ES2630116T3 - Materia prima con alto contenido en alúmina y procedimiento para su fabricación - Google Patents

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ES2630116T3 ES09722063.6T ES09722063T ES2630116T3 ES 2630116 T3 ES2630116 T3 ES 2630116T3 ES 09722063 T ES09722063 T ES 09722063T ES 2630116 T3 ES2630116 T3 ES 2630116T3
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Abstract

Materia prima con alto contenido en alúmina, que contiene (respecto a la sustancia seca): Al2O3 50-90% en peso MgO 1-20% en peso SiO2 0,5-15% en peso AIN 0,1-15% en peso Fe2O3 0,1-5% en peso CaO 0,1-7% en peso F 0,1-10% en peso Na2O 0,1-6% en peso K2O 0,1-2% en peso Al metal 0,1-10% en peso Si metal 0,1-3% en peso Fe metal 0,1-3% en peso Pérdida por calcinación 0,1-15% en peso Resto materiales max. 5% en peso con los siguientes componentes minerales principales - Bayerita (Al2O3·3H2O) y bohemita (Al2O3·H2O) - Corindón (Al2O3) - Espinela (MgO·Al2O3) con un contenido en humedad de un 10% en peso como máximo y un tamaño de partícula para al menos un 90% en peso inferior a 500 μm, caracterizada porque la superficie específica es superior a 50 m2/g y porque el diámetro medio de poro es inferior a 100 Å.

Description

DESCRIPCION
Materia prima con alto contenido en alumina y procedimiento para su fabricacion
5 La invencion se refiere a una materia prima con un alto contenido en alumina de gran capacidad de reaccion, que se caracteriza por una alta superficie espedfica, principalmente por su uso en relacion con materiales de construccion aglutinantes minerales (como cemento, vidrio soluble, medios aglutinantes activados por bases, geopoKmeros) como materiales de carga y aglutinantes (en su caso en combinacion 10 con materiales adicionales cementantes de solidificacion y rigidez, tales como carbonato sodico o sulfato de aluminio), incluso para su empleo como soportes reactivos de AbO3 para productos fundidos y sinterizados (como cemento clinker, materiales resistentes al fuego y ceramicos, lanas minerales, vidrios y fibras de vidrio), asf como para la adsorcion de lfquidos y gases. La invencion se refiere 15 tambien a un procedimiento para la fabricacion de esta materia prima reactiva de alto contenido aluminio por tratamiento de escorias salinas de aluminio.
Las escorias salinas de aluminio se obtienen durante la recuperacion del aluminio por la fusion de chatarras y cardas de aluminio. Puesto que al fundir el aluminio al aire la superficie de la masa fundida reacciona con el oxfgeno del aire y, en pequena 20 proporcion, tambien con el nitrogeno del aire, se forma oxido de aluminio y nitruro de aluminio:
4Al + 302 ^ 2Al2Os 2Al + N2 ^ 2AIN
En las aleaciones de aluminio que contienen magnesio se forma ademas espinela:
25 Mg + 2Al + 2O2 ^ MgAl204
Los productos de reaccion no metalicos Al203, MgAl204 y AIN forman en la superficie de la masa fundida metalica la llamada carda, a la que se puede unir hasta un 70% del metal. Debido a la elevada finura de las partfculas metalicas, la carda se puede inflamar y, por tanto, se trata de un material peligroso.
