ES2387025T3 - Proceso para la estabilización de la anhidrita III soluble metaestable , proceso de preparación de un aglutinante hdiráulico a base de anhidrita III soluble estabilizada, el aglutinante hidráulico obtenido , uso de este aglutinante e planta industrial para la aplicación de dicho proceso - Google Patents

Abstract

Proceso de estabilización de la anhidrita III metaestable soluble, que se caracteriza por el hecho de que se aplica una tensión mecánica en las partículas de anhidrita III metaestable soluble con el fin de modificar su estructura cristalina y estabilizar su fase metaestable, la tensión mecánica aplicándose por el impacto de las partículas con una pared.

Description

Proceso para la estabilizacion de la anhidrita III soluble metaestable, proceso de preparacion de un aglutinante hidraulico a base de anhidrita III soluble estabilizada, el aglutinante hidraulico obtenido, uso de este aglutinante e planta industrial para la aplicacion de dicho proceso El objeto de la invencion se refiere a un proceso de estabilizacion de la anhidrita III soluble metaestable y a un proceso para la preparacion de un aglutinante hidraulico a base de anhidrita III soluble estabilizada. Tambien tiene como objeto el aglutinante hidraulico asi obtenido y el uso de este aglutinante hidraulico en la industria del cemento. Tambien incluye su objeto una planta industrial que permita la aplicacion de dicho proceso. La invencion se refiere al campo tecnico de la industria del cemento y, en lo particular, a las composiciones del cemento, que resultan de la deshidratacion del sulfato de calcio. Los aglutinantes hidraulicos a base de anhidrita III soluble son reconocidos por los expertas en este campo. Una deshidratacion avanzada - desde los 220°C a los 360°C - del sulfato de calcio natural o sintetico (yeso) con la formula (CaS04, 2H20) o del semi-hidrato (escayola) con la formula (CaS04, YH20), condujo a la formacion de la anhidrita III metaestable soluble con la formula (CaS04, £H20) con £ desde 0.1 al 0.2. Una deshidratacion aun mas avanzada - empezando desde los 400°C - condujo a la formacion de la anhidrita II (CaS04, 0H20), con una higroscopia muy baja.

La anhidrita III metaestable soluble, ya que es fuertemente higroscopica, se rehidratara rapidamente transformandose en hemihidrato o escayola � tradicional, y luego se transformara en sulfato de calcio, dependiendo de la humedad del aire. Un especialista conoce, en particular de los patentes FR 2733496 (DUSSEL), FR 2767815 (C0UTURIER), FR 2804423 (ENERGETIC INDUSTRIES INTERNATI0NAL), W0 00/47531 (C0UTURIER) o incluso de W0 2005/000766 (C0UTURIER) los metodos de preparacion de la anhidrita III estabilizada soluble, que incluyen las etapas consecutivas siguientes: a) la coccion de una composicion en polvo a base de sulfato de calcio (yeso natural o sintetico o escayola) para formar la anhidrita III soluble metaestable; b) el tratamiento termico que permite la estabilizacion de la fase metaestable de la anhidrita III.

Los procesos tecnicos ensefan una persona especializada en este campo a aplicar una restriccion termica en las particulas de anhidrita III, de modo que la fase metaestable de las mismas se estabilice. Este enfriamiento brusco es particularmente importante, porque permite el bloqueo y la fijacion de la estructura cristalina de las particulas de anhidrita III, para su estabilizacion. Este tipo de proceso conocido tiene, sin embargo, una serie de desventajas. Por lo tanto, el enfriamiento se realiza generalmente por inyeccion de aire frio y seco en el nucleo del material. Parece ser que la calidad de las particulas de anhidrita III estabilizadas no es constante, ya que el enfriamiento no es eficaz a lo largo de todas las particulas. Ademas, una proporcion de aire humedo presente en el momento del enfriamiento implica una rehidratacion de la anhidrita III metaestable que se convierte en hemihidrato de sulfato calcico, de manera que la proporcion de anhidrita III estabilizada obtenida por metodos industriales no es muy alta, si no se utiliza una planta compleja y costosa.

El calentamiento se realiza en hornos rotatorios que requieren una cantidad significativa de energia para funcionar. Ademas, estos hornos rotatorios tienen una gran inercia, es decir necesitan tiempo para enfriarse o para alcanzar la temperatura deseada. Por estas razones, es dificil y costoso detener la produccion, desde el punto de vista del tiempo y del consumo de energia.

Teniendo en cuenta los inconvenientes tecnicos, el principal problema tecnico que la invencion trata de resolver es lo de estabilizar, de manera eficaz, las particulas de anhidrita III metaestable soluble, sin recurrir al enfriamiento de las particulas. La invencion tambien tiene como objetivo lo de proponer un proceso que permita la preparacion de particulas de anhidrita III estable, facil de usar y que no requiera mucha energia.

