ES2450765B1

ES2450765B1 - Inertización de polvo de acería mediante su integración estabilizante en un material de construcción

Info

Publication number: ES2450765B1
Application number: ES201490007A
Authority: ES
Inventors: Ana Inés FERNÁNDEZ RENNA; Luisa Fernanda CABEZA FABRA; Camila BARRENECHE GÜERISOLI; Josep Maria Chimenos Ribera; Fernando ESPIELL ÁLVAREZ; Mercè SEGARRA RUBÍ; Cristian SOLÉ CUTRONA
Original assignee: Universitat de Barcelona UB; Universitat de Lleida
Current assignee: Universitat de Barcelona UB; Universitat de Lleida
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2016-03-04
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: WO2013014318A1; ES2450765A2; ES2450765R1

Abstract

Inertización de polvo de acería mediante su integración estabilizante en un material de construcción.#Grandes cantidades de polvo de acería (Electric Arc Furnace Dust, EAFD), independientemente de su origen, se pueden estabilizar y usar en una lámina de material sólido, de 2 mm y con valor comercial, obtenible bien por extrusión, bien por calandrado, bien por prensado en caliente, de una formulación composite obtenible mezclando: (i) uno o más polímeros capaces de formar una matriz sólida de polímero, en una cantidad global de 10-25%; (ii) uno o más materiales de cambio de fase (Phase Change Materials, PCM) de tipo orgánico, opcionalmente acompañados de aceite mineral, donde la cantidad total de PCM más aceite mineral es de 5-20%; y (iii) EFDA en un 40-80%. La lámina de material sólido puede usarse en la industria de la construcción, para simultáneamente proporcionar a los tabiques aislamiento acústico y almacenamiento de energía térmica.

Description

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DESCRIPCION

Inertizacion de polvo de acerfa mediante su integracion estabilizante en un material de construccion.

Esta invencion se refiere al ambito de la qufmica medioambiental, especfficamente a la inertizacion de un subproducto peligroso de la industria del acero.

ESTADO DE LA TECNICA

Una manera de producir acero es mediante afino de hierro en horno de arco electrico (electric arc furnace, EAF), en el cual el calor es suministrado por arcos electricos entre electrodos de carbono sumergidos en el metal fundido. La fusion y el afino ocurren simultaneamente despues de que la carga solida es sumergida bajo una capa de metal fundido. Este proceso se usa principalmente para el afino de chatarra de acero y para la reduccion directa de hierro. Temperaturas muy elevadas son generadas en el arco por plasma y especies volatiles son eliminadas eficazmente del metal. El polvo, llamado polvo de acerfa (electric arc furnace dust; EAFD) se genera durante el proceso. Se generan millones de toneladas de EAFD a nivel mundial, y se espera que aumente la cantidad de EAFD generado.

El EAFD tiene una mineralogfa compleja. Los analisis de difraccion de rayos X (X-ray diffraction, XRD) y de microscopfa electronica de barrido (scanning electron microscopy, SEM) revelan que los componentes mayoritarios del EAFD son principalmente oxido de hierro, oxido de zinc y ferrito de zinc, con la presencia de picos bien definidos de cloruro de sodio y cloruro de potasio. Debido a que se agrega oxido de calcio para desulfurar y eliminar el oxido de silicio del acero en el EAF, los compuestos de calcio estan presentes en varias concentraciones en el EAFD. El cloruro puede existir en una fase de cloruro de calcio con magnesio, hierro, zinc, plomo y cadmio. El arsenico tambien se encuentra frecuentemente. Los oxidos de los metales alcalinoterreos hacen que las suspensiones del EAFD sean altamente alcalinas.

Puesto que el EAFD contiene metales toxicos como el plomo, cadmio y arsenico, para los fabricantes de acero su tratamiento es un problema costoso y que requiere mucho tiempo. Las vfas mas comunes de gestionar los EAFD son el enviarlos a gestores externos para su vertido o el reciclaje. El EAFD esta catalogado como residuo toxico y peligroso en la mayorfa de pafses industrializados y esta clasificado en el Catalogo Europeo de Residuos como residuo peligroso que necesita tratamiento antes de su vertido final. Algunos de los procesos de tratamiento industrial del EAFD que han sido propuestos se mencionan en los parrafos siguientes.

