Obtención de espumas a partir de residuos de pizarra

Abstract

La transformación de los residuos de pizarra de techar en materias primas no tradicionales de la industria cerámica, es el objetivo del presente trabajo. Sin la adición de agentes espumantes, mediante la alteración que sufren los componentes de la pizarra cuando la misma es sometida a un calentamiento en atmósfera no oxidante, se han alcanzado espumas de poro cerrado o cerámica porosa de color gris oscuro con densidades próximas a 0,3 g/cm 3 en las que las paredes están formadas principalmente por una fase vítrea. La materia prima empleada se obtiene por secado de lodos procedentes de las operaciones de corte de la pizarra para techar. Los compactos en verde obtenidos en matriz flotante se sinterizaron en atmósfera de N 2 -5% H 2 a distintas temperaturas, así como en aire a 1150ºC como material de referencia y se empleó la difracción de rayos X para determinar las fases cristalinas presentes en los materiales obtenidos. Mediante dilatometría se estudio la densificación en ambas atmósferas. La densidad alcanzada en condiciones de atmósfera no oxidante disminuye al aumentar la temperatura de sinterización, y con ello las propiedades mecánicas del material. La estructura celular empieza a desarrollarse cuando se sinteriza en N 2 -5% H 2 por encima de 1075ºC. Palabras clave: pizarras, espumas cerámicas, reciclado Ceramic foams manufacturing from slate wastesThe objective of the present work is the recovery of slate wastes into a raw material for the ceramic industry. Foams are obtained without any addition of foaming agent thanks to the transformation of component present on the slate during heating. A glass base material with a closed porosity, gray color and density value around to 0,3g/cm 3 has been obtained. Raw material is the slate waste as slurry, after cutting roofing slates. After drying, the slate powders were die pressed to achieve green samples, which were sintered in N 2 -5%H 2 atmosphere at different temperatures, as well as in air as reference material at 1150ºC. Dilatometer behavior was studied on die pressed slate powders under both atmospheres as well as XRay diffraction in order to determine the crystalline phases on sintered materials. Sintered density decreases as temperature increases under non-oxidant atmosphere, which leads to decrease the mechanical properties with the temperature when the foam structure is developed (over 1075ºC on N 2 -5%H 2 atmosphere). Keywords: slates, ceramic foams, recycling INTRODUCCIÓNEn muchas de las actividades industriales se generan materiales de desecho, cuya manipulación y almacenamiento suponen no solo un elevado coste sino que pueden conllevar importantes impactos medioambientales (1,2). Es por ello que en la actualidad, como alternativa a su almacenamiento, han surgido muchas plantas de reciclado basadas en la transformación del residuo en materia prima para la industria cerámica (1,3-5). Entre estas actividades, la explotación de rocas ornamentales, como la pizarra para cubiertas, genera un importante volumen de residuos tanto en las canteras de explotació...

Characterization of Slate Powder Wastes from Minas Gerais - Brazil

“…No significant differences were observed between the analysis of the residue and the natural rock extracted from the same place. Despite the different regions where slate has been studied (Brazil, Portugal and Spain), several authors [13,18,19,20], have shown similar results with silicon oxide percentages varying from 55-61%, aluminum oxide from 18-24% and iron oxide from 7-10%. The authors have shown that the slate chemical composition is suitable to produce ceramic pieces via pressing and slip casting, foams to absorb different types of materials and concrete.…”

“…It is composed mainly of water, lubricants, crushed rock and pieces of slate. There are several works reporting the treatment and use of this waste in order to obtain innovative and useful products [10,11,12,13,14,15,16,17].…”

Caracterización de espumas de pizarra con adiciones de clínquer de cemento

“…Después de su calentamiento a temperaturas entre 1150 ºC y 1175 ºC, las espumas de Pizarra + Clínquer presentaron un color gris oscuro, al igual que las espumas de Pizarra sin adiciones (1). En todos los casos se obtiene una fase vítrea contínua (que aumenta la línea base en los difractogramas respecto de los obtenidos con las materias primas, Figura 2A ).…”

“…En relación con la composición final de la espuma de Pizarra + Clínquer, las fases minerales presentes a 1150ºC obtenidos por difracción (XRD) son las mismas si se emplea Clínquer Gris o Blanco, por lo que se ha omitido su difractograma en la Figura 2B, si bien se ha obtenido una aumento de intensidad en el pico del feldespato cuando se trata de Pizarra con Clínquer Gris. Respecto a la Pizarra , tras su calentamiento a 1150ºC presenta cuarzo, mullita y espinelas de hierro (1,13,14) además de una fase vítrea por la evolución del sistema FeOAl 2 O 3 -SiO 2 (15).…”

Fire Resistance of Roofing Slates: Mechanical, Mineralogical and Aesthetic Changes Alongside Temperature Increase

“…At these temperatures, there is a significant loss of mass (7.15 %). Chlorite, one of the main minerals in slate, begins to disappear at 600 • C, and by 800 • C there are no remains of this mineral group (Cambronero, Ruiz-Román [14]).…”