ES2307419B1 - Procedimiento de tratamiento para reciclado de esmaltes ceramicos en calidad de lodos ceramicos, para su utilizacion como puzolanas artificiales y su reutilizacion para toda clase de cementos y mezclas asfalticas. - Google Patents

Procedimiento de tratamiento para reciclado de esmaltes ceramicos en calidad de lodos ceramicos, para su utilizacion como puzolanas artificiales y su reutilizacion para toda clase de cementos y mezclas asfalticas. Download PDF

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Abstract

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.
Dicho procedimiento resuelve un problema medio-ambiental producido por los sobrantes de los procesos de fabricación en la industria cerámica.
El objetivo de esta patente es la valorización de dicho sobrante, que es producido en la limpieza de los procesos de preparación y molienda de estos esmaltes cerámicos, en el transporte por conductos, en el almacenamiento en depósitos, así como en el proceso de aplicación de estos esmaltes cerámicos en soportes de cerámica artística, mayólica, gres y gres porcelánico.
La recuperación de este sobrante abarca:
\bullet
Traslado de estos sobrantes a un gestor con autorización administrativa.
\bullet
Tratamiento previo, tratamiento primario y tratamiento secundario biológico; como es habitual en cualquier E.D.A.R. (estación de aguas residuales).
\bullet
Separación de las partes, líquida y sólida, sobre-eliminación del agua presente en la parte sólida.
\bullet
Ajustes del pH, potencial pH, conductividad, salinidad y TDS (total de sales disueltas) de la porción líquida, para su posterior utilización en barbotinas cerámicas.
\bullet
Secado por meteorización de la porción sólida, a la que se le ha sobre-eliminado agua, en suelo impermeable con conductos para recogida de lixiviados.
\bullet
Desterronado posterior en cilindros de mandíbulas, captación mecánica del polvo generado.
\bullet
Secado en secadores horizontales continuos.
\bullet
Trituración hasta tamaño de partícula <45 micras con molino continuo y recuperación con precipitación electrostática de las partículas impalpables.
\bullet
Almacenamiento en silos para la posterior carga y transporte.

Description

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.
Sector de la técnica
La invención se encuadra en el sector técnico de la construcción más concretamente en el relativo a los cementos y mezclas asfálticas. También afecta al sector cerámico ya que se basa en la reutilización de sus lodos cerámicos.
Objeto de la invención
En la instrucción técnica del hormigón estructural y en su capítulo 29 apartado 2º referente a las adiciones, indica qué son materiales inorgánicos, puzolánicos o con hidraulicidad latente que finamente divididos pueden ser añadidos al hormigón para mejorar algunas de sus características técnicas.
Los esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, debidamente tratados, gozan de estas propiedades. También cabe la posibilidad de añadir cierta cantidad de este producto puzolánico a todo tipo de mezclas asfálticas.
Así pues el objeto de esta invención es por una parte reciclar un sobrante de la industria cerámica y por otra obtener un producto para el sector de la construcción, de igual o mejores propiedades que el estándar, con el consecuente ahorro económico y medioambiental debido al uso de este sobrante.
De aquí la protección en esta patente "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".
Estado de la técnica
En el sector cerámico español se generan grandes cantidades de residuos y sobrantes, pero el que cuantitativamente ocupa el primer lugar son los esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, 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 lodos procedentes del proceso cerámico están formados principalmente por restos de esmaltes. Estos lodos presentan una composición química y mineralógica similar a la de un esmalte cerámico, una parte de fase vítrea y otra compuesta por minerales como cuarzo, circón, feldespatos, carbonatos, alúmina y mineral arcilloso (caolines) como fases cristalinas, además de una pequeña proporción de colorantes cerámicos.
Descripción detallada de la invención
Los esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos 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:
\bullet
Recolección del sobrante cerámico generado en la limpieza de molinos, depósitos y conducciones. También en los puntos de aplicación de esmaltes cerámicos en las líneas de esmaltado.
\bullet
Traslado de estos sobrantes a la planta de tratamiento que obligatoriamente será realizado por un gestor intermedio autorizado.
\bullet
A partir de aquí, todas las operaciones las tiene que realizar un gestor autorizado.
\bullet
Tratamiento previo, primario y secundario biológico en E.D.A.R.
\bullet
Separación líquido-sólido.
\bullet
Tratamiento de la porción líquida, hasta alcanzar los parámetros adecuados para su reutilización en la preparación de barbotinas cerámicas.
\bullet
Secado por meteorización, homogeneización y desterronado de la porción sólida, captación mecánica del polvo generado.
\bullet
Secado del producto en secaderos horizontales.
\bullet
Trituración a tamaño de partícula inferior a 45 micras, precipitación electrostática de la fracción impalpable.
\bullet
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 con actividad puzolánica (sólido), y el otro en un agua (líquido) para su reutilización en barbotinas cerámicas.
El producto puzolánico obtenido tiene utilidad para su uso junto con cementos, agua y áridos así como con mezclas asfálticas. Por una parte se consigue un ahorro energético muy relevante, al sustituir parte del cemento y mezcla asfáltica por el producto puzolánico. Por otra parte, consigue que los productos finales obtenidos tengan una calidad superior.
Modo de realización 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, así como de la limpieza de los conductos que los transportan y también de los derrames y limpieza de los puntos de aplicación en las líneas de esmaltado.
Estos sobrantes se almacenan en esta industria en balsas, de donde se extraen por succión por gestores intermedios autorizados (transporte).
A continuación se depositan en gestores autorizados para bien reutilizarlos en la composición de barbotinas cerámicas o bien abandonarlos 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 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 líquido-sólido como en cualquier E.D.A.R.
3.
Ajustar el pH, el potencial pH, conductividad, salinidad y T.D.S. de la porción líquida, para su reutilización en la preparación de barbotinas cerámicas.
4.
Secado por meteorización de la fracción sólida hasta un 3% de humedad en suelo impermeable, provisto de conductos para recoger los lixiviados, que irán a los aljibes en los que estarán las aguas a las que se le ajustan los parámetros para su reutilización en la preparación de barbotinas cerámicas.
5.
Desterronado en cilindros de mandíbulas de la fracción secada por meteorización y recuperación mecánica del polvo generado, para que esté garantizado que la emisión de partículas sólidas a la atmósfera sean inferiores a la permitida.
6.
Secado en secaderos horizontales continuos hasta un 0.5% del contenido en H_{2}O.
7.
Trituración del producto resultante hasta un tamaño de partícula inferior a 45 micras, con recuperación de la fracción impalpable por precipitación electrostática, para que esté garantizado que la emisión de partículas sólidas a la atmósfera sean inferiores a la permitida.
8.
El producto final obtenido con este tratamiento es un polvo de forma esférica, de tamaño de partícula inferior a 45 micras, compuesto fundamentalmente por AL_{2}O_{3}, CaO, K_{2}O, MgO, Na_{2}O, SiO_{2}, ZnO, ZrO_{2}, Fe_{2}O_{3} y B_{2}O_{3} y prácticamente exento de Cl^{-} y SO^{=}_{3} total, de aproximadamente un 45% de fase vítrea y un 55% de fase cristalina, fácilmente reactivo con el Ca(OH)_{2} (portlandita) proveniente de la hidratación del cemento y también con las que se dan en las composiciones de las mezclas asfálticas.