0tro objetivo de la invencion es proponer una planta industrial simple y barata para la aplicacion de este proceso.

La invencion tambien tiene como objetivo lo de proponer un aglutinante hidraulico a base de anhidrita III, que tenga un buen rendimiento desde el punto de vista mecanico.

Para resolver estos problemas tecnicos, el solicitante ha manifestado que la aplicacion de una restriccion mecanica en las particulas de anhidrita III metaestable permite la estabilizacion eficaz de las particulas.

Para los fines de la presente invencion, se entendera por « estable» el hecho de que la cinetica de rehidratacion de la particula de anhidrita III esta fuertemente disminuida. De esta manera, el aglutinante hidraulico obtenido puede ser almacenado y conservado a largo plazo sin limitaciones especiales, sus propiedades permaneciendo casi constantes a lo largo del tiempo.

Documento MURAT, M. ; EL HAJJ0UJI, A. : « Activation of solids by mechanical grinding, consequences for calorimetric investigation on the hydration rate orthorhombic anhydrite ». THERM0CHIMICA ACTA, Vol. 85, 1985, paginas 119-122, describe un procedimiento para mejorar la velocidad de hidratacion de la anhidrita ortorombica incluyendo :

a) la calcinacion del polvo de yeso durante 5h a 750 °C para obtener la anhidrita CaS04 ortorombica sintetica con muchos defectos superficiales, b) despues del enfriamiento, la anhidrita se microniza con medios mecanicos en un molino Fritsch para un periodo de 4 -120 minutos.

Esto mejora la reactividad de la nueva superficie mediante la introduccion de nuevas tensiones locales y defectos que actuan como sitios preferenciales en una reaccion quimica. La nueva superficie es muy sensible a vapores de agua. Sin embargo, esta activacion no tiene la ventaja de estabilizar la fase metaestable de la anhidrita III.

La solucion propuesta por la presente invencion consiste en aplicar una tension mecanica en las particulas de anhidrita III metaestable soluble con el fin de estabilizarlas en su fase metaestable. Este proceso tiene un consumo reducido de energia y permite la estabilizacion eficaz de las particulas de anhidrita III, cambiando su estructura cristalina.

De acuerdo con una caracteristica ventajosa de la invencion que permite una aplicacion simple de la tension mecanica en las particulas de anhidrita III metaestable soluble, hay un impacto de estas ultimas con una pared. De manera preferente, se inyectan las particulas de anhidrita III metaestable soluble en un canal de impacto configurado para que las particulas impacten las paredes cuando se mueven.

De acuerdo con otra caracteristica ventajosa de la invencion que permite la aplicacion simple de una tension mecanica en las particulas de anhidrita III metaestable soluble, estas ultimas impactan la pared con una velocidad variable, de los 5m/s a los 30 m/s.

El objeto de la invencion se refiere igualmente a un proceso de preparacion de un aglutinante hidraulico a base de anhidrita III, que se caracteriza por:

a) se calienta una composicion en polvo a base de sulfato de calcio para formar la anhidrita III soluble metaestable; b) Se aplica una tension mecanica en las particulas de anhidrita III metaestable soluble con el fin de estabilizarlas en su fase metaestable.

Esto permite la estabilizacion de las particulas de sulfato de calcio por fases de anhidrita III metaestable soluble, con la ayuda de una tension mecanica. El aglutinante hidraulico obtenido por este metodo tiene una buena resistencia a la humedad y su rehidratacion al contacto con el aire es mas lenta. Ademas, el rendimiento fisico y mecanico de los productos del tipo hormigon o mortero obtenidos mediante este aglutinante son al menos iguales a las de los productos obtenidos utilizando aglutinantes hidraulicos similares, que son conocidos por una persona especializada.

De acuerdo con otra caracteristica ventajosa de la invencion que permite la micronizacion de las particulas de anhidrita III de largo tamafo antes de aplicar una tension mecanica, se calienta la composicion en polvo para vaporizar las moleculas de H20 contenidas en las particulas de sulfato de calcio y para causar su ruptura. Preferiblemente, la composicion en polvo a base de sulfato de calcio se caliento en un proceso rapido a una temperatura entre los 400°C y los 700°C y en una atmosfera saturada con vapores de agua.