30 Para la recuperacion del aluminio del metal reciclado y para el tratamiento de las cardas se emplea generalmente un procedimiento de fusion, donde la chatarra y las cardas se funden bajo un recubrimiento de sal (por ejemplo, una mezcla de un
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70% de NaCI, 28% de KCl y 2% de CaF2). De las cardas se recupera una proportion considerable de aluminio. El recubrimiento con sal impide la formation de oxido de aluminio y de nitruro de aluminio. Ademas, la sal actua humedeciendo las partfculas oxidadas no metalicas. El material que se encuentra entre estas partfculas es penetrado por la sal y se forma una escoria pobre en metal, la escoria salina. Puesto que la escoria salina tiene una densidad inferior a la del aluminio lfquido y, por tanto, flota en la masa fundida metalica, se pueden verter y decantar por separado el aluminio y la escoria salina. A diferencia de una carda, una escoria salina contiene normalmente entre un 20 y un 60% de sales (principalmente NaCl y KCl), entre un 35 y un 75% de oxidos (principalmente AhO3, MgO, SiO2) y en su caso hasta un 15% de aluminio metalico y de nitruro de aluminio. Aproximadamente de 0,5 a 0,7T de escoria salina corresponden a aluminio secundario (dependiendo del grado de suciedad de la chatarra de aluminio empleada).
Dado que los depositos de escoria salina son problematicos para el medio ambiente y en algunos pafses estan prohibido, las escorias salinas son sometidas a un proceso de tratamiento con el objetivo prioritario a nivel tecnico de recuperar elevadas proporciones de aluminio y de sal fundida, asf como de separar materiales de deposition que contienen oxidos sin problema. Esto se consigue triturando la escoria salina en varias etapas a un tamano de grano inferior a 1 mm, despues de lo cual gran parte del aluminio metalico se puede separar mecanicamente por tamizado. Por tratamiento de la escoria salina con agua durante o despues de la trituration se disuelve la sal fundida (NaCl y KCl). Tras la separation de los componentes oxidados no disueltos de la solution por filtration, se obtiene una sal de salmuera, a partir de la cual por evaporation cristaliza la sal fundida, que se puede volver a emplear.
La torta de filtrado que contiene los componentes oxidados separados por filtration tfpicamente contiene (con respecto a la sustancia seca):
AhO3
50-90% en peso
MgO
1 -20% en peso
SiO2
0,5-15% en peso
AIN
0,1-15% en peso
Fe2O3
0,1-5% en peso
CaO
0,1-7% en peso
F
0,1-10% en peso
Na2O
0,1-6% en peso
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K2O 0,1-2% en peso
Al metal 0,1-10% en peso
Si metal 0,1-3% en peso
Fe metal 0,1-3% en peso
Perdida por calcinacion 0,1 -15% en peso Resto materiales 5% en peso
asf como una humedad de un 50% en peso como maximo.
Esta contiene los siguientes componentes minerales principales
- Bayerita (AhO3-3H2O)
- Corindon (Al2O3)
- Espinela (MgOAhO3)
El hidroxido de aluminio se forma por hidrolisis de aluminio metalico y nitruro de aluminio con el agua del proceso, liberando hidrogeno y amomaco:
2Al + 6H2O ^ 2Al(OH)3 + 3H2 AIN + 3H2O ^ Al(OH)3 + NH3
Puesto que la reaccion depende de la finura del molido, del valor del pH y del tiempo, en las condiciones habituales el proceso transcurre de forma incompleta.
La US 5.198.200 describe un metodo para la recuperacion de aluminio metalico, de las mezclas salinas y de un producto basado en oxido de aluminio-aluminio metalico de la carda de aluminio, donde dicha carda se lixivia con agua. El pH se ajusta en un intervalo de 7-8,5 por adicion de cloruro de magnesio para reducir la liberacion de amomaco y estimular la recuperacion de aluminio metalico.
La US 6.110.434 contiene un metodo de disolucion con acido para obtener hidroxido de aluminio, hidroxido de magnesio y espinela-aluminato de magnesio a partir de la carda de aluminio, transformandose la carda inicialmente por solucion en agua en un producto no metalico (NMP) con un contenido en AhO3de entre un 40 y un 75% en peso, a un pH inferior a 8, para minimizar la formacion no deseada de amomaco e hidrogeno (columna 3, lmeas 60-67). El NMP descrito contiene material amorfo, presumiblemente hidroxido de aluminio (columna 6, lmeas 51-59) y se separa como tortada de filtrado con un contenido del hasta el 50% en peso de H2O (columna 6, lmeas 31-33).