Las tecnicas de estabilizacion/solidificacion han sido utilizadas para el tratamiento del EAFD antes de su vertido final en vertederos. La estabilizacion con cemento Portland es la alternativa mas economica, pero hay problemas con la disolucion de metales debido al elevado pH del lixiviado. Los procesos de vitrificacion se utilizan menos al tener elevados consumos energeticos.

Se pueden utilizar metodos para encapsular metales toxicos, pero estos metodos no son comercialmente interesantes, dado que comportan importantes inversiones y no hay recuperacion de metal.

Los procesos de extraccion en medio acido se pueden utilizar para tratar el EAFD y disolver los metales de interes. Puesto que el pH inherente a una suspension de polvo es mayor que 11, se requieren excesivas cantidades de acido en este proceso. Asf, la comercializacion de las extracciones acidas del EAFD no esta extendida.

Se utilizan procesos pirometalurgicos para eliminar plomo y zinc del EAFD mediante volatilizacion y condensacion de metales en una forma relativamente pura. Sin embargo, con los procesos pirometalurgicos no hay reciclaje del hierro al proceso de EAF. Ademas, pequenas partfculas de plomo u oxido de plomo son diffciles de eliminar completamente del vapor de salida. Por tanto una preocupacion por este proceso es la contaminacion por plomo de las areas vecinas.

Los procesos causticos en los cuales las etapas de lixiviacion y disolucion emplean qufmica sencilla que aprovecha la naturaleza anfoterica del zinc, plomo, estano, arsenico, selenio y aluminio, se pueden utilizar para tratar el EAFD, pero su interes comercial es menor.

Se ha descrito el proceso de incorporar el EAFD como una carga en una matriz polimerica para obtener una formulacion composite (nombre tomado del ingles composite, habitualmente usado para designar un material compuesto, tambien llamado simplemente "composite") que de lugar a una lamina pesada conformable y util para el aislamiento acustico en la industria del automovil (cf. M. Niubo et al., "A possible recycling method for high grade steels EAFD", Journal of Hazardous Materials 2009, vol. 171, pp. 1139-1144; M. Niubo et al., "Study of the effect of EAFD i polymer composites using DoE", in Eurofillers 2009 Symposium; "From macro to nanofillers for structural and functional polymer materials"; Alessandria, 21-25 Junes 2009). La formulacion composite tambien utiliza barita (BaSO4) y/o carbonato de calcio (CaCO3) como cargas. Esta tecnica tiene la limitacion de que solo puede ser utilizado el EAFD generado en la fabricacion de aceros de elevada calidad, ya que el EAFd resultante tiene contenidos pequenos de zinc, plomo y arsenico. La presencia de elementos como plomo, cromo, cadmio y/o mercurio en el EAFD proveniente de acerfas de acero al carbono imposibilita su utilizacion como carga de polfmeros para esta aplicacion puesto que los productos asf obtenidos sobrepasan los lfmites requeridos para los componentes de automocion. Ademas, el contenido de este EAFD especffico en la formulacion composite es

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inferior al 30% en peso, con un optimo alrededor de 25%. Este proceso de tratamiento no es por tanto adecuado para incorporar grandes cantidades del EAFD, ni para otros grados de EAFD.

Asf, aparentemente los problemas medioambientales del tratamiento del EAFD no estan resueltos satisfactoriamente con la tecnologfa actual.

EXPLICACION DE LA INVENCION

La presente invencion hace referencia al problema de la obtencion de un tratamiento alternativo, economicamente viable, de grandes cantidades de EAFD, sin importar el origen de este ultimo. Esto se logra por medio de una integracion estabilizante del EAFD en una nueva y valiosa formulacion composite que p. ej. pueda usarse de forma masiva en la industria de la construccion.