De acuerdo con otra caracteristica ventajosa de la invencion que permite la preparacion simplificada del aglutinante hidraulico, las etapas a) y b ) se realizan simultaneamente inyectando la composicion en polvo en una corriente de aire caliente saturado con vapor de agua que tiene una temperatura entre los 400°C y 700°C, esta corriente de aire caliente atravesando el canal de impacto. De este modo, las particulas de sulfato de calcio estan sometidas al mismo tiempo a una tension termica que tiene por efecto su ruptura y la produccion de la anhidrita III metaestable soluble, asi como la aplicacion de una tension mecanica que se traduce en la estabilizacion de la fase metaestable de estas ultimas.

De acuerdo con otra caracteristica ventajosa de la invencion, se realiza un tratamiento termico de las particulas obtenidas despues de la etapa b ).

De acuerdo con otra caracteristica ventajosa de la invencion, que permite variar las propiedades fisicas y mecanicas del aglutinante hidraulico, la temperatura y el tiempo de calentamiento de la composicion en polvo a base de sulfato de calcio se ajustan de manera que permitan la formacion de la anhidrita III metaestable soluble y / o de la anhidrita II y / o del hemihidrato de sulfato de calcio. Los terminos "anhidrita III y / o anhidrita II y / o hemihidrato de sulfato de calcio" se deben entenderse en el sentido de "anhidrita III soluble metaestable individualmente" o "anhidrita III metaestable soluble y anhidrita II" o "anhidrita III metaestable soluble y hemihidrato de sulfato de calcio" o "anhidrita III metaestable soluble y anhidrita II y hemihidrato� de sulfato de calcio. "

Para evitar que las particulas de anhidrita III soluble metaestable se rehidraten demasiado rapido antes de la etapa b), en la etapa a) la temperatura y el tiempo de calentamiento de la composicion en polvo a base de sulfato de calcio se ajustan de manera que permitan la formacion de particulas, con anhidrita III metaestable soluble en el nucleo e anhidrita II en la superficie.

De acuerdo con una caracteristica preferida de obtencion, se calienta una composicion en polvo a base de yeso natural o sintetico o de hemihidrato de sulfato de calcio.

Para mejorar las propiedades del aglutinante hidraulico, la composicion en polvo se mezcla con uno o mas compuestos de la lista que sigue: cal, hidroxido de cal, polvo de marmol, carbonato de calcio, policarboxilato.

Debido a las notables propiedades identificadas por el solicitante, la invencion tambien tiene como objeto el aglutinante hidraulico obtenido por el procedimiento descrito anteriormente, este aglutinante pudiendo ser utilizado para preparar materiales como el hormigon o el mortero.

0tro objeto de la invencion se refiere a una planta industrial que permita la aplicacion del proceso descrito anteriormente, esta planta incluyendo un medio utilizado para calentar la composicion en polvo a base de sulfato de calcio y la formacion de la anhidrita III metaestable soluble, asi como un medio para aplicar una tension mecanica en las particulas con el fin de estabilizar su fase metaestable.

De acuerdo con una caracteristica ventajosa de la invencion que simplifica el disefo y la aplicacion del proceso, las particulas de anhidrita III metaestable soluble se inyectan en un canal de impacto configurado de manera que las particulas impacten sus paredes al moverse, la entrada del mismo estando conectada a un generador de aire caliente. Para aumentar las zonas de impacto, el canal tiene preferiblemente una forma toroidal.

De acuerdo con otra caracteristica ventajosa de la invencion, se evita que las particulas de anhidrita III se rehidraten demasiado rapidamente al salir del canal de impacto, esta salida estando conectada a un medio de separacion de los vapores de agua de las particulas solidas. Para aumentar la rentabilidad de la planta, el vapor de agua se dirige preferiblemente hacia un filtro para la recuperacion de particulas finas residuales.

De acuerdo con otra caracteristica ventajosa de la invencion que optimiza su estabilizacion y su micronizacion, las particulas que salen del canal de impacto se pueden dirigir hacia un segundo canal de impacto conectado a una fuente de aire comprimido.

De acuerdo con otra caracteristica ventajosa de la invencion, antes del primero y / o del segundo canal de impacto se coloca un dispositivo de tratamiento termico.

Para evitar cualquier entrada de aire humedo del exterior, la planta incluye un dispositivo de presurizacion instalado a fin de crear una sobrepresion en la planta.

En una de las variantes de realizacion, el medio utilizado para aplicar una tension mecanica en las particulas de anhidrita III metaestable soluble puede ser un dispositivo con piston colocado de modo que aplique una fuerza mecanica en las particulas.

0tras caracteristicas y ventajas de la presente invencion resultaran de la descripcion que sigue, hecha a titulo de ejemplo, siendo indicativa y no limitativa, en relacion con la imagen adjunta, en la cual la Figura 1 muestra esquematicamente una forma preferida de realizar la planta objeto de la invencion.