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Segun la WO 95/21138 mediante el tratamiento de una carda de aluminio que contiene sales fundidas se obtiene un producto no metalico (NMP) con un contenido en Al2O3 del 25 al 75% en peso, que se suspende con adicion de materiales alcalinos (hidroxido de sodio, hidroxido de calcio, borax o cenizas de carbonato de sodio) empleandose para la fabricacion de productos ceramicos.
De la DE 43 19 163 C2 y la DE 43 45 368 C2 se conoce un residuo con un alto contenido en aluminio derivado de la manipulacion de escorias salinas de aluminio, con un contenido en AhO3 del 55 al 70% respecto a la sustancia seca, corindon (Al2O3) y espinela (MgOAhO3) como componentes cristalinos. Como tamano de partfcula se indica: < 200 ^m aproximadamente un 90% en peso, partfculas primarias < 5 ^m. Este residuo se emplea segun la DE 43 19 163 C2 como material de carga en agregados de cemento y segun la DE 43 45 368 C2 como materia prima de AhO3 mezclada con materias primas que contienen CaO para cementos clinker de aluminato.
La EP 1 180 504 B1 describe un aditivo a base de aglutinante con un efecto acelerador de la solidificacion compuesto por un 50-90% de AhO3, aluminio metalico (0,1-10%) y componentes minerales en forma de corindon y espinela, donde las partfculas de aluminio metalico, debido a las modificaciones termicas, pasan de hidroxido de aluminio a oxido de aluminio, el polvo tiene un tamano de partfcula al menos un 90% inferior a 500 ^m y la superficie espedfica BET es de hasta 50 m2/g. Para fabricar este aditivo basado en aglutinante se seca y se calcina el material residual de alto contenido en aluminio obtenido de la manipulacion del aluminio a partir de escorias salinas. Tras el secado en una corriente de gases de humo a 400 hasta 500°C durante un periodo de tiempo no inferior a 10 segundos se obtiene una superficie BET espedfica de 27 m2/g (pagina 4, ejemplo 2), obteniendose un valor maximo de 45 m2/g a 750°C en un margen de temperatura de 400 hasta 1.000°C (pagina 4, ejemplo 3).
De la EP 1 440 937 B1 se conoce una materia prima con un alto contenido en alumina, con un contenido en oxido de aluminio entre un 50 y un 80%, y componentes minerales de hidroxido de aluminio, corindon y espinela, donde el hidroxido de aluminio esta presente como monohidroxido de aluminio y trihidroxido de aluminio. La materia prima se emplea como soporte de alumina activo en el sinterizado para la fabricacion de productos ceramicos y resistentes al fuego, cemento, componentes aglutinantes porosos, formadores de escorias para la produccion de hierro y acero, lanas minerales y fibras ceramicas, y se fabrica de
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manera que un material residual de alto contenido en alumina es compactado mecanicamente durante el tratamiento de las escorias salinas de aluminio y tratado en condiciones de calor humedo a hidrotermales.
As^ el objetivo de la presente invencion es en conseguir nuevas o mejoradas materias primas que tengan un alto contenido alumina por tratamiento de escorias salinas de aluminio y, con ello, ampliar el margen de posibilidades de aplicacion de estas materias primas, evitar la aparicion de sustancias residuales y en particular respetar la reserva de materias primas naturales. Asf, por ejemplo, son deseables materias primas de alta superficie espedfica (y por tanto elevada reactividad) para aplicaciones relacionadas con materiales de construccion aglutinantes minerales (como cemento, vidrio soluble, aglutinantes activados por bases, geopolfmeros) como material de carga y aglutinantes que influyen en la solidificacion y rigidez, incluso para su empleo como soportes reactivos de AhO3 para productos fundidos y sinterizados (como cemento clinker, materiales resistentes al fuego y ceramicos, lanas minerales, vidrios y fibras de vidrio). Las materias primas de alta superficie espedfica se pueden utilizar tambien para la adsorcion de lfquidos y gases.
