COMPOSICIÓN PULVERULENTA A BASE DE UN COMPUESTO CALCIO-MAGNESIO.

Una composición pulverulenta a base de un compuesto de calcio-magnesio que responde a la fórmula I xCaA.

(1-x)[yMgA+(1-y)MgO], (I) en la que A es un grupo =(OH)2 o = CO3, y x e y son fracciones molares donde 0<x≤1 y 0≤y≤1, que contiene, en una cantidad inferior al 5% en peso de dicha composición, un agente de fluencia sólido mineral en forma de partículas que presentan un tamaño superior a 125 μm y elegido de entre el grupo constituido por la vermiculita, la perlita, la atapulgita y la sílice

El presente invento se refiere a una composición a base de un compuesto calcio-magnesio pulverulento.

Se entiende por compuesto de calcio y de magnesio pulverulento, un conjunto de partículas sólidas, bien en forma de hidróxido, o bien en forma de carbonato, que responde a la fórmula I siguiente:

xCa A.(1-x)[yMgA+(1-y)MgO], (I)

en la que

A es un grupo =(OH)2 o = CO3, y

x e y son fracciones molares donde 0<x≤1 y 0≤y≤1.

Esta materia calcio-magnesio puede evidentemente contener impurezas, tales como sílice, alúmina, a niveles de algunos porcentajes. De una manera general, el tamaño de las partículas de esta materia pulverulenta es íntegramente inferior a 1 mm y a menudo inferior a 250 µm.

Un caso particular de compuesto calcio-magnesio pulverulento es la cal apagada o cal muerta, igualmente llamada cal hidratada (hidróxido de calcio – Ca(OH)2), la cual puede también comprender impurezas, tales como la sílice, la alúmina, el óxido de magnesio, el carbonato de calcio, a niveles de algunos tantos por ciento y contener agua libre, a saber no unida químicamente al compuesto, hasta aproximadamente un 5%.

Tal compuesto es considerado por sus dificultades de fluencia o deslizamiento durante el almacenamiento, la manutención y el transporte, en particular del transporte neumático en fase diluida, a menudo utilizado en el caso de la cal apagada. Estos problemas de fluencia, particularmente unidos a la finura de las partículas de cal hidratada, se presentan principalmente en forma de una aglomeración de partículas entre ellas o de una acumulación de éstas sobre las paredes. Tales comportamientos penalizan la utilización de dicho compuesto:

- reduciendo el caudal durante el transporte neumático por depósito progresivo del compuesto sobre las paredes, pudiendo llegar hasta el bloqueo de las instalaciones,

- perturbando la regulación cuando el compuesto sea utilizado como neutralizante de compuestos ácidos,

- necesitando operaciones de mantenimiento específicas irregulares en lugares a veces poco accesibles.

Es conocido favorecer la fluencia de los polvos por medio de aditivos líquidos orgánicos, particularmente surfactantes [documentos JP 08-109016, JP 09-165 216]. Sin embargo, la incorporación de estos líquidos orgánicos, a veces tóxicos, a un compuesto mineral tal como la cal apagada, y con frecuencia contrario a sus aplicaciones, en particular en el caso de utilización para la depuración de los humos (problema de compuestos orgánicos volátiles, consecutivos a la liberación de los aditivos orgánicos).

Se conoce igualmente una composición de agente de relleno que contiene carbonato de calcio y sílice precipitada en forma de finas partículas (véase el documento WO-01/40576).

El presente invento tiene por objeto la obtención de una composición pulverulenta a base de un compuesto calciomagnesio, de pureza elevada y completamente mineral, que limita las dificultades de fluencia descritas antes, sin recurrir a un aditivo orgánico.

Según el invento se resuelve el problema anterior, por una composición pulverulenta a base de un compuesto calciomagnesio que responde a la fórmula I dada precedentemente, que contiene, en una cantidad inferior al 5% en peso de dicha composición, un agente de fluencia sólido mineral elegido de entre el grupo constituido por la vermiculita, la perlita, la atapulgita y la sílice, en forma de partículas que presentan un tamaño superior a 125 µm.

Por tamaño superior a un valor dado, se entiende que al menos el 95% de las partículas tendrán como mínimo este tamaño superior.

Numerosos métodos permiten describir la fluencia de productos pulverulentos como la cal apagada. Estos métodos de diagnóstico se apoyan particularmente sobre la utilización de células de cizalladura, en particular la célula de Jenike, o sobre la determinación del índice de fluencia, basado en la teoría de Carr o a un sobre la determinación de ángulos de fricción y de disminución.

Sin embargo, los métodos de diagnóstico de fluencia, citados antes, siempre unidos a una fluencia bajo tensión (métodos "estáticos"), no permiten discriminar las diferentes composiciones pulverulentas a base de compuestos calciomagnesio en su comportamiento en la fluencia en transporte neumático (dinámico), a saber durante la verdadera fluencia del polvo en fase diluida en un flujo de aire.

Ha parecido por tanto necesario poner a punto un método de diagnóstico, apropiado a la fluencia de productos pulverulentos en transporte neumático. Este método consiste en aplicar un ensayo dinámico de adherencia (TDA) que es efectuada en un dispositivo específico.