En relacion con la imagen adjunta, una composicion en polvo a base de sulfato de calcio se deposita en un silo 1. La composicion en polvo utilizada es a base de yeso natural, yeso sintetico (especialmente sulfoyeso, fosfoyeso, boroyeso, titanoyeso) o de hemihidrato ( a o � ) de sulfato de calcio.

La composicion en polvo se puede mezclar con uno o mas compuestos de la lista que sigue: cal, cal hidraulico, polvo de marmol, carbonato de calcio, policarboxilato. Estos aportes complementarios, conocidos por una persona especializada, permiten la mejora de las propiedades del aglutinante hidraulico, en particular de la resistencia a la compresion, resistencia al fuego, etc. En la practica, se mezclan las particulas de anhidrita III metaestable soluble y /

o de anhidrita II y / o de hemihidrato de sufato de calcio al 1 % y 15% del peso con cal o con hidroxido de cal. Esta mezcla despues de la calcinacion tiene como objeto la mejora de la reaccion fisica y quimica que se lleva a cabo para continuar el proceso. Tambien se puede mezclar la composicion en polvo con cal viva con el fin de capturar la humedad residual y / o la humedad del aire ambiente para frenar la rehidratacion de la anhidrita III.

La granulometria de la composicion en polvo que se esta tratando varia entre los 20 !m y los 15 mm, dependiendo de la naturaleza del sulfato de calcio utilizado (natural, sintetico o hemihidratado).

La composicion en polvo se calienta en un dispositivo de calentamiento para formar solo particulas de anhidrita III metaestable soluble u asociadas con particulas de anhidrita II y/o particulas de hemihidrato de sulfato calcico. La presencia del anhidrita II y / o de hemihidrato de sulfato de calcio permite cambiar las propiedades fisicas y mecanicas del aglutinante hidraulico objeto de la invencion.

El ratio del peso anhidrita II/anhidrita IIIsoluble se situa preferiblemente entre el 1 % y el 100%, dependiendo del objeto de las aplicaciones del aglutinante hidraulico objeto de la invencion. Por ejemplo, un aglutinante que tiene un ratio del peso anhidrita II/anhidrita IIIsoluble entre los 20 % y los 40 % tendra buenas propiedades mecanicas.

La composicion en polvo se calienta a los 180°C -700°C durante un tiempo variable, desde varios segundos a varias horas. La temperatura y el tiempo de calentamiento dependeran de muchos factores, incluyendo la granulometria, el tipo de composicion en polvo que se debe tratarse y el proceso de calentamiento utilizado. El calentamiento puede llevarse a cabo directa o indirectamente, mediante procesos de calcinacion rapidos, hornos rotatorios, recipientes de coccion o cualquier otro dispositivo equivalente.

El ajuste de los diversos parametros de calcinacion permite ajustar la proporcion de anhidrita III metaestable soluble y / o de anhidrita II y / o de hemihidrato de sulfato de calcio, dependiendo de las caracteristicas finales deseadas de la composicion.

De acuerdo con una caracteristica privilegiada de la invencion, se calienta la composicion en polvo base de sulfato de calcio de manera que se vaporicen las moleculas de H20 contenidas en las particulas de sulfato de calcio y para causar su ruptura. Para lograr esto, se prefiere el proceso rapido que se describe a continuacion, pero una persona especializada puede utilizar cualquier otro proceso que permita lograr este resultado.

El dispositivo de calentamiento preferido es un dispositivo de calcinacion rapida, que consta de una turbina de aire 20 asociada con un quemador 21. La composicion en polvo se inyecta en un tubo de alimentacion 30 provisto de inyectores de aire caliente 22 y se transporta a alta velocidad (5 -30 m/s) por la corriente de aire caliente generado. Los inyectores 22 estan configurados para crear turbulencias y fomentar los intercambios de calor.

Este proceso rapido se puede realizar con particulas de sulfato de calcio ya micronizadas (diametro maximo de 1 mm) a una temperatura entre los 280°C y os 320°C durante unos 5 segundos, para que las particulas de anhidrita III no se sobrecuezan.

De acuerdo con una caracteristica preferida de la invencion, el procedimiento rapido se lleva a cabo en una atmosfera saturada con vapor de agua a una temperatura que varia entre los 400°C y los 600°C, preferiblemente 500°C. Estas altas temperaturas permiten la vaporizacion de las moleculas de H20 contenidas en las particulas de sulfato de calcio, lo que resulta en la rotura de estas ultimas y en la reduccion de su diametro. Asi pues, es posible tratar particulas con un diametro de varios milimetros (hasta los 15 mm) para disminuir sus diametros a la mitad, antes de aplicar la tension mecanica. La atmosfera saturada de vapores de agua permite, incluso a temperaturas de alrededor de 500°C, la formacion de particulas de anhidrita III metaestable soluble sin coccion excesiva.