Asf, un aspecto de la presente invencion esta relacionado con la provision de una formulacion composite obtenible mezclando un conjunto de materiales que comprende los siguientes ingredientes, en las cantidades indicadas, expresadas como porcentajes masicos respecto al peso total de la formulacion: (i) uno o mas polfmeros capaces de formar una matriz solida de polfmero, en una cantidad global de 10-25%; (ii) uno o mas materiales de cambio de fase (phase change materials, PCM) de tipo organico, opcionalmente acompanados de aceite mineral, donde la cantidad total de PCM mas aceite mineral es de 5-20%, preferiblemente 10-20%; y (iii) el EAFD, en un 40-80%, preferiblemente en un 50-75%, con la condicion de que la suma total de las cantidades de ingredientes no es superior al 100%

En realizaciones particulares los polfmeros capaces de formar una matriz solida de polfmero comprenden elastomeros termoplasticos. En realizaciones preferidas los elastomeros termoplasticos son del grupo de: copolfmeros de polietileno-co-vinil acetato (EVA), resinas de plastomero a base de etileno, cauchos de copolfmero estireno, copolfmeros de etileno-octeno, monomeros de etileno-propileno-dieno (ethylene-propylene-diene monomers, EPDM), y polietilenos de baja densidad lineales (linear low-density polyethylenes, LLDPE). En la realizacion ilustrada en la descripcion detallada se usan mezclas de un EVA con acetato de vinilo, y la resina de plastomero a base de etileno vendida bajo la marca Exact 8201. La matriz solida de polfmero actua como un aglutinante de las partfculas del EAFD. Para mezclar los polfmeros, puede usarse una pequena cantidad de dispersante. Una pequena cantidad de estearato de zinc (0.05-1.0%, preferiblemente 0.1 -0.3%) es especialmente adecuada.

El uso en la industria de la construccion de PCM, tanto organicos como inorganicos, es bien conocido (cf. p.ej. L. F. Cabeza et al., "Materials used as PCM in thermal energy storage in buildings: A review", Renewable and Sustainable Energy Reviews 2011, vol. 15, pp. 1675-1695, y sus referencias). En realizaciones particulares de la presente invencion, los PCM organicos en las formulaciones composite son parafinas (mezclas de hidrocarburos alifaticos de cadena larga), especialmente las que tienen puntos de fusion dentro del rango 15-30 °C (temperatura de confort humano). Pueden usarse otros PCM organicos, tales como esteres de acidos grasos con puntos de fusion similares. Ademas de aumentar la inercia termica del elemento de construccion, los PCM tambien actuan como lubricantes durante la preparacion de la formulacion composite. En el caso de que fuera necesaria mas lubricacion a lo largo del procedimiento de preparacion, los PCM pueden complementarse con algo de aceite mineral. Sin embargo, se prefieren formulaciones de composites sin aceite mineral.

La formulacion composite de la presente invencion permite la incorporacion de una cantidad alta de EAFD, haciendo asf una importante contribucion a la inertizacion de este subproducto toxico. Aunque cargas de EAFD tan elevadas como un 80% puede lograrse, en una realizacion particular la carga es de 50-75%. Los EAFD pueden venir de cualquier acerfa, a diferencia de otros tratamientos conocidos en la tecnica. Asf, la formulacion composite de la presente invencion resulta especialmente ventajosa cuando el EAFD procede de acerfas de aceros al carbono, con un contenido relativamente alto de zinc, plomo, cromo, manganeso, cadmio, mercurio y/o arsenico. Todos sus elementos de alta toxicidad se estabilizan cuando el EAFD se incorpora a la formulacion composite, y posteriormente esta ultima se transforma en una lamina de material solido, ya sea por extrusion, por calandrado, o por prensado en caliente.

Asf, otro aspecto de la presente invencion esta relacionado con una lamina del material solido que puede obtenerse ya sea por extrusion, por calandrado, o por prensado en caliente (tfpicamente a una temperatura de unos 150 °C) de cualquiera de las formulaciones composite mencionadas anteriormente. La lamina puede tener un espesor de 15 mm, prefiriendose un espesor de unos 2 mm.

Como se ilustra en la descripcion detallada adjunta, la lamina de material solido de la presente invencion simultaneamente tiene buenas propiedades de aislamiento acustico y propiedades de almacenamiento de energfa termica. Este hecho, junto con sus propiedades mecanicas relativamente buenas, hace que sea util para ser incorporada en materiales de construccion: suelos, techos y particularmente tabiques. Este uso es tambien un aspecto de la presente invencion. Como era de esperar, cuanto mayor es el contenido de PCM en la formulacion composite, mayores son las propiedades de almacenamiento de energfa de la lamina de material solido.