Este objetivo se resuelve segun la invencion de forma que, a diferencia del estado de la tecnica actual, donde solamente se conocen materias primas que se obtienen de forma que el material oxidado o la sustancia residual que se obtiene de las escorias salinas de aluminio se trata por separado de diferentes maneras, aqu el propio proceso de obtencion de las escorias salinas de aluminio se controla de manera que se configura una materia prima con un alto contenido alto en alumina y de la mayor reactividad posible, donde
a) una escoria salina de aluminio que contiene de un 20 a un 60% en peso de sales (principalmente NaCl, KCl, CaF2), de un 35 a un 75% en peso de oxidos (principalmente AhO3, MgO, SiO2) y hasta un 15% en peso de aluminio metalico y de nitruro de aluminio se tritura previamente con dispositivos de trituracion adecuados (preferiblemente trituradora de mandfbula y molino de impacto) y a continuacion se muele en un dispositivo de molienda adecuado (preferiblemente un molino tambor con bolas de hierro) anadiendo agua, con un contenido en materia solida del 25 al 55% en peso, a un tamano de partfcula inferior a 500 ^m para al menos un 90% en peso, con un diametro de partfcula medio (d50) inferior a 50 ^m,
b) la suspension de molienda se acondiciona en un reactor de agitacion hasta la disolucion a ser posible completa de los componentes salinos y la
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formacion de hidroxido de aluminio (de la reaccion de aluminio metalico y nitruro de aluminio con agua, mientras se libera hidrogeno en forma de gas y amodaco y se forma una salmuera de sal amoniacal) a un pH entre 9 y 12, a una temperatura entre 30 y 90°C y con un tiempo de reaccion entre 10 y 60 minutos,
c) se filtra la suspension acondicionada para separar los componentes no disueltos de la sal de salmuera con un filtro apropiado (preferiblemente un filtro de banda de vado), donde inicialmente la torta de filtrado se lava por enjuagado y pulverizado con agua y al final de la filtracion se aspira aire a su traves para reducir el contenido en humedad de la torta al 30-50% en peso, y finalmente
d) la torta de filtrado se seca con un secador adecuado (preferiblemente un secador de tambor) a una temperatura de 70 a 110°C como maximo, hasta una humedad residual inferior al 10% en peso,
obteniendose asf una materia prima con elevado contendido en alumina, con una superficie espedfica superior a 50 m2/g y un diametro de poro medio inferior a 100 A.
Se puede llevar a cabo un control determinado de las propiedades del producto (en particular de la superficie espedfica) de la materia prima con elevado contenido alumina si, al lavar la torta de filtrado, se procura que el pH no supere 8 a 9, o bien sin anadir al filtro amornaco, sosa caustica o cal viva, el pH en todo el filtro se mantenga superior a 9.
La materia prima con alto contenido en alumina seguin la invencion contiene - desde el punto de vista qdmico como sustancia residual oxidada de la preparacion de escorias salinas de aluminio - (respecto a la sustancia seca):
AhO3
50-90% en peso
MgO
1-20% en peso
SiO2
0,5-15% en peso
AIN
0,1-15% en peso
Fe2O3
0,1-5% en peso
CaO
0,1-7% en peso
F
0,1-10% en peso
Na2O
0,1-6% en peso
K2O
0,1-2% en peso
Al metal 0,1-10% en peso
Si metal 0,1-3% en peso
Fe metal 0,1-3% en peso
Perdidas por calcinacion 0,1-15% en peso 5 Resto max. 5% en peso
con los siguientes componentes minerales principales
- Bayerita (AhO3-3H2O)
- Corindon (AhO3)
- Espinela (MgOAhO3)
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y con un tamano de partfcula inferior a 500 ^m para al menos un 90% en peso.
