ES2323765T3 - Metodo para transformar productos de cemento con asbesto en productos de cemento. - Google Patents
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Abstract
Proceso para transformar productos de cemento con asbesto desechados, es decir, productos residuales con contenido de asbesto en productos de cemento cocido fisiológicamente inocuos y libres de asbesto, y especialmente para reutilizar de forma material los productos de cemento cocido en materiales de construcción libres de asbesto, con lo cual los productos de cemento con asbesto y los productos residuales con contenido de asbesto pasan por un horno donde se realiza un drenaje de las fibras de asbesto contenidas en los productos de cemento con asbesto a una temperatura predeterminada de aproximadamente 600º C hasta un máximo de aproximadamente 1000 º C y durante un tiempo de permanencia predeterminado. De esta forma, mediante la salida del agua se mantiene esencialmente la estructura química verdadera de las fibras de asbesto, y mediante la salida del agua se origina una estructura fibrosa pseudomorfa y anhidra, y después de esto se destruye la estructura fibrosa anhidra originada tras el tratamiento térmico bajo el proceso de formación del producto de cemento cocido fisiológicamente inocuo y libre de asbesto únicamente mediante desfibrado mecánico, con lo cual el producto de cemento cocido libre de asbesto originado de esta manera comprende una composición química similar al cemento con el carácter de una materia prima secundaria para la industria del cemento o para otras aplicaciones o procesos técnicos, caracterizado por el hecho de que los productos de cemento con asbesto, así como los productos residuales con contenido de asbesto que han pasado por el horno son envasados, y los productos envasados directamente para el suministro y el almacenamiento temporal se depositan en el horno como bulto suelto, y tanto el envase como el envoltorio de éste se disuelven y destruyen durante y después de la fase térmica.
Description
Método para transformar productos de cemento con
asbesto en productos de cemento.
La invención se refiere a un proceso para
transformar productos de cemento con desechos de asbesto, es decir,
productos residuales que contienen asbesto en productos de cemento
cocido libres de asbesto fisiológicamente inocuos, y
preferiblemente para la reutilización material de los productos de
cemento cocido en materiales de construcción libres de asbesto.
La fibra de asbesto se usó hasta principios de
los años 80 debido a sus excelentes características consolidantes
de estructuras, aislantes e ignífugas en una multitud de productos.
Se introdujo una cantidad estándar de asbesto en una proporción de
más del 60% en materiales de construcción ligados con cemento.
Según las estadísticas de la industria de la fibra, el uso de
asbesto llegó a su punto máximo entre los años 1960 y 1980, a pesar
de que el efecto nocivo para la salud de las fibras ya se conocía
desde los años 20 y la así llamada asbestosis pleural se reconoció
en Alemania como enfermedad laboral ya en 1940. Durante la búsqueda
intensiva de productos que pudieran sustituirlo llegó a prohibirse
legalmente la utilización de fibra de asbesto en materiales de
construcción (decreto de prohibición del asbesto de 1991) y muchos
sectores se quedaron paralizados casi por completo. Así, en 1989 se
usaron en la República Federal de Alemania menos de 40.000 t de
asbesto (la mitad de estas como cemento con asbesto) frente a las
190.000 t usadas en el año 1976. Las fibras finas y las muy finas,
en particular, son factores desencadenantes de enfermedades por
contaminación de asbesto, las cuales se liberan en caso de
elaboración inadecuada, abrasión, deterioro o desprendimiento por
envejecimiento de los productos donde éstas vayan incorporadas.
Para evitar peligros futuros es necesario eliminar los materiales
de construcción de forma segura y permanente. Actualmente los
materiales obtenidos de las demoliciones con contenido de asbesto
se depositan en su mayor parte en vertederos. Para poder utilizar
tales productos de cemento con asbesto como materias primas
secundarias potenciales en circuitos económicos orientados sobre
ciclos naturales, se debe suministrar un producto intermedio a base
de cemento con asbesto con toda su composición química constante
para la fabricación de cemento, el cual esté libre de sustancias
fibrosas nocivas para la salud y de esta manera se pueda utilizar
como materia prima en la fabricación de cemento sin que suponga
ningún tipo de carga fisiológica o ecológica.