Otro aspecto de la presente invencion esta relacionado con un procedimiento de preparacion de la formulacion composite antes mencionada, que comprende mezclar los ingredientes respectivos, en condiciones de agitacion,y

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de velocidades de adicion suficientes para formar una mezcla homogenea. Dependiendo de la mezcla utilizada, algo de calentamiento puede ser necesario. En una realizacion particular, este procedimiento comprende las etapas de: (a) mezclar en fundido la respectiva mezcla de polfmeros capaces de formar una matriz solida del polfmero, incluyendo el estearato de zinc en su caso; (b) adicionar los respectivos PCM, incluyendo el aceite mineral en su caso; y (c) adicionar el correspondiente EAFD.

En comparacion con otros procesos industriales de tratamiento de EAFD conocidos en la tecnica, el tratamiento de la presente invencion tiene las ventajas tecnicas y economicas de proporcionar un material comercial con una elevada carga de EAFD, que es util en una industria -la industria de la construccion- donde pueden usarse grandes cantidades del material (cantidades mayores que p. ej. en la industria del automovil). Ademas, la energfa gastada en la fabricacion del material comercial es relativamente baja, comparada p. ej. con los procesos de vitrificacion.

A lo largo de la descripcion y las reivindicaciones, la palabra "comprende" y variaciones de la palabra, no pretenden excluir otras caracterfsticas tecnicas, aditivos, componentes o etapas. Otros objetos, ventajas y caracterfsticas de la invencion seran evidentes para los expertos en la materia despues de un examen de la descripcion o pueden aprenderse con la practica de la invencion. La siguiente descripcion detallada se proporciona a modo de ilustracion, y no se pretende que sea limitativa de la presente invencion. La presente invencion abarca todas las posibles combinaciones de formas de realizacion particulares y preferidas aquf descritas.

DESCRIPCION DETALLADA DE REALIZACIONES PARTICULARES

Caracterizacion fisicoqufmica del EAFD

Con el fin de evaluar la composicion del EAFD una muestra de 5 kg fue cuarteada (1/16), y se realizo una fluorescencia de rayos X de una alfcuota, con un espectrofotometro de rayos X de dispersion de onda (wave dispersion X-ray spectrophotometer, WDXRF) Philips PW2400. Se realizo el analisis con espectrometrfa de emision optica con plasma acoplado inductivamente (inductively coupled plasma optical emission spectrometry, ICP-OES) en la solucion resultante del ataque total acido del EAFD. Se empleo difraccion de rayos X de angulo alto (wide- angle X-ray scattering, WAXS) para elucidar las fases cristalinas presentes, y la morfologfa de las partfculas de EAFD se observo mediante SEM, utilizando un Quanta 200.

La densidad y la superficie especffica se determinaron con un picnometro de He y utilizando el metodo de punto unico BET, respectivamente. La distribucion de tamanos de partfcula se evaluo con un analizador de tamanos de partfcula Beckman Coulter LS 13 320 con modelo optico.

Preparacion de las formulaciones composite por mezcla en fundido

La matriz polimerica fue una mezcla de copolfmero de polietileno-co-vinil acetato (EVA) con un 18% de vinil acetato, EVA Alcudia PA-538 de Repsol YPF,^on fndice de fluidez (melt flow index, MFI) de 2 g/10 min (190 °C a 2.16 kg carga) y una densidad de 937 kg/m , y una resina de plastomero en ba^e etileno Exact 8201 de Exxon Mobil Chemical, con un MFI de 1.1 g/10 min (ASTM D 1238) y densidad 882 kg/m .

Todas las muestras fueron preparadas a 150 °C, usando un mezclador de palas con una velocidad de 55 r.p.m. La granza de polfmero se mezclo con la cantidad deseada de los EAFD usando estearato de zinc como agente dispersante. Los PCM utilizados fueron hidrocarburos basados en n-parafinas y ceras de Rubitherm, que actuaron como agentes lubricantes. Algunas formulaciones se prepararon con adicion de aceite mineral. Inicialmente se formularon diferentes composiciones para evaluar la procesabilidad. Despues de mezclar, las formulaciones composite se prensaron en caliente, utilizando una prensa de platos calefactados a 150 °C. Para cada formulacion se obtuvo una lamina pesada y homogenea de 2 mm de espesor, de la que se prepararon muestras para ensayos mecanicos, termicos y acusticos.

