ES2939717T3 - Método de curado de un producto de calcinación de yeso - Google Patents

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Abstract

Un método de acondicionamiento de estuco comprende los pasos de suministrar una cantidad de partículas de estuco a un recipiente de reacción, comprendiendo las partículas de estuco sulfato de calcio hemihidratado y/o sulfato de calcio anhidrita, así como sulfato de calcio dihidratado; y acondicionar las partículas de estuco a una temperatura de al menos 100°C y una humedad de al menos el 70%. Durante la etapa de acondicionamiento de las partículas de estuco, la densidad aparente de las partículas de estuco dentro del recipiente de reacción es de al menos 1 g/cm3. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método de curado de un producto de calcinación de yeso
La presente invención se refiere a un método para acondicionar un producto de calcinación de yeso y, en particular, a un método para aumentar el contenido de hemihidrato del producto de calcinación.
El yeso (sulfato de calcio dihidratado) está disponible como materia prima natural o como subproducto sintético de la desulfuración de gases de combustión. La fabricación de productos que contienen yeso, tales como las placas de yeso, normalmente comprende las siguientes etapas:
• someter sulfato de calcio dihidratado (CaSO4.2H2O) a un proceso de calcinación a temperaturas superiores a unos 150 °C para eliminar el agua de cristalización unida químicamente y proporcionar un producto de calcinación (también conocido como estuco) que comprende principalmente sulfato de calcio hemihidratado (CaSO4.1/2H2O);
• mezclar el estuco con agua para obtener una suspensión y moldear la suspensión en una forma predeterminada;
• permitir que el estuco fragüe para proporcionar un producto sólido. Durante esta etapa, el sulfato de calcio hemihidratado se rehidrata para proporcionar cristales de dihidrato.
En general, el estuco formado por calcinación comprende otras fases además del sulfato de calcio hemihidratado. En particular, el estuco puede contener sulfato de calcio anhidrita (CaSO4). Esta forma de sulfato de calcio no tiene moléculas de agua unidas químicamente y no es deseable debido a su efecto adverso sobre el tiempo de fraguado y/o la demanda de agua de la suspensión de estuco.
Por lo tanto, es deseable reducir el nivel de de sulfato de calcio anhidrita en el estuco.
El documento WO 2008/074137 se refiere a un proceso para tratar beta de sulfato de calcio. El proceso comprende exponer beta hemihidrato de sulfato de calcio a vapor a una presión superior a la presión atmosférica.
El documento GB 1,400,830 se refiere a un proceso y un aparato para la producción de revoques de yeso multifase que consisten en anhidritas, hemihidratos y dihidratos con un comportamiento de fraguado ajustable, por ejemplo, con un inicio de fraguado entre 4 y 25 min y una finalización del fraguado entre 10 y 120 mm.
Por lo tanto, en su forma más general, la presente invención puede proporcionar un tratamiento de acondicionamiento para aumentar la proporción de fase hemihidratada dentro de un producto de estuco calcinado. Más particularmente, el tratamiento de acondicionamiento comprende tratar térmicamente un producto calcinado en un ambiente húmedo a una temperatura inferior a la temperatura de calcinación.
Se ha encontrado que dicho tratamiento de acondicionamiento puede ayudar a disminuir la demanda de agua del estuco. Además, se ha descubierto que el tratamiento puede resultar en una reducción de la superficie específica del estuco, lo que puede ayudar a disminuir el tiempo de fraguado general de la suspensión de estuco, al tiempo que conserva la fluidez de la suspensión en las primeras etapas del proceso de hidratación.
Además, se ha encontrado que la presencia de partículas de dihidrato dentro del estuco durante el tratamiento de acondicionamiento puede ayudar a reducir los niveles de partículas de anhidrita. Se considera que esto se debe a la liberación de moléculas de agua unidas químicamente desde las partículas de dihidrato, estando entonces disponibles estas moléculas de agua para promover la transformación de partículas de anhidrita en partículas de hemihidrato. Se considera que la presencia de partículas de dihidrato dentro del estuco durante el proceso de acondicionamiento promueve una mejor distribución de la humedad que otros métodos como la introducción de vapor en el estuco.
En particular, se ha encontrado que la conversión de la fase de anhidrita en hemihidrato puede promoverse manteniendo una alta densidad aparente de partículas de estuco durante el tratamiento de acondicionamiento. Se considera que este alto grado de compactación ayuda a promover el intercambio de moléculas de agua entre partículas.
