Procedimiento de tratamiento para reciclado de esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, para su utilización como puzolanas artificiales y su reutilización para toda clase de cementos y mezclas asfálticas.

Procedimiento de tratamiento para reciclado de esmaltes cerámicos en calidad de Iodos cerámicos,

para su utilización como puzolanas artificiales y su reutilización para toda clase de cementos y mezclas asfálticas.

El objetivo de esta patente es utilizar una nueva adición para los cementos y las mezclas asfálticas que resuelve un problema medio-ambiental producido por los sobrantes de los procesos de fabricación en la industria cerámica. Más concretamente, el procedimiento de recuperación del sobrante abarca: tratamiento biológico; separación de partes líquida y sólida; ajustes y potencial del pH, conductividad, salinidad y TDS (total de sales disueltas) de la porción líquida; secado por meteorización de la porción sólida en suelo impermeable con conductos para recoger lixiviados; desterronado en cilindros de mandíbulas, captación mecánica del polvo; secado; trituración con molino continuo y recuperación con precipitación electrostática de partículas impalpables; y almacenamiento.

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.

Sector de la técnica 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 producción (Iodos cerámicos) .

Objeto de la Invención En la instrucción técnica espatiola del hormigón estructural yen su capitulo 29 apartado ~referente a las adiciones, indica qué son materiales inorgánicos, puzolánicos o con hidraulicidad latente que finamente divididos pueden ser anadidos al hormigón para mejorar algunas de sus caracterfsticas técnicas. Asf como también que en el artrculo

29.2.1 de la misma instrucción técnica EHE, se dan unas prescripciones que las puzolanas han de cumplir. Tras la serie encadenada de tratamientos fisicos incluyendo ellérmlco, este alúmlno-sillcato las cumplen en su totalidad.

Los esmaltes cerámicos en calidad de alúmino-silicatos sobrantes del proceso de 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 asfálticas.

Asi pues el objeto de esta Invención es por una parte redclar un sobrante de la Industria cerámica y por otra obtener un producto para el sector de la construcción, de igualo mejores propiedades que el estándar, con el consecuente ahorro económico y medioambiental debido al uso de este sobrante.

De aqui la protección en esta patente 'Prooadimiento de tratamiento para reciclado de esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, para su utilización como puzolanas artificiales y su reutilización para toda clase de cementos y mezclas asfálticas"

Estado da la técnica En el sector cerámico europeo se generan grandes cantidades de residuos y sobrantes,

pero el que cuanlitativamente ocupa el primer lugar son los esmaKes cerámicos en calidad de alúmino--silicatos procedentes del proceso de producción, de los que aún hoy

no se dispone de un método capaz para la reutilización total de los mismos.

Si bien existen algunos procesos en cerámica para absorber una porción de estos residuos y sobrantes, aún queda por reutilizar una parte importante de los mismos. Sectores posibles de reutilización son los cementos y mezclas asfálticas.

Se puede demostrar que los alúmino-silicatos procedentes del proceso de producción 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,

además de una pequeña proporción de colorantes cerámicos.

Estos alúmino-silicatos presentados en forma de lodos de las fritas y esmanes cerámicos utilizados y concretamente en su fase vitrea, poseen una gran actividad

intema. Presentando, por su naturaleza, verdaderos fenómenos electrolfticos, por la presencia de cationes dlvalente. tanto de elevado o bajo radio lónlco. Téngase en cuenta que los vidrios son liquidos de altrsima viscosidad a temperatura ambiente, por

lo que se semejan a cuerpos sólidos.

Descripción detallada de la Invenctón Los esmaltes cerámicos en calidad de alúmina-silicatos procedentes del proceso de producción en la forma que se generan, tienen poca actividad puzolánica, con lo cual

han de sufrir un tratamiento para que ésta aparezca. Dicho tratamiento comprende los siguientes pasos:

• Recolección del sobrante cerámico generado en la limpieza de molinos,

depósitos y conducciones. También en los puntos de aplicación de esmaltes cerámicos en las lineas de esmaltado.

• Traslado de estos sobrantes a la planta de tratamiento que obligatoriamente será realizado por un gestor intermedio autorizado. Según normativa española.

• A partir de aqui, todas las operaciones las tiene que realizar un gestor autorizado, también según normativa espaflola.

• Tratamiento previo, primario y secundario biológico en E.O.A.R.

• Separación Ifquido-sólido.

• Tratamiento de la porción liquida, hasta alcanzar los parámetros adecuados para su reutilización en la preparación de barbotinas cerámicas.

• 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 alúmino-silicatos de un primer tratamiento térmico.

• 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) .

• Trituración a tamaño de particula inferior a 45 micras, precipitación electrostática

de la fracción impalpable. Tratamiento térmico elevado, de esta forma se 15 aumenta en un 55'66% la actividad puzolánica de los alúmino-silicatos.