Caracterizacion de las formulaciones composite

Propiedades ffsicas y mecanicas. La densidad de las formulaciones composite se calculo determinando la masa y el volumen de las muestras. Los ensayos de traccion se realizaron utilizando una maquina Mecmesin con una velocidad de desplazamiento constante de 100 mm/min. La rigidez de las formulaciones composite se evaluo

utilizando el lfmite de cedencia Oy y la elongacion maxima Smax.

Propiedades termicas. Las curvas de calor especffico vs. temperatura, y las curvas entalpfa vs. temperatura fueron necesarias para conocer la energfa almacenada en el material en un rango definido de temperatura. Los resultados se obtuvieron ciclando la muestra en un calorfmetro diferencial de barrido (differential scanning calorimeter, DSC822e) utilizando crisoles sellados hermeticamente para evitar la evaporacion. Se aplico el metodo dinamico, y cada muestra fue ciclada 3 veces con una velocidad de calentamiento de 0.5 °C/min desde 5 a 50 °C.

Propiedades acusticas Un dispositivo experimental basado en la norma UNE-EN-ISO140 se utilizo para medir el aislamiento a ruido aereo y representar el fndice de aislamiento (dB) vs. frecuencia (desde 100 a 16000 Hz). El tamano de la muestra fue de 30x30 cm. El nivel de ruido se registro en cada camara: L r en la camara receptora y Le

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en la camara emisora. Cuando se considero el ruido de fondo Lb, el nivel de ruido en el receptor era Lr ' segun la ecuacion descrita debajo. La diferencia entre los dos niveles es el mdice de aislamiento D (dB), que se uso para comparar las propiedades acusticas de las diferentes formulaciones utilizando el mismo dispositivo y condiciones.

L

10 x log

( L 1010

v

4 \ 1010

)

Caracterizacion fisicoquimica del EAFD

Los resultados de analisis semicuantitativo de fluorescencia de rayos X para el EAFD se muestran en la Tabla 1. Se da la composicion qmmica para cada elemento en la forma de su oxido mas estable. Fe y Zn fueron los elementos mayoritarios, y Ca, Si, Pb, Mn, S, K, Na y Al fueron elementos minoritarios. Si no se dice lo contrario, todos los porcentajes son en peso (w/w).

Tabla 1. Resultados obtenidos con fluorescencia de rayos X de los componentes del EAFD

Comp.: % (w/w)

Fe2O3: 40,23

ZnO: 31,35

CaO: 7,14

SiO2: 4,06

PbO: 3,32

MnO: 1,98

SO3: 1,95

K2O: 1,83

Na2O: 1,67

Al2O3: 1,41

MgO: 0,918

Cr2O3: 0,453

CuO: 0,425

P2O5: 0,281

TiO2: 0,203

Las fases mayoritarias identificadas por DRX correspondieron a oxidos de hierro (franklinita, magnetita y hematita) y oxidos de zinc (zincita). Las partfcuias de EAFD se analizaron por SEM. Se observo que las partfculas de EAFD abarcaron un amplio rango de tamanos, con partfculas de diferente aspecto, forma, etc. El tamano ^e partfcula de la muestra de EAFD f^e de 1-50 pm. La densidad medida con el picnometro de He fue de 4,93 g/cm y la superficie espedfica fue de 4 m /g. Por otra parte, la homogeneidad se vio favorecida por un tamano de partfcula pequeno y una distribucion estrecha. Se observo que el solido presentaba una distribucion volumetrica de tamano de partfcula bimodal. Los valores representativos de la distribucion de las partfculas, d50 y d90, fue de 1,621 y 8,365 pm, respectivamente.