Estableciendo una diferencia entre las materias primas de alto contenido en aluminio conocidas hasta el momento y de las materias primas oxidadas que se obtienen por la elaboracion o tratamiento de escorias salinas de aluminio y cardas, 15 la materia prima segun la invencion tiene una superficie espedfica superior a 50 m2/g y un diametro de poro medio inferior a 100 A. Debido a estas propiedades, la materia prima segun la invencion es muy reactiva. Para caracterizar la reactividad, por ejemplo, para su uso en componentes aglutinantes minerales en contacto con agua (como cemento, vidrio soluble, aglutinantes activados por bases, 20 geopolfmeros), como material de varga y componentes aglutinantes que influyen en la solidificacion y el endurecimiento (en su caso en combinacion con materiales adicionales cementantes de solidificacion y rigidez, tales como carbonato sodico o sulfato de aluminio) se puede medir la cantidad de fluencia, es decir la cantidad de materia prima que se humedece al fluir en 100 ml de agua, en base a la 25 determinacion del comportamiento del yeso con el agua.
Los ejemplos siguientes ilustran el objeto de la invencion.
Ejemplo 1 (Estado de la tecnica)
Segun la EP 1 180 504 B1, pagina 4, ejemplos 1 a 3, se seca y se activa parcial y termicamente una sustancia residual de la preparacion de escorias salinas de 30 aluminio con un contenido en oxido de aluminio del 64%, componentes minerales principales corindon, espinela e hidroxido de aluminio, un contenido en aluminio metalico del 3%, una perdida por calcinacion del 11%, una humedad del 25% y un tamano de partfcula inferior a 500 ^m para el 90% con un secador calentado por
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gas (temperatura del gas de escape de aproximadamente 450°C, temperatura del aire de salida de aprox. 150°C, tiempo de reaccion inferior a 10 segundos). El polvo (de nombre SEROX T) tiene una humedad residual del 0,8%, una perdida por calcinacion del 10%, un contenido en aluminio metalico del 3%, modificaciones 5 termicas de hidroxido de aluminio Al(OH)3 a a-oxido de aluminio (corindon) en forma de AlOOH (Bohmita) y una superficie espedfica BET de 27 m2/g.
El polvo SEROX-T se calcina seguidamente en un ciclon de mezcla a alta temperatura calentado por gas, a temperatura del gas de escape de 600, 750, 900 y 1.200°C (denominado: SEROX-TK), consiguiendose una superficie espedfica 10 maxima de 45 m2/g:
Producto Temperatura Superficie- Tamanode poroAl-metalico (%
(°C) BET(m2/g) (nm) en peso)
SEROX-T 150
27 Sin dato 3
SEROX-TK600 600
36 20-200 3
SEROX-TK750 750
45 20-200 3
SEROX-TK900 900
26 20-200 2,5
SEROX-TK1200 1200
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La determinacion de la fluencia da los resultados siguientes:
Producto
Fluencia (g/100 ml agua)
SEROX-T
240
SEROX-TK600
330
SEROX-TK750
300
SEROX-TK900
270
SEROX-TK1200
260
Ejemplo 2
Una escoria salina de aluminio que contiene un 40% en peso de sales, aproximadamente un 50% en peso de oxidos y aproximadamente un 10% en peso 15 de aluminio metalico y de nitruro de aluminio
a) se tritura previamente con una trituradora de mandfbula y un molino de impacto y seguidamente se muele en un molino de tambor con bolas de hierro y agua accionado de forma continuada, con un contenido en materia solida del 37% en peso, a un tamano de partfcula inferior a 500 ^m para el 99% en peso, a un 20 diametro de partfcula medio (d50) de 15 ^m,
-9 -
b) la suspension de molienda se acondiciona en un reactor de agitacion a una temperatura de 70°C, un pH de 9,5 y un tiempo de reaccion de 20 min,
c) la suspension acondicionada se filtra con un filtro de banda de vado, donde inicialmente la torta de filtrado se lava por enjuagado y pulverizado con agua, el
5 pH se reduce hasta un valor 8,5 y al final de la filtracion se aspira aire a traves de la torta de filtrado, formandose una torta de filtrado con un contenido en humedad del 42% en peso,
d) y finalmente se seca la torta de filtrado asf tratada en un tambor secador a una temperatura de 85°C y a una humedad residual del 7% en peso.
