IMPIEGO DEL FELDSPATO GS60 ADDIZIONATO CON VETRO IN UNA PRODUZIONE INDUSTRIALE DI GRES PORCELLANATO
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2 IMPIEGO DEL FELDSPATO GS60 ADDIZIONATO CON VETRO IN UNA PRODUZIONE INDUSTRIALE DI GRES PORCELLANATO Relatori: C. Carbonchi, P. Danasino, R. Riveriti Una giornata su Le materie prime di qualità per piastrelle con elevato valore aggiunto Auditorium Assopiastrelle - Sassuolo, 12 Febbraio 2004
3 VETRO SODICO CALCICO GS60 Minerali Industriali S.p.A. ZI-GS60 Minerali Industriali S.p.A.
4 LOCALIZZAZIONE DEL GIACIMENTO DI ORIGINE DEL FELDSPATO GS60 Regione Piemonte
5 SCHEMA DI FLUSSO DEL FELDSPATO GS60 CARICO FRANTUMAZIONE MACINAZIONE VAGLIATURA ESSICCAZIONE VAGLIATURA DI CONTROLLO SEPARAZIONE MAGNETICA FELDSPATO GS60
6 EFFETTO DEL TRATTAMENTO MINERARIO SUL CHIMISMO Alimentazione GS60 8 % degli ossidi Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O P.F.(1100 C) Ossidi degli elementi
7 FELDSPATO GS60 Analisi chimica SiO % Al 2 O % Fe 2 O % TiO % CaO 0.15 % MgO 0.05 % K 2 O 4.70 % Na 2 O 3.40 % L.o.I. (1100 C) 0.35 % Analisi granulometrica (mm) > % % % < % Analisi mineralogica Quarzo 39 % Feldspato potassico 28 % Feldspato sodico 30 % Altro 3 %
8 ANALISI CHIMICA DEL VETRO Novembre 2001 Dicembre 2003 Ossidi Media (%) Variabilità (±) SiO 2 72,80 ± 1,00 Al 2 O 3 1,50 ± 0,20 Fe 2 O 3 0,35 ± 0,03 TiO 2 0,06 CaO 9,50 ± 0,30 MgO 2,00 ± 0,20 K 2 O 0,95 Na 2 O 12,70 ± 0,50
9 EFFETTO DELL AGGIUNTA DEL VETRO AL FELDSPATO GS % degli ossidi GS60 ZI-GS60 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O P.F. Ossidi
10 FELDSPATO ZI-GS60 Analisi chimica SiO % Al 2 O % Fe 2 O % TiO % CaO 3.00 % MgO 0.65 % K 2 O 3.60 % Na 2 O 6.20 % L.o.I. (1100 C) 0.25 % Analisi granulometrica (mm) > % % % < % Analisi mineralogica Quarzo 27 % Feldspato potassico 20 % Feldspato sodico 21 % Altro 32 %
11 PARTE SPERIMENTALE Atomizzazione dell impasto di prova contenente ZI-GS60 e confronto con impasto di riferimento Materie prime dell impasto di riferimento: argille extra nazionali feldspato sodico extra nazionale feldspato sodico-magnesiaco nazionale sabbia nazionale ZI-GS60
12 FASI DELLA PRODUZIONE INDUSTRIALE Macinazione a umido in mulino continuo, 35% di acqua e 0.35% di fluidificante Scarico della barbottina con densità compresa tra 1705 g/l e 1715 g/l Setacciatura della barbottina a 1886 maglie/cm 2 Atomizzazione con atomizzatore da 15 t/h Umidità impostata di atomizzazione pari al 6.5% Pressatura di piastrelle a 380 kg/cm 2 Essiccazione in essiccatoio verticale a 150 C e ciclo di 1h e 30 Cottura in forno industriale con ciclo di 47 a 1190 C (T C massima)
13 VERIFICHE ESEGUITE SUGLI ATOMIZZATI Analisi chimica (XRF) analisi granulometrica con granulometro laser analisi granulometrica per vibrosetacciatura umidità degli atomizzati curva di greificazione tra 1160 C e 1220 C con cottura in forno a rulli da laboratorio e ciclo di 43 analisi al microscopio riscaldante con gradiente di salita di 40 C/min e temperatura massima di 1400 C
14 ANALISI CHIMICA E MINERALOGICA DEGLI IMPASTI Ossidi Riferimento % Prova SiO 2 69,95 70,35 Al 2 O 3 18,00 17,30 Fe 2 O 3 0,76 0,74 TiO2 CaO 0,60 1,07 0,54 1,40 MgO 0,57 0,34 K 2 O 2,09 2,46 Na 2 O 3,86 3,67 P.F. (1100 C) 3,30 3,10 Na 2 O/K 2 O 1,85 1,49 Na 2 O+K 2 O 5,95 6,13 Fe 2 O 3 +TiO 2 1,36 1,28 SiO 2 /Al 2 O 3 3,89 4,07 Fasi minerali Riferimento % Prova Quarzo Minerali Fillosilicatici K-feldspato 8 12 Na-feldspato Plagioclasio 17 8 Vetro 0 6 Altro 3 3
15 ANALISI GRANULOMETRICA DEGLI ATOMIZZATI Dimensione (µm) Riferimento Prova Volume non passante (%) 0, ,00 100, ,34 44, ,36 28, ,85 18, ,71 12, ,72 8, ,16 5, ,54 3, ,52 2, ,88 1, ,47 1, ,67 0, ,32 0, ,10 0,08 Umidità 6,2 6,5 Volume di non passante (%) Riferimento Prova 0, Dimensione in micron