Este dispositivo está ilustrado en la única figura adjunta.

Comprende un bucle de transporte de polvo, formado por una sucesión de conductos rectilíneos 1, 6 y 8 unidos por los codos 2 y 7. El conductor rectilíneo 1 presenta una longitud de 10 cm aguas abajo del punto de inyección del polvo y un diámetro interno de 2,54 cm y el conductor rectilíneo 8 una longitud de 27,5 cm y un diámetro interno de 2,54 cm. El conducto rectilíneo 6 está compuesto de un ensanchamiento 3 de una longitud de 8,90 cm y de un diámetro de entrada de 2,54 cm, de un manguito 4 de una longitud de 30 cm y de un diámetro interno de 4,25 cm y de una reducción 5 de una longitud de 9,85 cm y de un diámetro de salida de 2,54 cm. Los codos 2 y 7 que les unen tienen un radio de curvatura de 20 cm.

El dispositivo comprende además una fuente de aire comprimido, en forma de un compresor 9 que introduce aire seco comprimido en el conducto 0. Un aparato dosificador 10, provisto de un tornillo transportador 11 alimenta la sustancia pulverulenta 12 a estudiar en el conducto 1.

La salida del último conducto rectilíneo 8 está unida a una tubería flexible 13 que penetra en un depósito 14 por un codo dirigido hacia la base 15. Un extractor 16 de una potencia de 1200 W y provisto de un filtro 17 de una superficie filtrante total de 1,2 m2 está dispuesto en la parte superior del depósito 14. La sustancia pulverulenta que ha pasado a través de los conductos se acumula en el fondo del depósito 18.

El polvo, alimentado por medio del dosificador 10, es llevado al circuito por la corriente de aire engendrada en éste. La masa total de polvo depositada sobre las diferentes paredes de los elementos 1 a 8 es determinada pesándola, después del ensayo. Esta masa total de polvo depositada está referida a la integral de la masa dosificada y es una medida inversa de la calidad de la fluencia del polvo por transporte neumático en fase diluida en el aire.

Los resultados del ensayo descrito antes han parecido coherentes con la experiencia de la puesta en práctica industrial de los compuestos calcio-magnesio pulverulentos, a saber que este ensayo discrimina eficazmente los productos que presentan problemas de fluencia dinámica de los que tienen un comportamiento satisfactorio.

Se constata particularmente que, a igualdad de las demás cosas, un compuesto calcio-magnesio presentará una fluencia dinámica en fase diluida tanto menos bueno cuanto más fina sea el tamaño de sus partículas.

A fin de mejorar la fluencia dinámica de los polvos calcio-magnesio, el aditivo sólido mineral ha sido inicialmente elegido de entre los compuestos pulverulentos considerados como anti-apelmazantes, anti-aglomerantes o "agentes de fluencia"; se pueden citar principalmente el talco, la sílice, la sepiolita, la vermiculita, la bentonita, la tierra de diatomeas, la piedra caliza así como el carbonato, el óxido y el hidróxido de magnesio.

De manera sorprendente, todos los aditivos anti-aglomerantes citados antes no permiten sistemáticamente mejorar la fluencia dinámica de las composiciones pulverulentas a base de compuestos calcio-magnesio, en el sentido del problema planteado por el presente invento. En particular, la adición de talco, conocido como agente lubricante, no aporta efecto positivo sobre la fluencia dinámica, o incluso, la degrada. La misma observación es hecha cuando la sepiolita o la bentonita es utilizada como aditivo.

La utilización como aditivo de carbonato, de óxido o de hidróxido de magnesio no conduce más que a una ligera mejora de los resultados del ensayo de fluencia dinámica, mejora insuficiente para resolver los problemas de fluencia evocados antes.

Por el contrario,... [Seguir leyendo]

1. Una composición pulverulenta a base de un compuesto de calcio-magnesio que responde a la fórmula I xCaA.(1-x)[yMgA+(1-y)MgO], (I)

en la que

A es un grupo =(OH)2 o = CO3, y

x e y son fracciones molares donde 0<x≤1 y 0≤y≤1,

que contiene, en una cantidad inferior al 5% en peso de dicha composición, un agente de fluencia sólido mineral en forma de partículas que presentan un tamaño superior a 125 µm y elegido de entre el grupo constituido por la vermiculita, la perlita, la atapulgita y la sílice.

2. Una composición según la reivindicación 1, caracterizada porque contiene el agente de fluencia en una cantidad inferior o igual a 3% en peso, de preferencia del orden de 2% en peso.

3. Una composición según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque el agente de fluencia sólido mineral presenta un tamaño de partículas superior a 250 µm.

4. Una composición según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el agente de fluencia sólido mineral es arena.

5. Una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el agente de fluencia sólido mineral es atapulgita.

6. Una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el agente de fluencia sólido mineral es vermiculita cruda.

7. Una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el agente de fluencia sólido mineral es vermiculita expandida.

8. Una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el agente de fluencia sólido mineral es perlita expandida.

9. Una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el compuesto calciomagnesio es de un grado de pureza superior al 90%, de preferencia al 92% en peso en la composición.

10. Una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el compuesto calciomagnesio presenta un tamaño de partículas inferior a 20 m.