La tarea se resuelve entendiendo el material
residual con contenido de asbesto en forma de lo que se conoce en
el circuito económico como sustancia combinada con aglomerado de
fibras "cemento con asbesto" como materia prima secundaria
potencial, que es sometida a un nuevo proceso que condiciona la
transformación de la fibra de asbesto, y que después puede
aplicarse en la industria del cemento como componente para la
preparación de la mezcla de harina cruda para la producción de
clínker y/o como aditivo para la molienda del cemento. Con el
proceso se consigue formar una masa mineral ligeramente ligada y
libre de asbesto que se puede seguir utilizando como materia
prima
secundaria.
secundaria.
Conforme al procedimiento según la
reivindicación 1 se prevé que los productos de cemento con asbesto
así como los productos de desecho que contienen asbesto pasen por
un horno, y allí se sometan a un drenaje de las fibras de asbesto
contenidas en los productos de cemento con asbesto a una
temperatura predeterminada de aproximadamente 600°C hasta un máximo
de aproximadamente 1000°C y durante un tiempo de permanencia
predeterminado, con lo cual, mediante la salida del agua, se
conserve la estructura química verdadera de la fibra de asbesto, y
mediante la salida del agua se origine una estructura fibrosa
pseudomorfa y anhidra, y seguidamente tan sólo mediante un
desfibrado mecánico se destruya la estructura fibrosa anhidra
obtenida tras el tratamiento térmico bajo la formación del producto
de cemento cocido libre de asbesto y fisiológicamente inocuo, con
lo cual el producto de cemento cocido libre de asbesto obtenido de
esta manera comprende una composición química similar al cemento
con el carácter de una materia prima secundaria para la industria
del cemento o para otras aplicaciones o procesos técnicos.
Con el proceso se consigue un aprovechamiento
material de los residuos de cemento con asbesto según los modelos
de gestión de reciclaje/ley de residuos, y así la creación de un
concepto de eliminación de residuos para el cemento con asbesto,
que prevé la destrucción completa de la fibra de asbesto insalubre
y la posibilidad de una reutilización de los materiales tratados y
obtenidos.
El proceso comprende la destrucción completa de
la fibra de asbesto mediante un desfibrado mecánico después de
drenar las fibras de asbesto mediante un tratamiento térmico y de
esta manera darles una nueva estructura anhidra mediante la
degradación de la estructura cristalina existente y un orden
gradual. Tomando en este caso como base del proceso el conocimiento
de que las fibras de asbesto tras el tratamiento térmico de hasta
una temperatura máxima de aproximadamente 1000ºC siguen teniendo
una estructura fibrosa con las características físicas o químicas
esencialmente inmutadas, mediante la salida del agua se obtiene sin
embargo una estructura fibrosa pseudomorfa y anhidra, la cual está
ligada a una pérdida de la estabilidad de las fibras de
asbesto.
Exámenes realizados con un microscopio
electrónico de barrido revelaron que tras el tratamiento térmico se
pierden la estabilidad y flexibilidad del haz de fibras de asbesto
y que las fibras se comportan de forma frágil. Es de suponer que
las fibras de asbesto monocristalinas (crisotilo u hornablenda) se
transforman tras el tratamiento térmico de hasta una temperatura
máxima de 1000°C en agregados policristalinos de otros silicatos
con ciertas estructuras de fibra polimorfa. Tomas microscópicas de
materiales tratados térmicamente y a continuación molidos muestran
el origen de tan sólo algunos granos isométricos, pero de ninguna
partícula fibrosa más. Por lo que se observa en los fragmentos
ocasionales en gran medida isométricos se puede concluir que a
través de fisuras originadas en el material fibroso se logra una
fragilidad del material fibroso, y se pueden reconocer con claridad
nuevas formaciones minerales sobre la superficie del material.
En todo caso las fibras de asbesto tienen una
estructura extremadamente frágil e inestable, la cual se puede
romper fácilmente mediante un desfibrado mecánico posterior. En el
material mecánicamente reducido mediante trituración o similares,
por ejemplo, ya no se halla prácticamente ninguna estructura
fibrosa de asbesto o haz de fibras. El material obtenido tras el
desfibrado está por lo tanto absolutamente libre de asbesto y se
puede usar como el así denominado producto de cemento cocido para su
reutilización material en materiales de construcción libres de
asbesto.