16 ANALISI GRANULOMETRICA DEGLI ATOMIZZATI (VIBROSETACCIATURA) classi (mm) Riferimento Prova % peso % peso > 0,80 2,7 3,6 0,80-0,60 5,7 6,4 0,60-0,50 14,4 13,7 0,50-0,425 14,0 12,9 0,425-0,355 21,8 21,0 0,355-0,212 27,1 27,9 0,212-0,150 8,0 7,4 0,150-0,125 1,5 1,7 0,125-0,075 3,0 2,8 0,075-0,063 0,6 0,8 < 0,063 1,3 1,8 Peso % 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 > 0,80 0,80-0,60 0,60-0,50 0,50-0,425 0,425-0,355 0,355-0,212 0,212-0,150 0,150-0,125 Riferimento Prova 0,125-0,075 0,075-0,063 < 0,063 Classi granulometriche (mm)
17 CURVA DI GREIFICAZIONE OTTENUTA DAGLI ATOMIZZATI (1160 C / 1210 C) 7,00 7,00 T C cottura Riferimento Prova AA RL AA RL ,02 5,69 2,34 5, ,95 5,98 0,73 5, ,36 6,21 0,29 6, ,08 6,34 0,12 6, ,03 6,43 0,05 6, ,00 6,60 0,00 6, ,32 6,34 1,18 6,25 AA (%) 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 Riferimento AA Riferimento RL Prova AA Prova RL 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 RL (%) 1,00 1,00 0, ,00 T C massima di cottura
18 ANALISI AL MICROSCOPIO RISCALDANTE A (viola chiaro) = PROVA B (blu) = RIFERIMENTO
19 VISCOSITA DELLE BARBOTTINE (tempo 0 e 1h) Tempo di scorrimento (s) Viscosità a tempo ,35 0,45 0,55 0,65 0,75 % Fluidificante Riferimento Prova Tempo 0 Fluidificante (%) Riferimento Prova 0,35 n.d. 19 0, , , , Tempo 1 ORA Fluidificante (%) Riferimento Prova 0,35 n.d. 31 0, , , , Viscosità a tempo 1 ORA Tempo di scorrimento (s) ,35 0,45 0,55 0,65 0,75 % Fluidificante Riferimento Prova
20 Tempo di scorrimento (s) Viscosità a tempo 12 ORE VISCOSITA DELLE BARBOTTINE (tempo 12 e 24 ore) 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 % Fluidificante Riferimento Prova Tempo 12 ORE Fluidificante (%) Riferimento Prova 0,35 n.d. 39 0, , , , Tempo 24 ORE Fluidificante (%) Riferimento Prova 0,35 n.d. 53 0, , , , Tempo di scorrimento (s) Viscosità a tempo 24 ORE ,35 0,45 0,55 0,65 0,75 % Fluidificante Riferimento Prova
21 VERIFICHE ESEGUITE SULLE PIASTRELLE COTTE IN FORNO INDUSTRIALE Assorbimento d acqua, ritiro lineare, carico di rottura sia sull essiccato che sul cotto composizione di fase tramite XRPD e interpretazione quantitativa con metodo Rietveld coefficiente dilatometrico
22 DATI RIFERITI ALLE PIASTRELLE COTTE IN FORNO INDUSTRIALE Cottura 47' C Riferimento Prova Assorbimento d'acqua (%) 0,09 0,11 Ritiro lineare (%) 7,25 7,30 [ ] a C 1 76,3 77,1 C.d.R. essiccato (kg/cm 2 ) 23,9 25,0 C.d.R. cotto (kg/cm 2 ) 481,6 480,1
23 XRPD DELLE PIASTRELLE COTTE IN FORNO INDUSTRIALE RIFERIMENTO PROVA
24 COMPOSIZIONE DI FASE DEI COTTI (XRPD) Fase minerale Riferimento Prova Peso % σ Peso % σ Quarzo 20,3 0,1 20,4 0,1 Cristobalite 0,2 0,2 0,2 0,2 Albite-Plagioclasio 9,6 0,3 9,3 0,3 Sanidino 0,4 0,3 0,4 0,3 Mullite 6,4 0,3 5,7 0,4 Vetro 63 64
25 CONCLUSIONI La presenza del feldspato ZI-GS60 nell impasto da grès porcellanato ha comportato rispetto al riferimento industriale: Grado di macinabilità simile maggior fluidità della barbottina a varie percentuali di fluidificante impiegato e a differenti tempi di riposo rispetto al termine della macinazione Comportamento in fase di cottura del tutto confrontabile sia per porosità aperta sia per variazione dimensionale coefficiente dilatometrico leggermente superiore carico di rottura simile sia in essiccato che in cotto composizione di fase dei cotti ottenuta tramite XRPD confrontabile
26 QUINDI. IL FELDSPATO ZI-GS60 HA EVIDENZIATO ANCHE IN FASE INDUSTRIALE CARATTERISTICHE TALI DA POTER ESSERE VALIDAMENTE INSERITO IN IMPASTI DA GRES PORCELLANATO
27 GRUPPO MINERALI S.p.A. RINGRAZIA PER L ATTENZIONE
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