that implies a homogenization of the temperature, raising the resistance of soluble anhydrite III in the mixture, with a percentage of anhydrite II not less than 30%.
Una vez molido, al producto así obtenido, se le añade un fluidificante, preferentemente policarboxilato, que aumenta considerablemente la densidad del producto final, modifica la rehidratación y provoca un cambio en la estructura del cristal.Once ground, the product thus obtained, will be add a fluidizer, preferably polycarboxylate, which considerably increases the density of the final product, modifies rehydration and causes a change in the structure of the crystal.
De esta manera el porcentaje de agua que se necesita agregar a la mezcla es muy bajo, del orden del 22%-24%, con lo que se aumentar su resistencia mecánica, que es del orden de 20 MPa a las 5 horas, 45 MPa a las 24 horas y más de 80 MPa a los 28 días.In this way the percentage of water that is need to add to the mix is very low, of the order of 22% -24%, thereby increasing its mechanical resistance, which is of the order of 20 MPa at 5 hours, 45 MPa at 24 hours and more than 80 MPa at 28 days.
Además, incorporando a la mezcla un porcentaje de cemento SR, bajo en aluminato tricálcico, se consigue una absorción del agua inferior al 2,5%, haciendo el producto apto para aplicaciones en ambientes exteriores.In addition, incorporating into the mix a percentage SR cement, low in tricalcium aluminate, you get a water absorption less than 2.5%, making the product suitable for applications in outdoor environments.
No alteran la esencialidad de esta invención variaciones en materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos componentes, descritos de manera no limitativa, bastando ésta para proceder a su reproducción por un experto.They do not alter the essentiality of this invention variations in materials, shape, size and arrangement of component elements, described in a non-limiting manner, sufficient this one to proceed to its reproduction by an expert.
Claims (6)
- \bullet?
- un calentamiento de las partículas de sulfato de calcio que da lugar a la aparición de anhidrita III en el núcleo y anhidrita II en la superficie de las partículas, donde a continuacióna warming of the Calcium sulfate particles that gives rise to the appearance of anhydrite III in the nucleus and anhydrite II on the surface of the particles where next
- \bullet?
- se traslada el producto hacia una moledora mientras se mezcla con hidróxido de cal, Ca(OH)_{2} para estabilizar la humedad existente, donde a continuaciónthe product is moved to a grinder while mixing with lime hydroxide, Ca (OH) 2 to stabilize the existing humidity, where next
- \bullet?
- el producto es molido produciéndose un enfriamiento no forzado por contacto entre partículas,the product is ground producing a non-forced cooling by contact between particles,
- \bullet?
- añadiéndole después un fluidificante, preferentemente policarboxilato, que aumenta la densidad del producto final, cambia la estructura de los cristales en la rehidratación y proporciona un producto con una elevada resistencia mecánica.adding a fluidizer, preferably polycarboxylate, which increases the density of the final product, the structure of the crystals changes in rehydration and provides a product with a high mechanical strength.
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| WO1997007073A1 (en) * | 1995-08-15 | 1997-02-27 | United States Gypsum Company | Method and system for multi-stage calcining of gypsum to produce an anhydrite product |
| FR2767816A1 (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-05 | Jean Couturier | Stable alpha anhydrite-based hydraulic binder used as cement |
| EP1702897A1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-20 | Jean Couturier | Process for treatment of gypsum or plaster |
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2005
- 2005-09-01 ES ES200502137A patent/ES2277755B1/en not_active Withdrawn - After Issue
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