DE 197 18 606, la cual ha servido como punto de
partida del estado de la técnica para la reivindicación 1, se
refiere a un método para transformar mediante calentamiento los
materiales que contienen asbesto, los cuales constan de una
proporción de asbesto y de un material que contiene calcio. Como
materia prima se elige un material, incluyendo los aditivos
ocasionales, con contenido de asbesto con una proporción de asbesto
menor del 50% en peso. Este material se quema a temperaturas
máximas de 1100°C, con lo cual la proporción de asbesto se
transforma en un material no tóxico similar a la akermanita bajo
una formación simultánea de una proporción de silicato dicálcico
superior al 50% en peso.
La tarea de la invención es seguir mejorando
este método.
Según la invención el método se caracteriza por
el hecho de que los productos de cemento con asbesto, así como los
productos de desecho con contenido de asbesto que pasan por el
horno, y los productos envasados directamente para su suministro y
almacenamiento temporal pasan por el horno como bultos sueltos y
tanto el envase como el envoltorio de éste se diluyen y destruyen
durante y después del tratamiento térmico.
De esta forma se excluye un peligro sanitario
por liberación de fibras de asbesto.
Técnicamente el tratamiento térmico de los
productos de cemento con asbesto en fragmentos en el horno de túnel
ha demostrado ser adecuado.
Aquí no es estrictamente necesario calentar el
material al principio.
La temperatura del horno de túnel se ajusta de
tal manera que se logre un drenaje completo de los productos de
cemento con asbesto sin destruir la fibra. Para un drenaje completo
se ha demostrado que son suficientes unas temperaturas de hasta un
máximo de aproximadamente 1000ºC, preferiblemente unas temperaturas
de aproximadamente 600ºC hasta aproximadamente 1000ºC y un tiempo
de permanencia de al menos 30 min hasta aproximadamente 150 min,
para lograr el drenaje y la transformación deseados en la
estructura fibrosa pseudomorfa.
Puesto que no se prevé ningún desfibrado
precedente, se puede renunciar al uso de molinos herméticos al
polvo complejos o a la creación de la así llamada "zona
negra", la cual aparece en las fibras de asbesto libres.
El proceso según la invención es idóneo tanto
para dichos productos de cemento con asbesto, en los cuales la
fibra de asbesto se encuentra firmemente ligada, por ejemplo
insertada en una matriz de cemento, como también para productos de
cemento con asbesto en los cuales las fibras de asbesto se
encuentran más o menos libres y desligadas, como por ejemplo en
productos de rociado con asbesto o en otro material aislante con
asbesto que contenga asbesto libre.
La composición química del producto final, la
cual es parecida a la composición habitual del cemento Portland
normal, así como el contenido en las fases hidráulicas,
principalmente C_{2}S, permite utilizar los productos de cemento
con asbesto maleabilizados como espesantes autónomos como
componentes principales en la fabricación de cemento o como
componentes de harina integral para la fabricación del clínker.
Estudios de resistencia de mezclas de mortero
con cemento con asbesto quemado y soportes de sulfato mostraron que
las características hidráulicas de los residuos no son suficientes
para fabricar un espesante autónomo. Por el contrario es posible
añadir el material maleabilizado como aditivo para moler. Mediante
una mezcla de clínkers de cemento Portland y soportes de sulfato se
fabricaron cementos con una capacidad de rendimiento alta parecida
a la del cemento Portland.
En particular, se pudieron obtener los niveles
de resistencia a la presión del cemento Portland puro tras 28 y 90
días con la adición de hasta un 15% en peso del cemento con asbesto
quemado y seguidamente molido. Los altos porcentajes de periclasa y
cal libre conllevan sin embargo una disminución de la constancia
volumétrica.
Los primeros estudios mostraron que se puede
lograr una constancia volumétrica suficientemente si la proporción
del cemento con asbesto quemado en relación con el cemento Portland
es notablemente menor a 15:85.
La utilización como harina cruda de clínker es
en principio posible si se aumenta el contenido de CaO mediante la
adición de otros componentes de harina cruda, de manera que el
estándar de cal del clínker correspondiente sea suficientemente
alto y a la vez se diluyan suficientemente las altas
concentraciones de MgO en el cemento con asbesto quemado.