Contenido de componentes. La Tabla 2 muestra varias de las formulaciones composite preparadas. En una primera etapa, se utilizo un diseno de experimentos para evaluar el efecto de cada componente en cada respuesta. Una de las principales respuestas es un efecto significativo en la curva de entalpfa vs. temperatura. En las formulaciones composite con un contenido en PCM inferior al 10% el efecto del almacenamiento por el cambio de fase no era apreciable. Por lo tanto, este 10% es un lfmite inferior preferido. El aspecto de todas las muestras preparadas se comprobo despues de 60 dfas. Se observo que las muestras con PCM por encima del 20% tema una superficie grasienta. Esto puede ser evidencia macroscopica de que tuvo lugar migracion desde el interior hacia la superficie exterior de las laminas y que la macroencapsulacion del PCM no fue totalmente efectiva. Asf, un intervalo preferido para el PCM fue de 10 a 20%.

La relacion entre los polfmeros se optimizo para alcanzar las propiedades mecanicas deseadas con el menor costo y el mayor contenido de EAFD. Esta relacion, tras varios ensayos, se fijo en 3:1 EXACT:EVA. Cuanto menor es el contenido de EAFD, mejor es la procesabilidad de la mezcla. Sin embargo, con el objetivo de tener una elevada carga de EAFD, todas las muestras preparadas contuvieron por lo menos 50% de EAFD, siendo este un lfmite inferior preferido. Un lfmite superior preferido, dependiendo de la viabilidad del procesado, se establecio en el 70%. Se observo que un aumento en el contenido de EAFD por encima del 70% no lleva a un aumento proporcional del aislamiento acustico, mientras que las propiedades mecanicas disminuyen.

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El rango preferido para el contenido de la matriz del polfmero fue de 15 a 20%. Un mayor contenido mejora las propiedades mecanicas, pero no afecta a las propiedades termicas y acusticas, aumentando sin embargo el costo de las formulaciones composite.

Propiedades mecanicas. La Tabla 3 muestra los resultados de las propiedades mecanicas de algunas formulaciones preparadas en como ejemplos de l| presente invencion. Para todas las muestras el espesor es de 3 mm y la densidad superficial cercana a los 7 kg/m .

Tabla 2: Contenidos de componentes (%) de las formulaciones composite preparadas

Ref.: aceite mineral PCM EVA 18 EXACT EAFD Zn estearato

21.09: --- 4,0 9,0 12,5 74,2 0,3

17.11: --- 3,9 8,8 11,8 70,1 0,1

18.11: 6,7 4,2 5,2 10,3 73,8 0,1

06.12: 8,6 10,6 2,9 9,7 68,0 0,2

19.08: 6,2 7,5 2,3 7,9 75,9 0,2

20.08: 7,2 9,3 3,4 10,3 69,6 0,2

25.08: --- 10,7 8,9 26,5 53,6 0,3

26.08: --- 19,9 4,9 14,8 60,1 0,3

Las propiedades mecanicas de las distintas formulaciones, que se muestran en la Tabla 3, no difirieron

significativamente. Los cambios en el lfmite de cedencia (ay) y la elongacion (Smax) son el resultado de la combinacion de varios factores: el elevado contenido de carga, el contenido de aceite mineral y/o PCM, y la relacion de los polfmeros, y no se pueden atribuir a un solo factor.

Tabla 3: Propiedades mecanicas de las formulaciones preparadas

Ref.: ay (MPa) Smax (%)

21.09: 5,6 13,1

17.11: 7,5 13,8

18.11: 8,6 15,8

06.12: 6,8 15,0

19.08: 5,7 7,1

20.08: 5,2 7,8

25.08: 6,8 10,5

26.08: 7,0 11,2

Propiedades termicas. Las curvas de entalpfa vs. temperatura se registraron en cuatro muestras. Para cada muestra, hubo una curva de calentamiento y una de enfriamiento, con una media resultante de la aplicacion de 3 ciclos con un metodo dinamico. Se observo que el aumento en el contenido de PCM lleva a una clara inflexion en la curva, mostrando mayor inercia termica. La Tabla 4 muestra los valores encontrados experimentalmente para el calor especffico a presion constante (cp, de Sapphire) de las muestras estudiadas. Se observo un aumento de la cp en torno a 22 °C debido al cambio de fase y de acuerdo con el contenido del PCM.