Al ajustar el flujo de la corriente de aire caliente generado por el dispositivo de calcinacion rapida, de la temperatura de calentamiento y del diametro de las particulas de la composicion en polvo, un especialista puede variar la cantidad de anhidrita III metaestable soluble y / o de anhidrita II y / o de hemihidrato de sulfato de calcio. Por ejemplo, una corriente de aire caliente con una temperatura de 500°C, con una velocidad de 5 m/s permite el tratamiento de una composicion a base de sulfato de calcio que tiene un tamafo de particula del orden de 10 mm, para formar 60 % - 80 % anhidrita III metaestable soluble y 20 % - 40 % anhidrita II.

Para evitar que las particulas de anhidrita III soluble en fase metaestable se rehidraten al introducir aire humedo desde el exterior, se pueden ajustar los varios parametros del proceso de calcinacion para permitir la formacion de particulas, con anhidrita III metaestable soluble en el nucleo e anhidrita II en la superficie. Dado que la anhidrita II tiene una baja higroscopia, la anhidrita III sera protegida por la capa de anhidrita II.

Tambien se pueden utilizar otros metodos para eliminar las moleculas de H20 contenidas en las particulas de sulfato de calcio para formar anhidrita III. Por ejemplo, se pueden utilizar procedimientos de centrifugacion con ultrasonidos.

Segun la invencion, se aplica una tension mecanica en las particulas de anhidrita III con el fin de estabilizar su fase metaestable. Se puso de relieve el hecho de que la tension mecanica permite la modificacion de la estructura cristalina de las particulas de anhidrita III y / o anhidrita II y / o hemihidrato de sulfato de calcio , especialmente en lo de que estas son mas densas y tienen mayor resistencia mecanica, su metaestabilidad reduciendose significativamente, es decir cu capacidad de absorber agua.

Este cambio de la estructura cristalina se debe a la colision y friccion de las particulas, pero tambien a un cambio de la energia superficial de dichas particulas. Creemos que bajo el efecto de la tension mecanica, la estructura cristalina esta distorsionada de tal manera que ya no hay mas espacio disponible para la reabsorcion de las moleculas de H20.

La aplicacion de la tension mecanica se realiza, preferiblemente, mediante el impacto de las particulas de anhidrita III metaestable soluble(y/o de anhidrita II y/o de hemihidrato de sulfato de calcio) con una pared. Tambien se pueden utilizar otras tecnicas equivalentes para aplicar una tension mecanica. Se puede utilizar, por ejemplo, un dispositivo con piston, para aplicar una fuerza mecanica a las particulas, estas ultimas siendo aplastadas por el piston.

Aplicando la tension mecanica ademas permite la asociacion de la fase de anhidrita III a las fases de anhidrita II y / o de hemihidrato sulfato de calcio para formar un nuevo tipo de aglutinante hidraulico. Tambien se puede aplicar una a tension mecanica directamente a una mezcla que contiene anhidrita III soluble estabilizada (como por ejemplo Gypcement®) anhidrita II y / o hemihidrato de sulfato de calcio para obtener un aglutinante hidraulico que incluya particulas cuya fase cristalina contiene anhidrita III soluble asociada con fases de anhidrita II.

En la figura 1, el tubo 30 esta conectado a un canal de impacto configurado para que las particulas de anhidrita III soluble metaestable impacten las paredes cuando se mueven. Las particulas impactan la pared con una velocidad entre los 5 m/s y los 30 m/s, lo que lleva a la estabilizacion, ya que es dependiente del tamafo y de la naturaleza de las particulas que se deben estabilizar. La turbina de aire 20, asociada con el quemador 21 permite generar una corriente de aire caliente que tiene una tal velocidad. La sintesis de las particulas de anhidrita III (y/o de anhidrita II y/o hemihidrato de sulfato de calcio), mediante la accion conjunta de los cambios bruscos de temperatura a temperaturas muy altas y de los choques mecanicos a una velocidad muy alta la cohesion del aglutinante hidraulico.

El canal de impacto tiene forma sustancialmente toroidal, de manera que, con cada cambio de direccion, las particulas impacten la pared. El canal de impacto 4 puede tener una forma totalmente toroidal o puede incluir tramos rectos, antes de cambiar la direccion. Sin embargo, el canal de impacto 4 puede tener cualquier otra configuracion que permita a las particulas impactar con sus paredes, por ejemplo, canales en forma de "L" o "U". En la practica, se prefiere utilizar un turbo-secador RINA-JET® fabricado por RIERA NADEU SA.