Por lo tanto, en un primer aspecto, la presente invención puede proporcionar un método de acondicionamiento de estuco que comprende las etapas de:
• suministrar una cantidad de partículas de estuco a un recipiente de reacción, comprendiendo las partículas de estuco sulfato de calcio hemihidratado y/o sulfato de calcio anhidrita, así como sulfato de calcio dihidratado; y
• acondicionamiento de las partículas de estuco a una temperatura de al menos 100 °C y una humedad de al menos el 70 %,
en el que durante la etapa de acondicionamiento de las partículas de estuco, las partículas de estuco se mantienen estáticas dentro del recipiente de reacción, de manera que la densidad aparente de las partículas de estuco dentro del recipiente de reacción es de al menos 1 g/cm3 y caracterizado porque el tiempo de acondicionamiento de las partículas de estuco es de al menos 30 minutos y la presión dentro del recipiente de reacción durante la etapa de acondicionamiento de las partículas de estuco es inferior a 2 bares.
Preferiblemente, la densidad aparente de las partículas de estuco dentro del recipiente de reacción es de al menos 1,5 g/cm3, más preferiblemente al menos 2 g/cm3.
La alta densidad aparente de las partículas de estuco se logra manteniendo las partículas estáticamente dentro del recipiente de reacción. Los métodos anteriores de acondicionamiento de estuco (como los descritos en p. ej., los documentos US2012/0060723 y US2011/0150750) requerían que el estuco fuera incorporado al gas de proceso, p. ej., fluidizado. Por tanto, la densidad aparente del estuco fue mucho menor que para la presente invención, p. ej., alrededor de 0,7-0,9 g/cm3.
El tiempo de acondicionamiento es de al menos 30 minutos, preferiblemente de al menos una hora.
Típicamente, la temperatura de tratamiento es de al menos 130°C. La presión dentro del recipiente de reacción durante la etapa de tratamiento de las partículas de estuco es inferior a 2 bares.
En general, las partículas de estuco suministradas al recipiente de reacción comprenden sulfato de calcio anhidrita. Típicamente, esto es en forma de sulfato de calcio anhidrita III, que es una forma soluble de sulfato de calcio anhidrita. El sulfato de calcio anhidrita III puede estar presente en una cantidad de hasta el 70% en peso. Sin embargo, la cantidad de sulfato de calcio anhidrita III es preferiblemente inferior al 15% en peso. Típicamente, la cantidad de sulfato de calcio anhidrita es superior al 10% en peso.
Normalmente, las partículas de estuco suministradas al recipiente de reacción comprenden sulfato de calcio dihidratado en una cantidad superior al 3 % en peso, preferiblemente superior al 5 % en peso. Normalmente, la cantidad de sulfato de calcio dihidratado es inferior al 20 % en peso, preferiblemente inferior al 10 % en peso.
Las partículas de sulfato de calcio dihidratado presentes en el estuco pueden ser el resultado de una calcinación incompleta del material de yeso (por ejemplo, debido a tiempos o temperaturas de calcinación más bajos). En un ejemplo alternativo del método de la invención, se puede añadir por separado sulfato de calcio dihidratado al estuco calcinado.
Típicamente, el estuco se suministra al recipiente de reacción en una cantidad para llenar al menos el 80 %, preferiblemente el 85 % del volumen interno del recipiente. Es decir, el volumen total del estuco dentro del recipiente de reacción (incluidos los espacios entre las partículas de estuco adyacentes) es al menos el 80 % y preferiblemente al menos el 85 % del volumen interno del recipiente.
La invención se describirá ahora sólo a modo de ejemplo.
Ejemplos 1-5
Se calcinó yeso (sulfato de calcio dihidratado) en una caldera de calcinación a una temperatura de 190°C durante aproximadamente 1 hora. Después de la calcinación, se añadió más yeso (sulfato de calcio dihidratado) al producto de calcinación para proporcionar un producto de calcinación enriquecido con yeso. A continuación, esta mezcla se transfirió a un recipiente a presión de vapor. El recipiente a presión de vapor se selló y se colocó en un horno a 130°C durante 4 horas para acondicionar el estuco. Después de este tratamiento, el estuco acondicionado se colocó inmediatamente en un cubo metálico y se dejó enfriar.
La Tabla 1 muestra los contenidos de anhidrita y dihidrato, la demanda de agua y la superficie específica del producto de calcinación enriquecido con yeso antes y después del acondicionamiento en el recipiente a presión de vapor. Cada ejemplo se preparó a partir de una calidad diferente de yeso, indicándose en la Tabla el valor d50 de cada calidad de yeso.