El cemento con asbesto se suministra en forma de
placas conforme a los requisitos de la regulación de 1994 acerca de
los trabajos de mantenimiento, demolición y restauración con
sustancias nocivas y asbesto. En este caso, el cemento con asbesto
se suministra cuidadosamente en un estado húmedo y además guardado
herméticamente en láminas de plástico, llamadas "sacos de
plástico", en camiones de mercancías con el apilador descargado,
y se deposita en las zonas industriales, conforme a estas
regulaciones técnicas. Este modo de trabajo evita romper y liberar
la fibra de asbesto durante su manipulación, traslado, etc., dado
que las placas de asbesto no se vuelcan ni arrojan, sino que se
elevan y depositan con ayuda de una carretilla elevadora. Por otro
lado, en los procesos precedentes se realizó la mayor liberación de
fibras al destruir mecánicamente productos de cemento con asbesto.
Según la invención ya no es necesario un modo de trabajo de este
tipo.
Las placas embaladas se apilan con ayuda del
apilador sobre la cinta transportadora del horno de túnel ya
preparada para un transporte totalmente automático hasta y a través
del horno de túnel.
En el caso de un almacenamiento necesario se
controlará que las placas de cemento con asbesto se mantengan
permanentemente húmedas y cubiertas según las regulaciones
técnicas. En productos de cemento con asbesto recubiertos se da un
tratamiento de las superficies en caso de que no se precise agua o
aglutinantes de polvo. En caso de que se moje con agua, ésta se
puede retirar como si fuese agua de lluvia.
Controlando estas medidas de seguridad se
descarta en un principio una liberación de fibras de asbesto en el
suministro y en el almacenamiento ocasionalmente necesario.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de documentos citados por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información
del lector y no forma parte del documento de patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad por eventuales errores u
omisiones.
\bullet DE 19718606 [0009]
Claims (3)
1. Proceso para transformar productos de cemento
con asbesto desechados, es decir, productos residuales con
contenido de asbesto en productos de cemento cocido
fisiológicamente inocuos y libres de asbesto, y especialmente para
reutilizar de forma material los productos de cemento cocido en
materiales de construcción libres de asbesto, con lo cual los
productos de cemento con asbesto y los productos residuales con
contenido de asbesto pasan por un horno donde se realiza un drenaje
de las fibras de asbesto contenidas en los productos de cemento con
asbesto a una temperatura predeterminada de aproximadamente 600°C
hasta un máximo de aproximadamente 1000°C y durante un tiempo de
permanencia predeterminado. De esta forma, mediante la salida del
agua se mantiene esencialmente la estructura química verdadera de
las fibras de asbesto, y mediante la salida del agua se origina una
estructura fibrosa pseudomorfa y anhidra, y después de esto se
destruye la estructura fibrosa anhidra originada tras el
tratamiento térmico bajo el proceso de formación del producto de
cemento cocido fisiológicamente inocuo y libre de asbesto
únicamente mediante desfibrado mecánico, con lo cual el producto de
cemento cocido libre de asbesto originado de esta manera comprende
una composición química similar al cemento con el carácter de una
materia prima secundaria para la industria del cemento o para otras
aplicaciones o procesos técnicos,
caracterizado por el hecho de que los
productos de cemento con asbesto, así como los productos residuales
con contenido de asbesto que han pasado por el horno son envasados,
y los productos envasados directamente para el suministro y el
almacenamiento temporal se depositan en el horno como bulto suelto,
y tanto el envase como el envoltorio de éste se disuelven y
destruyen durante y después de la fase térmica.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que tanto los productos de
cemento con asbesto como los productos residuales con contenido de
asbesto pasan por un horno de túnel.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizado por el hecho de que los productos de
cemento con asbesto a reciclar pueden contener fibras de asbesto,
las cuales por un lado se encuentran ligadas con firmeza, por
ejemplo integradas en una matriz de cemento, o por otro lado
también de forma más o menos libre y desligada, como se encuentran
por ejemplo en productos de asbesto de rociado o en otros aislantes
con contenido de asbesto, los cuales contienen asbesto libre.
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