Al impactar las paredes, las particulas de anhidrita III (y/o de anhidrita II y/o hemihidrato de sulfato de calcio) se estabilizaran, pero tambien se romperan, lo que permitira la micronizacion de dichas particulas y la reduccion de su tamafo hasta los 5 -50 !m.

Si al nivel del dispositivo de calentamiento se ajustan los parametros de calcinacion para formar solamente particulas de anhidrita III metaestable soluble (posiblemente envueltos por una capa de anhidrita II), se puede incluir posteriormente un dispositivo de inyeccion de anhidrita II y/o de hemihidrato � de sulfato de calcio (no representado),

o sea antes del primer canal de impacto 4.

La planta representada en la Figura 1 permite aplicar en las particulas de la de composicion en polvo, al mismo tiempo:

un choque termico debido a la corriente de aire caliente generada por la turbina de aire 20 y el quemador

una tension mecanica debida al impacto de las particulas con las paredes del canal de impacto 4.

Tambien es posible aplicar una tension en las particulas de anhidrita III metaestable soluble (y/o de anhidrita II y/o de hemihidrato de sulfato de calcio) no calentadas y almacenadas a temperatura ambiente. Igualmente, es posible aplicar una tension mecanica en las particulas de anhidrita III ya estabilizada con el fin de fortalecer las caracteristicas mecanicas del aglutinante hidraulico.

La fase de aplicacion de la tension mecanica lleva a cabo el proceso de estabilizacion de la anhidrita III. Este paso puede repetirse sucesivamente, a temperaturas superiores o inferiores, con el fin de mejorar ciertas cualidades fisicas y mecanicas del aglutinante hidraulico, tales como el ratio del peso anhidrita III / anhidrita II, la estabilidad del aglutinante en cuanto a la reabsorcion del agua, la cinetica de rehidratacion, etc. Esta tecnologia con varios niveles permite el ajuste preciso de los parametros requeridos para el aglutinante hidraulico y para el control de los fenomenos cristalograficos de las fases de anhidrita III (y/o anhidrita II y / o hemihidrato � de sulfato de calcio).

En relacion con la figura 1, la salida 41 del canal 4 esta colocada en la parte interior de dicho canal. Esta disposicion permite unicamente la recuperacion de las particulas que han alcanzado el diametro deseado. Debido a la aceleracion centrifuga generada en el canal 4, las particulas con un diametro mayor y por lo tanto con un peso superior estan atraidas hacia la pared exterior de dicho canal, para romperse y micronizarse. Solo las particulas con un diametro reducido y un peso bajo pueden llegar a la salida 41, siendo recuperadas. Mientras que el diametro de las particulas micronizadas no este el deseado, estas no pueden llegar a la salida 41 y siguen circulando en el canal

4.

Segun se representa en la Figura adjunta, la salida 41 del canal centrifugo 4 esta conectada, a traves de una tuberia 42, a un dispositivo 5 de separacion de las particulas solidas de los vapores de agua. En la practica, se trata de un filtro ciclonico en el cual las particulas se dirigen hacia la parte inferior y los vapores de agua hacia la parte superior.

Los vapores de agua recuperados se dirigen a traves del canal 50 hacia un segundo filtro 6, para la recuperacion de particulas finas residuales. Este segundo filtro 6 esta conectado a un dispositivo de extraccion de vapor 7, una bomba de aire.

Con el fin de mejorar la eficiencia energetica de la planta, es posible suministrar la turbina de aire 20 con aire caliente to, que sale del dispositivo de extraccion de vapor 7, mezclado con el aire fresco 71.

Las particulas solidas que salen del canal de impacto 4 y / o el dispositivo 5 de separacion de las particulas solidas de los vapores de agua y / o del segundo filtro 6 puede ser encaminadas a traves de un canal de transporte 8, con un tornillo de Arquimedes, hacia un segundo canal de impacto 9, conectado a una fuente de aire comprimido 90. El segundo canal de impacto 9 es similar al canal descrito anteriormente y funciona de manera identica. Un especialista puede utilizar cualquier otro dispositivo adecuado para aplicar una tension mecanica en las particulas.

El aire comprimido permite la circulacion de las particulas de aglutinante hidraulico en el segundo canal 9 de modo que puedan impactar las paredes de este ultimo a una velocidad adecuada. En la practica, se inyecta aire frio de alta presion que varia entre los 2 bar y 15 bar. La tension mecanica rompe las particulas para reducir su tamafo a valores entre 1 !m y 10 !m.