Claims (12)

1. Procedimiento de tratamiento de esmaltes cerámicos, bajo la forma de lodos cerámicos, caracterizado porque los convierte en puzolanas 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 utilizadas en la construcción de todo tipo de edificios, carreteras, autovías, autopistas, caminos y afirmantes en cualquier tipo de suelos.
2. Reivindicación del punto 1 del capítulo "Modo de realización y su aplicación".
3. Reivindicación del punto 2 del capítulo "Modo de realización y su aplicación".
4. Reivindicación del punto 3 del capítulo "Modo de realización y su aplicación".
5. Reivindicación del punto 4 del capítulo "Modo de realización y su aplicación".
6. Reivindicación del punto 5 del capítulo "Modo de realización y su aplicación".
7. Reivindicación del punto 6 del capítulo "Modo de realización y su aplicación".
8. Reivindicación del punto 7 del capítulo "Modo de realización y su aplicación".
9. Reivindicación del punto 8 del capítulo "Modo de realización y su aplicación".
10. Reivindicación por la que se estipule que el tamaño de partícula de los sólidos, esté comprendida entre 6 y 63 micras.
11. Reivindicación por la que se estipule que la concentración de los óxidos en la porción sólida esté comprendida, en %, entre los valores:
- AL_{2}O_{3} 10 y 20
- CaO 4 y 17
- K_{2}O 1 y 5
- MgO 0.5 y 3
- Na_{2}O 0.5 y 3
- SiO_{2} 40 y 65
- ZnO 2 y 8
- ZrO_{2} 3 y 9
- Fe_{2}O_{3} 0.5 y 3
- B_{2}O_{3} 1 y 3
Estando además comprendida la suma de los porcentajes SiO_{2}, Al_{2}O_{3}, y Fe_{2}O_{3}, entre los valores 60 y 80.
12. Reivindicación por la que se estipule que los valores de los parámetros en la fase acuosa ya tratada, estén comprendidos entre los valores:
- pH 8 y 11
- Potencial pH -90 y -120
\quad
- Conductividad en microsiemens/cm 900 y 1100
- TDS en mg/l 500 y 600
- Salinidad entre 0.3 y 0.6
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