Tabla 4. Valores experimentales de calor especifico a presion constante (cp) (cp de Sapphire) para tres de las

formulaciones composite preparadas

: cp (J/g.K)

T (°C): 19.08 20.08 25.08

5: 0.94 1.06 1.20

10: 1.20 1.32 1.48

15: 1.46 1.68 1.66

20: 1.52 2.11 1.93

25: 1.10 1.27 2.21

30: 1.01 1.09 1.83

35: 1.02 1.13 2.07

40: 1.1 1.19 1.88

45: 1.09 1.17 1.71

50: 1.12 1.21 1.72

5 Propiedades acusticas. La determinacion del fndice de aislamiento D (dB) vs. la frecuencia (Hz) para 6 muestras de las formulaciones composite ensayadas, mostraron que un aumento en el contenido de EAFD conduce a un aumento en el aislamiento.

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REIVINDICACIONES

1. Formulacion composite obtenible mezclando un conjunto de materiales que comprende los siguientes ingredientes, en las cantidades indicadas, expresadas como porcentajes masicos respecto al peso total de la formulacion:

(i) uno o mas polfmeros capaces de formar una matriz solida de polfmero, en una cantidad global de 10-25%;

(ii) uno o mas materiales de cambio de fase (phase change materials, PCM) de tipo organico, opcionalmente acompanados de aceite mineral, donde la cantidad total de PCM mas aceite mineral es de 5-20%, (iii) polvo de acerfa (electric arc furnace dust, EAFD) en un 40-80%;

con la condicion de que la suma total de las cantidades de los ingredientes no es superior al 100%.
2. Formulacion composite segun la reivindicacion 1, donde la cantidad total de PCM mas aceite mineral es de 1020%.
3. Formulacion composite segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde los polfmeros capaces de formar una matriz solida de polfmero comprenden elastomeros termoplasticos.
4. Formulacion composite segun la reivindicacion 3, donde los elastomeros termoplasticos se seleccionan del grupo que consiste en: copolfmeros de polietileno-co-vinil acetato (EVA), resinas de plastomero a base de etileno, cauchos de copolfmero estireno, copolfmeros de etileno-octeno, monomeros de etileno-propileno-dieno (ethylene- propylene-diene monomers, EPDM), y polietilenos de baja densidad lineales (linear low-density polyethylenes, LLDPE).
5. Formulacion composite segun la reivindicacion 4, donde los polfmeros capaces de formar una matriz solida de polfmero son una mezcla de un polietileno-co-vinil acetato (EVA) y una resina de plastomero a base de etileno.
6. Formulacion composite segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la cantidad de EAFD es de 50-75%.
7. Formulacion composite segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el EAFD procede de acerfas de aceros al carbono.
8. Formulacion composite segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde se usa estearato de cinc como dispersante en una cantidad de 0.05-1.0%.
9. Formulacion composite segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los PCM comprenden parafinas.
10. Formulacion composite segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los puntos de fusion de los PCM estan dentro del rango 15-30 °C.
11. Formulacion composite segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el aceite mineral esta ausente.
12. Procedimiento de obtencion de cualquiera de las formulaciones composite tal como se definen en cualquiera de las reivindicaciones 1-11, que comprende mezclar las cantidades indicadas de los ingredientes respectivos, en condiciones de agitacion y de velocidades de adicion suficientes para formar una mezcla homogenea.
13. Procedimiento segun la reivindicacion 12, que comprende las etapas de:

(a) mezclar en fundido la respectiva mezcla de polfmeros capaces de formar una matriz solida del polfmero, incluyendo el estearato de zinc en su caso;

(b) adicionar los respectivos PCM, incluyendo el aceite mineral en su caso; y

(c) adicionar el correspondiente EAFD.
14. Lamina de material solido obtenible ya sea por extrusion, por calandrado, o por prensado en caliente, de cualquiera de las formulaciones composite tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1-11, con un espesor de 1-5 mm.
15. Lamina de material solido segun la reivindicacion 14, donde el espesor es de 2 mm.
16. Uso de una lamina de material solido tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 14 o 15, en un elemento de construccion para simultaneamente proporcionar aislamiento acustico y almacenamiento de energfa termica.
17. Uso segun la reivindicacion 16, donde el elemento de construccion es un tabique.