El aglutinante hidraulico que vuelve a introducirse en el segundo canal 9 tiene una temperatura por debajo de 120°C debido a los cambios termicos sucesivos al entrar en contacto con diferentes equipos. Tambien, mediante el aislamiento de este equipo para conservar calor, es posible mantener un aglutinante hidraulico a una temperatura de alrededor de 300°C. El contacto de las particulas calientes con el aire comprimido frio actua como un tratamiento termico y finaliza la estabilizacion de las particulas de anhidrita III. Un especialista puede colocar cualquier otro dispositivo de temple termico, abajo del segundo canal de impacto 9 o del primer canal de impacto 4.

Segun se representa en la Figura 1, la salida 91 del segundo canal de impacto 9 esta conectada, a traves de una tuberia 92, a un tanque 10 que permita el almacenamiento del aglutinante hidraulico antes de su respectivo condicionamiento.

En una forma de realizacion no representada, la salida 91 del segundo canal de impacto 9 esta conectado a un tercer canal de impacto y asi sucesivamente hasta obtener un aglutinante hidraulico que tenga las caracteristicas deseadas.

En una forma de realizacion no representada, las particulas solidas que salen del canal de impacto 4 y / o del dispositivo 5 de separacion de los vapores de agua de las particulas solidas y / o del segundo filtro 6 estan dirigidas hacia un dispositivo de calcinacion rapida, con un canal recto. La presencia de un canal recto permite la asociacion eficaz de las particulas con otras materias minerales (cal, cal hidraulica, cal viva, polvo de marmol, carbonato de calcio, policarboxilatos,... ). Ademas, utilizando el segundo metodo rapido, se consigue el tratamiento termico de la anhidrita III y se pueden ajustar los parametros de calcinacion a fin de formar particulas que tienen un nucleo de anhidrita III envueltas de una capa de anhidrita II.

Es ventajoso mantener una atmosfera seca en toda la planta (la humedad del aire por debajo del 10%, preferiblemente entre 0 y 5 %) desde la salida del silo de almacenamiento 1 hasta el tanque 10. Para controlar la humedad se utiliza un dispositivo de sobrepresion para evitar cualquier penetracion de aire humedo desde el exterior. El dispositivo de sobrepresion consiste en un compresor de aire seco equipado con trampas de humedad, para presurizar los canales de transporte y la planta completa. Un especialista puede utilizar cualquier otro dispositivo de sobrepresion equivalente.

A fin de mantener una atmosfera seca en la planta entera, objeto de la invencion, se pueden utilizar dispositivos de extraccion de la humedad, previstos con detectores de humedad.

El aglutinante hidraulico obtienido tiene notables caracteristicas:

estabilidad a la humedad y a la reabsorcion de agua (menos de 2 %),

alta densidad de las particulas

alta solubilidad,

alta resistencia mecanica en combinacion con cualquier tipo de materiales: Rc que varia desde los 40 MPa a los 80 Mpa y Rf que varia desde los 10 Mpa a los 20 Mpa.

muy baja porosidad relacionada con la suavidad del aglutinante, lo que permite la produccion de materiales de alta densidad,

alta adherencia a cualquier tipo de soporte, compatibilidad con adyuvantes que reducen la cantidad de agua, que inducen tecnologias de materiales compuestos de muy alto rendimiento,

excepcionales cualidades esteticas, debido a la suavidad y la densidad obtenidas mediante la asociacion de los

materiales estudiados, mejora de la resistencia al fuego de las composiciones realizadas a base de este aglutinante hidraulico. El aglutinante hidraulico obtenido puede ser utilizado para preparar un material como el hormigon o el mortero. El solicitante ha constatado experimentalmente que mediante la asociacion del aglutinante obtenido con cemento, por ejemplo con cemento del tipo Portland o con un un hidroxido de calcio (cal), el material obtenido tiene una resistencia al agua y un rendimiento mecanico mejorado, y en particular cuando se mezcla al 70 % - 90 % p/pmezcla aglutinante hidraulico con 10 % -30 % p/pmezcla de cemento . El rendimiento mecanico aumenta desde los 10 % a los 15 %. Tambien se ha constatado que al afadir 5 % p/pmezcla de cal al aglutinante hidraulico, el mortero de referencia se fluidiza y la resistencia mecanica aumenta con 30 %.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Proceso de estabilizacion de la anhidrita III metaestable soluble, que se caracteriza por el hecho de que se aplica una tension mecanica en las particulas de anhidrita III metaestable soluble con el fin de modificar su estructura cristalina y estabilizar su fase metaestable, la tension mecanica aplicandose por el impacto de las particulas con una pared.

2. 2.

   Proceso segun la reivindicacion 1a, en el cual se inyectan las particulas de anhidrita III metaestable soluble en un canal de impacto 4 configurado para que las particulas impacten las paredes cuando se mueven.

3. 3.

   Proceso segun la reivindicacion 2a, en el cual el impacto de las particulas de anhidrita III soluble metaestable se realiza con una velocidad entre los 5 m/s y los 30 m/s.