10 La superficie espedfica de la materia prima con alto contenido en alumina es de 103 m2/g medida con el metodo BET (segun el metodo Langmuir: 140 m2/g). El diametro medio de poro segun BET es de 70 A. La frecuencia maxima es para un volumen de poro cuyo diametro de poro esta entre 30 y 50 A (ver Fig. 1-2).
La fluencia en 100 ml de agua es de 149 g.
15 El analisis qdmico (respecto a la sustancia seca) indica:
20
25
AhO3
66,5% en peso
MgO
7,6% en peso
SiO2
8,0% en peso
AIN
0,9% en peso
Fe2O3
1,9% en peso
CaO
2,5% en peso
F
1,1% en peso
Na2O
0,8% en peso
K2O
0,5% en peso
Al metal
1,1% en peso
Si metal
0,6% en peso
Fe metal
0,4% en peso
Perdidas
por calcinacion 7,5% en peso
Los componentes minerales principales son bayerita, corindon y espinela.
30 Ejemplo 3
Una escoria salina de aluminio que contiene un 40% en peso de sales, aproximadamente un 50% en peso de oxidos y aproximadamente un 10% en peso de aluminio metalico y de nitruro de aluminio
-10 -
a) se tritura previamente con una trituradora de mandfoulas y un molino de impacto y seguidamente se muele en un molino de tambor con bolas de hierro y agua, accionado de forma continuada, con un contenido en materia solida del 40% en peso a un tamano de partfcula inferior a 500 ^m para el 100% en peso, un
5 diametro de partfcula medio (d50) de 105 ^m,
b) la suspension de molienda se acondiciona en un reactor de agitacion a una temperatura de 50°C, un pH de 10 y un tiempo de reaccion de 30 min,
c) la suspension acondicionada se filtra con un filtro de banda de vado, donde inicialmente la torta de filtrado se lava por enjuagado y pulverizado con agua, se
10 mantiene a un pH de 9,5 por adicion de NaOH y al final de la filtracion se aspira aire a traves de la torta de filtrado, formandose una torta de filtrado con un contenido en humedad del 40% en peso,
d) y finalmente se seca la torta de filtrado asf tratada en un tambor secador a una temperatura de 100°C y a una humedad residual del 2% en peso.
15 La superficie espedfica de la materia prima con alto contenido en alumina es de 59 m2/g segun el metodo BET (segun el metodo Langmuir: 81 m2/g). El diametro medio del poro segun BET es de 80 A. La frecuencia es maxima para un volumen de poros donde el diametro de poro esta entre 30 y 50 A (ver Fig. 3-4). La fluencia en 100 ml de agua es de 208 g
20 El analisis qdmico (respecto a la sustancia seca) indica:
25
AhO3
69% en peso
MgO
7,2% en peso
SiO2
7,6% en peso
AIN
1,2% en peso
Fe2O3
1,6% en peso
CaO
2,1% en peso
F
0,6% en peso
Na2O
1,0% en peso
K2O
0,6% en peso
Al metal
1,7% en peso
Si metal
1,0% en peso
Fe metal
0,3% en peso
Perdidas
por calcinacion 800°C 5,7% en peso
Los componentes minerales principales son bayerita, corindon y espinela.