• Almacenamiento en silos para la posterior carga y transporte, realizado por transportista autorizado.

La reutilización de esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, tiene como 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.

El producto puzolánico obtenido tiene utilidad para su uso junto con cementos, agua y

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.

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.

Estos sobrantes se almacenan en esta indusbla en balsas, de donde se extraen por succión por gestores intermedios autorizados (transporte) .

A continuación se depositan en gestores autorizados para bien reutilizaMos en la 5 composición de barbotinas cerámicas o bien abandonaMos en vertederos controlados.

Se propone en esta patente de 'Procedimiento de tratamiento para reciclado de esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, para su utilización como puzolanas artificiales y su reutilización para toda clase de cementos y mezclas asfálticas· , realizar 10 un tratamiento que consiste en:

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 instalación controlada, el tratamiento que la naturaleza realiza a las aguas.

2. Realizar asimismo la separación Irquido-sólido como en cualquier E.O.A.R.

3. Ajustar el pH, el potencial pH, conductividad, salinidad y T.D.S. de la porción liquida, para su reutilización en la praparación de barbotinas cerámicas. En

concreto, ajustar el pH hasta que sus valores estén comprendidos entre 8 y 11;

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.

4. La porción sólida a una densidad de 1.700 grn es bombeada a una 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.

5. 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) .

6. Trituración del producto resultante hasta un tamaño de partfcula inferior a 45

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... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento de esmaltes cerámicos (alúmino-silicatos) , bajo la

forma de lodos cerámicos, caracterizado porque los convierte en puzolanas

5 artificiales para su utilización como adición para todo tipo de cementos,

hormigones y morteros, empleados para todo tipo de construcciones y también

su utilización para todo tipo de mezclas asfálticas, que comprende las siguientes

etapas:

a. Tratamiento previo de los lodos, tratamiento primario y tratamiento

10 secundario por el procedimiento biológico.

b. Separación de las partes, Uquida y sólida.

c. Ajustar el pH, el potencial pH, conductividad, salinidad y T.O.S. de la

porción Uquida, para su reutilización en la preparación de barbotinas

cerámicas.

15 d. Bombeo de la porción sólida a una densidad e 1.700 grn a una

eslrusionadora para obtener cilindros compactos, con una humedad que

se elimina al pasarlos por un secadero horizontal.

e. Envio de la porción sólida a unas torres verticales de secado, por aire

caliente en contracorriente .

50. 6OQO e, lo que supone un tratamiento

20 térmico elevado.

f. Trituración del producto resultante, con recuperación de la fracción

impalpable por precipitación electrostática, para que esté garantizado

que la emisión de partrculas sólidas a la atmósfera sean inferiores a la

penmijlda. Tratamiento térmico agresivo porque la molturación se realiza

25 con aporte de calor, por aire caliente en contracorriente, a una

temperatura entre 500" y 600' C.

2. Procedimiento de la reivindicación 1, en el que en la fase c) se ajusta los valores

del pH hasta que se encuentre en los siguientes rangos:

- pH 8 .

11. Potencial pH -90 Y -120

30 -Conductividad en microsiemens/cm 900 y 1100

- TOS en mgn 500 y 600 -Salinidad entre 0.3 y 0.6

3. Procedimiento de la reivindicación 1, en el que en la fase e) se realiza el secado

en secaderos horizontales continuos hasta un 0.5% del contenido en H20.

Incluye tratamiento térmico elevado que aumenta la actividad puzolánica de los

35 alúmino-silicatos.

4. Procedimiento de la reivindicación 1, en el que durante la fase f) se realiza la

trituración del producto resultante hasta un tamaño de particula inferior a 45

micras. Incluye tratamiento térmico agresivo.

5. Producto obtenido por los procedimientos definidos en las reivindicaciones 1 a 4.

5 El producto final tendrá las siguientes concentraciones en % comprendidas entre

los valores:

-Ca04y17 -MgO 0.5.

3. 5iO, 40 .

65. ZrO, 3y9 -6, 0 31 y3

-AL, 0 310 .

20. K, 01y5 -Na, O 0.5.

3. Zn02y8 -Fe, 0 3 0.5 y 3

Estando además comprendida la suma de los porcentajes Si02, Ab03, y Fe20 3,

entre los valores 60 y 80.

6. Uso del producto obtenido según el procedimiento definido en las

15 reivindicaciones 1 a 4, como adición para todo tipo de cementos, hormigones y

morteros, empleados para todo tipo de construcciones y edificaciones.

7. Uso del producto obtenido según el procedimiento definido en las

reivindicaciones 1 a 4, como adición para todo tipo de mezclas asfálticas

utilizadas en la construcción de carreteras, autovías, autopistas, caminos y

20 afirmantes en cualquier tipo de suelos.

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