La superficie específica se midió a través de BET.
Tabla 1
Figure imgf000003_0001
Figure imgf000004_0001
Como se muestra en la Tabla 1, el tratamiento de acondicionamiento disminuye los niveles de anhidrita y dihidrato en el estuco, y además disminuye la demanda de agua y la superficie específica.
Ejemplos 6 y 7, y Ejemplo comparativo 1
Se calcinó yeso (sulfato de calcio dihidratado) en una caldera de calcinación a una temperatura de 190°C durante aproximadamente 1 hora, para proporcionar un producto de calcinación. Después de la calcinación, se añadió más yeso (sulfato de calcio dihidratado) al producto de calcinación en una cantidad correspondiente al 5% en peso del producto de calcinación, para proporcionar un producto de calcinación enriquecido con yeso. A continuación, esta mezcla se transfirió a un recipiente a presión de vapor. El recipiente a presión de vapor se selló y se colocó en un horno durante 2 horas para acondicionar el estuco. Después de este tratamiento, el estuco acondicionado se colocó inmediatamente en un cubo metálico y se dejó enfriar.
La Tabla 2 muestra los contenidos de anhidrita y dihidrita, la demanda de agua y la superficie específica del estuco acondicionado en función de la temperatura del horno. También se dan como referencia los parámetros correspondientes para el producto de calcinación directa (es decir, sin enriquecimiento de yeso).
La superficie específica se midió a través de BET.
Tabla 2
Figure imgf000004_0002
Ejemplos 8-10 y Ejemplo comparativo 1
Se calcinó yeso (sulfato de calcio dihidratado) en una caldera de calcinación a una temperatura de 190°C durante aproximadamente 1 hora, para proporcionar un producto de calcinación. Después de la calcinación, se añadió más yeso (sulfato de calcio dihidratado) al producto de calcinación en una cantidad correspondiente al 8% en peso del producto de calcinación directa, para proporcionar un producto de calcinación enriquecido con yeso. A continuación, esta mezcla se transfirió a un recipiente a presión de vapor. El recipiente a presión de vapor se selló y se colocó en un horno a 130°C para acondicionar el estuco. Después de este tratamiento, el estuco acondicionado se colocó inmediatamente en un cubo metálico y se dejó enfriar.
La Tabla 3 muestra los contenidos de anhidrita y dihidrita, la demanda de agua y la superficie específica del estuco acondicionado en función del tiempo de acondicionamiento. También se dan como referencia los parámetros correspondientes para el producto de calcinación directa (es decir, sin enriquecimiento de yeso).
Tabla 3
Figure imgf000004_0003
Ejemplos 11-13 y Ejemplo comparativo 1
Se calcinó yeso (sulfato de calcio dihidratado) en una caldera de calcinación a una temperatura de 1902C durante aproximadamente 1 hora, para proporcionar un producto de calcinación. Después de la calcinación, se añadió más yeso (sulfato de calcio dihidratado) al producto de calcinación para proporcionar un producto de calcinación enriquecido con yeso. A continuación, esta mezcla se transfirió a un recipiente a presión de vapor. El recipiente a presión de vapor se selló y se colocó en un horno a 130°C durante 2 horas para acondicionar el estuco. Después de este tratamiento, el estuco acondicionado se colocó inmediatamente en un cubo metálico y se dejó enfriar.
La Tabla 4 muestra los contenidos de anhidrita y dihidrita, la demanda de agua y la superficie específica del estuco acondicionado en función del nivel de enriquecimiento en yeso. También se dan como referencia los parámetros correspondientes para el producto de calcinación directa (es decir, sin enriquecimiento de yeso).
Tabla 4
Figure imgf000005_0001
Ejemplos 14-16 y Ejemplo comparativo 1
Se calcinó yeso (sulfato de calcio dihidratado) en una caldera de calcinación a una temperatura de 190°C durante aproximadamente 1 hora, para proporcionar un producto de calcinación. Después de la calcinación, se añadió más yeso (sulfato de calcio dihidratado) al producto de calcinación para proporcionar un producto de calcinación enriquecido con yeso. A continuación, esta mezcla se transfirió a un recipiente a presión de vapor. El recipiente a presión de vapor se selló y se colocó en un horno a 130°C durante 4 horas para acondicionar el estuco. Después de este tratamiento, el estuco acondicionado se colocó inmediatamente en un cubo metálico y se dejó enfriar.