Ejemplo 4
Para verificar la capacidad de uso en relacion con los aglutinantes activados por bases, se preparan mezclas de mortero y se moldean prismas para los cuales se estima la resistencia a la presion al cabo de dos d^as. Las mezclas de mortero 5 tienen la composicion siguiente:
10
a) 15% en peso de materia prima con alto contenido en alumina (segun los ejemplos 1,2 y 3)
b) 15% en peso de cemento Portland
c) 70% en peso de arena normalizada
d) Adicion de 0,4% de carbonato sodico y
e) Adicion de la cantidad necesaria de agua para una consistencia facil de manipular
Al cabo de 2 dfas se obtienen las resistencias a la presion siguientes:
Materia prima
Superficie espedfica Resistencia a la presion
segun E.
m2/g MPa
1
27 4
2
103 16
3
59 9
15
Se observa que la superficie espedfica de la materia prima con alto contenido en alumina obtenida segun el metodo descrito permite una activacion alcalina y, con ello, se incrementa notablemente la resistencia mecanica del mortero activado por bases.
20 Ejemplo 5
Para verificar la capacidad de uso en relacion con hormigon ligado con cemento, se preparan piedras del tipo generalmente empleado en briquetas de productos basicos para la produccion de fibra mineral y donde la materia prima con un alto contenido en alumina tiene la funcion de soporte de AhO3. La mezcla de briquetas 25 tiene la composicion siguiente:
a) 15% en peso de materia prima con un alto contenido en alumina (segun los ejemplos 2 y 3)
b) 15% en peso de cemento Portland,
10
15
20
c) 70% en peso de mezcla de materia prima (incluyendo escorias producidas en convertidores, escorias de hornos de cobre, cenizas volantes, polvo de fibra),
d) Sin y con adicion de un 1,0% en peso de sulfato de aluminio con respecto a
a),
e) Adicion de la cantidad de agua necesaria para una consistencia facil de manejar
Despues de un tiempo de mezcla de 5 minutos, se moldean las briquetas de un diametro de aproximadamente 10 cm y una altura de aproximadamente 10 cm en una prensa de adoquines y a continuacion se almacenan a temperatura ambiente y humedad normal.
Dependiendo del tiempo de almacenamiento (2 dfas, 3 dfas, 5 dfas) se obtuvieron las resistencias a la presion siguientes:
Materia prima segun Ejemplo
Resistencia a la presion espedfica m2/g Superficie de ejemplo [N/mm2] Sulfato de Al [% de material prima de alto contenido en alumina]
2d 3d 5d
2
103 7,0 8,6 10,2 1
2
103 2,5 3,2 7,1 0
3
59 2,7 3,7 6,1 1
3
59 2,1 2,9 4,0 0
En general se observa que se produce una aceleracion del endurecimiento debida al sulfato de aluminio y, en el caso de una superficie espedfica de la materia prima con un alto contenido en alumina, esto ocurre mucho antes y con mayor intensidad.

Claims (9)

1
5
10
15
20
25
2
30 3
Reivindicaciones
Materia prima con alto contenido en alumina, que contiene (respecto a la
sustancia seca):
Al2O3
50-90% en peso
MgO
1 -20% en peso
SiO2
0,5-15% en peso
AIN
0,1-15% en peso
Fe2O3
0,1-5% en peso
CaO
0,1-7% en peso
F
0,1-10% en peso
Na2O
0,1-6% en peso
K2O
0,1-2% en peso
Al metal
0,1-10% en peso
Si metal
0,1-3% en peso
Fe metal
0,1-3% en peso
Perdida por calcinacion
0,1-15% en peso
Resto materiales
max. 5% en peso
con los siguientes componentes minerales principales
- Bayerita (AhO3-3H2O) y bohemita (AhO3^2O)
- Corindon (Al2O3)
- Espinela (MgOAhO3)
con un contenido en humedad de un 10% en peso como maximo y un tamano de partfcula para al menos un 90% en peso inferior a 500 ^m, caracterizada porque la superficie espedfica es superior a 50 m2/g y porque el diametro medio de poro es inferior a 100 A.
Materia prima con alto contenido en alumina segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la superficie espedfica es de 50 a 150 m2/g, con un diametro medio de poro en el rango de 50 a 100 A.
Materia prima con alto contenido en alumina segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el volumen de poro tiene una frecuencia maxima para un diametro de poro entre 30 y 50 A.