4. 4.

   Proceso de preparacion de un aglutinante hidraulico a base de anhidrita III, que se caracteriza por: a) se calienta una composicion en polvo a base de sulfato de calcio para formar la anhidrita III soluble metaestable; b) Se aplica una tension mecanica en las particulas de anhidrita III metaestable soluble con el fin de estabilizarlas en su fase metaestable., la tension mecanica aplicandose por el impacto de las particulas con una pared.

5. 5.

   Proceso segun la reivindicacion 4a, en el cual se calienta la composicion en polvo base de sulfato de calcio de manera que se vaporicen las moleculas de H20 contenidas en las particulas de sulfato de calcio y para causar su ruptura.

6. 6.

   Proceso segun una de las reivindicaciones 4a o 5a, en el cual la composicion en polvo a base de sulfato de calcio se calienta en un proceso rapido a una temperatura entre los 400°C y los 700°C y en una atmosfera saturada con vapores de agua.

7. 7.

   Proceso segun una de las reivindicaciones 4a - 6a, en el cual se realizan simultaneamente fas etapas a) y b) inyectando la composicion en polvo en una corriente de aire caliente saturado con vapor de agua que tiene una temperatura entre los 400°C y 700°C, esta corriente de aire caliente atravesando el canal de impacto 4.

8. 8.

   Proceso segun una de las reivindicaciones 4a -7a, en el cual se realiza un tratamiento termico de las particulas obtenidas despues de la etapa b ).

9. 9.

   Proceso segun una de las reivindicaciones 4a -8a, edn el cual la temperatura y el tiempo de calentamiento de la composicion en polvo a base de sulfato de calcio se ajustan de manera que permitan la formacion de la anhidrita III metaestable soluble y / o de la anhidrita II y / o del hemihidrato � de sulfato de calcio.

10. 10.

    Proceso segun una de las reivindicaciones 4a -9a, en el cual la temperatura y el tiempo de calentamiento de la composicion en polvo a base de sulfato de calcio se ajustan de manera que permitan la formacion de particulas, con anhidrita III metaestable soluble en el nucleo e anhidrita II en la superficie.

11. 11.

    Proceso segun una de las reivindicaciones 4a -10a, en el cuial, en la etapa a), se calienta una composicion en polvo a base de yeso natural o sintetico o de hemihidrato de sulfato de calcio.

12. 12.

    Proceso segun la reivindicacion 11a, en el cual la composicion en polvo se puede mezclar con uno o mas compuestos de la lista que sigue: cal, cal hidraulico, cal viva, polvo de marmol, carbonato de calcio, policarboxilato.

13. 13.

    Aglutinante hidraulico que incluye la anhidrita III soluble estabilizada, que se caracteriza por ser obtenida por el proceso segun una de las reivindicaciones 4a-12a.

14. 14.

    El uso de un aglutinante hidraulico segun la reivindicacion 13a, para preparar un material como el hormigon o el mortero.

15. 15.

    Planta industrial para la aplicacion del proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 4a-12a, que comprende un dispositivo (20, 21, 22) para el calentamiento de la composicion en polvo a base de sulfato de calcio y la formacion de la anhidrita III metaestable soluble y un dispotivo (4, 9) para la aplicacion de una tension mecanica en las particulas con el fin de estabilizar su fase metaestable, las particulas de anhidrita III metaestable soluble siendo inyectadas en un canal de impacto (4) configurado de manera que las particulas impacten con sus paredes durante su moviemiento, la entrada a este canal siendo conectada a un generador de aire caliente.

16. 16.

    Planta segun la reivindicacion 15a, en la cual el canal de impacto (4) tiene una forma sustancialmente toroidal.

17. 17.

    Planta segun la reivindicacion 15a o 16aen la cual la salida 41 del canal 4 esta conectada a un dispositivo 5 de separacion de las particulas solidas de los vapores de agua.

    5 18. Planta segun la reivindicacion 17a, en la cual el vapor de agua se dirige preferiblemente hacia un filtro 7 para la recuperacion de particulas finas residuales.
18. 19. Planta segun una de las reivindicaciones 15a -18a en la cual las particulas que salen del canal de impacto 4 se

    dirigen hacia un segundo canal de impacto 9 conectado a una fuente de aire comprimido. 10
19. 20. Planta segun una de las reivindicaciones 15a -19a en la cual un dispositivo de temple termico se instala arriba del primer canal de impacto 4 y-o del segundo canal de impacto 9.
20. 21. Planta segun una de las reivindicaciones 15a -20a que incluye un dispositivo de presurizacion colocado a fin de 15 crear una sobrepresion en la planta.