La Tabla 5 muestra los contenidos de anhidrita y dihidrita, la demanda de agua y la superficie específica del estuco acondicionado en función de la medida en que el recipiente de presión de la corriente se llenó con el producto de calcinación enriquecido con yeso. También se dan como referencia los parámetros correspondientes para el producto de calcinación directa (es decir, sin enriquecimiento de yeso).
Tabla 5
Figure imgf000005_0002
Ejemplos 17 y 18, y Ejemplo comparativo 1
Se calcinó yeso (sulfato de calcio dihidratado) en una caldera de calcinación a una temperatura de 190°C durante aproximadamente 1 hora, para proporcionar un producto de calcinación. Después de la calcinación, se añadió más yeso (sulfato de calcio dihidratado) al producto de calcinación para proporcionar un producto de calcinación enriquecido con yeso. A continuación, esta mezcla se transfirió a un recipiente a presión de vapor. El recipiente de vapor a presión se selló y se colocó en un horno a 130°C durante 1 hora para acondicionar el estuco. Después de este tratamiento, el estuco acondicionado se colocó inmediatamente en un cubo metálico y se dejó enfriar.
La Tabla 6 muestra los contenidos de anhidrita y dihidrita, la demanda de agua y la superficie específica del estuco acondicionado en función de la presión dentro del recipiente de vapor.
También se dan como referencia los parámetros correspondientes para el producto de calcinación directa (es decir, sin enriquecimiento de yeso).
Tabla 6
Figure imgf000006_0001

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un método de acondicionamiento de estuco que comprende las etapas de:
• suministrar una cantidad de partículas de estuco a un recipiente de reacción, comprendiendo las partículas de estuco sulfato de calcio hemihidratado y/o sulfato de calcio anhidrita, así como sulfato de calcio dihidratado; y
• acondicionar las partículas de estuco a una temperatura de al menos 100°C y una humedad de al menos el 70%,
en el que, durante la etapa de acondicionamiento de las partículas de estuco, las partículas de estuco se mantienen estáticas dentro del recipiente de reacción, de manera que la densidad aparente de las partículas de estuco dentro del recipiente de reacción es de al menos 1 g/cm3, y
caracterizado porque
el tiempo de acondicionamiento de las partículas de estuco es de al menos 30 minutos y la presión dentro del recipiente de reacción durante la etapa de acondicionamiento de las partículas de estuco es inferior a 2 bares.
2. Un método según la reivindicación 1, en el que la densidad aparente de las partículas de estuco dentro del recipiente de reacción es de al menos 1,5 g/cm3.
3. Un método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el tiempo de acondicionamiento de las partículas de estuco es de al menos una hora.
4. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura de acondicionamiento es de al menos 130°C.
5. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas de estuco suministradas al recipiente de reacción comprenden sulfato de calcio anhidrita.
6. Un método según la reivindicación 5, en el que las partículas de estuco suministradas al recipiente de reacción comprenden sulfato de calcio anhidrita III.
7. Un método según la reivindicación 6, en el que las partículas de estuco suministradas al recipiente de reacción comprenden sulfato de calcio anhidrita III en una cantidad de hasta el 70% en peso.
8. Un método según la reivindicación 7, en el que las partículas de estuco suministradas al recipiente de reacción comprenden sulfato de calcio anhidrita III en una cantidad de entre 10-15% en peso.
9. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas de estuco suministradas al recipiente de reacción comprenden sulfato de calcio dihidratado en una cantidad de 3-20% en peso.
10. Un método según la reivindicación 9, en el que las partículas de estuco suministradas al recipiente de reacción comprenden sulfato de calcio dihidratado en una cantidad de 5-10% en peso.
11. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de calcinar material de yeso en un recipiente de calcinación para proporcionar las partículas de estuco para suministrar al recipiente de reacción.
12. Un método según la reivindicación 11, en el que el sulfato de calcio dihidratado presente en las partículas de estuco comprende sulfato de calcio dihidratado residual resultante de la calcinación incompleta del material de yeso.
13. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que el sulfato de calcio dihidratado y el sulfato de calcio hemihidratado se obtienen de fuentes separadas.
14. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas de estuco se suministran al recipiente de reacción en una cantidad de modo que el volumen total de las partículas de estuco ocupe al menos el 80% del volumen interno del recipiente de reacción.
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