4. Materia prima con alto contenido en alumina segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cantidad de materia prima que se humedece al fluir dicha materia prima en 100 ml de agua es de 220 g como maximo.
5 5. Materia prima con alto contenido en alumina segun cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la superficie espedfica es de al menos 80 m2/g y porque la cantidad de materia prima que se humedece al fluir en 100 ml de agua es de 160 g como maximo.
6. Procedimiento para la produccion de una materia prima con alto contenido en alumina segun la reivindicacion 1, caracterizado porque
10
15
20
25
30
a) una escoria salina de aluminio que contiene de un 20 a un 60% en peso de sales del grupo consistente en NaCl, KCl, CaF2, un 35 a un 75% en peso de oxidos del grupo AbO3, MgO o SiO2 y hasta un 15% en peso de aluminio metalico y de nitruro de aluminio se tritura previamente en seco y a continuacion se muele con adicion de agua, a un contenido en materia solida del 25 al 55% en peso, para obtener una suspension de material molido con un tamano de partfcula < 500 ^m para al menos un 90% en peso con un diametro de partfcula medio d50 < 50 ^m,
b) disolver los constituyentes salinos a ser posible completamente y formar hidroxido de aluminio (de la reaccion de aluminio metalico y nitruro de aluminio con agua, con liberacion de hidrogeno gas y amornaco y formacion de una salmuera de sal amoniacal), la suspension de material molido se acondiciona en un reactor con agitador a un pH entre 9 y 12, a una temperatura entre 30 y 90°C y con un tiempo de reaccion entre 10 y 60 minutos.
c) para separar los componentes no disueltos de la sal de salmuera se filtra la suspension acondicionada, donde inicialmente la torta de filtrado se lava por enjuagado y pulverizado con agua para liberarla de las sales lo mas posible y al final de la filtracion se aspira aire a su traves para reducir el contenido en humedad de la torta al 30-50% en peso,
d) y finalmente la torta de filtrado se seca a una temperatura de 70 a 110°C como maximo hasta una humedad residual inferior al 10% en peso.
7. Procedimiento para la fabricacion de una materia prima con alto contenido en alumina segun la reivindicacion 6, caracterizado porque
10
15
20
25
c) para separar los componentes no disueltos de la sal de salmuera, la suspension acondicionada se filtra con un filtro adecuado, lavandose la torta de filtrado por enjuagado y pulverizado con agua para mantenerla lo mas libre de sal posible, hasta que el pH de la torta se reduce de 8 a 9, y al final de la filtracion aspirandose aire a traves de la torta de filtrado, reduciendose el contenido de humedad de la torta de filtrado a un 30 hasta un 50% en peso.
8. Procedimiento para la fabrication de una materia prima con alto contenido en alumina segun la reivindicacion 6, caracterizado porque
c) para separar los componentes no disueltos de la sal de salmuera, la suspension acondicionada se filtra con un filtro adecuado, lavandose inicialmente la torta de filtrado por enjuagado y pulverizado con agua para mantenerla lo mas libre de sal posible, manteniendose el pH de la torta aproximadamente 9 por adicion de amoniaco, una solution de hidroxido sodico o cal viva, y al final de la filtracion aspirandose aire a traves de la torta de filtrado, reduciendose el contenido de humedad de la torta de filtrado a un 30 hasta un 50% en peso.
9. Procedimiento segun la reivindicacion 6, caracterizado porque la trituration previa se realiza con una trituradora de mandfbulas o con un molino de impacto.
10. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque para la operation de molienda con adicion de agua se emplea un molino de tambor con bolas de hierro.
11. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque la separation de los componentes no disueltos de la suspension acondicionada se lleva a cabo con un filtro de banda de vado.
12. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque el secado se lleva a cabo en un tambor secador.
FIG. 1
BJH Descripcion acumulativa area de poro
imagen1
volumen de poro cm3/g
imagen2
imagen3
volumen de poro cm3/g
imagen4
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