Alessandro Manfredini

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Filippa Flavia Boscolo
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VERIFICA DELL EFFETTO DELLA MACINAZIONE E DELLA COLORAZIONE A SECCO PROPOSTE DA MANFREDINI & SCHIANCHI SULLE CARATTERISTICHE DI POLVERI DA UTILIZZARE PER LA PRODUZIONE DI GRES PORCELLANATO Manfredini

1 VERIFICA DELL EFFETTO DELLA MACINAZIONE E DELLA COLORAZIONE A SECCO PROPOSTE DA MANFREDINI & SCHIANCHI SULLE CARATTERISTICHE DI POLVERI DA UTILIZZARE PER LA PRODUZIONE DI GRES PORCELLANATO Manfredini & Schianchi è attiva nella ricerca di soluzioni vincenti per la produzione di piastrelle di gres porcellanato dal 2002 con una ricca storia di prove di laboratorio, test industriali, ottimizzazione dei propri impianti di preparazione a secco a tale scopo e realizzazione già compiuta di unità produttive che utilizzano la nostra tecnologia con successo. Alla luce dei sempre più pressanti bisogni di risparmio energetico ed idrico, come tanto della salvaguardia ambientale, la nostra Azienda, leader indiscusso nel settore della preparazione delle materie prime per via secco, ha già raggiunto un bagaglio di esperienze tali da poter proporre ai produttori ed agli investitori nazionali come internazionali delle linee personalizzate sulla base dalle materie prime disponibili e della qualità desiderata. Nella presente relazione desideriamo rilanciare uno studio condotto con il prestigioso contributo dell università di Modena (Dipartimento d Ingegneria dei Materiali). A conclusione dello studio qui di seguito, indichiamo i parametri qualitativi raggiunti sul prodotto finito con la nostra tecnologia esclusiva di preparazione a secco delle materie prime tramite la macinazione e la colorazione a secco ed attrezzature adeguate per gestire tutti i processi fino al caricamento della pressa, ottenendo risultati per la produzione di piastrelle di porcellanato con caratteristiche identiche a quelle ottenute con la tecnologia usuale ad umido. Alessandro Manfredini Web: sales@ms-plants.it 1/10

2 OTTENIMENTO DI PIASTRELLE CERAMICHE A BASSA POROSITÀ TIPO GRÈS PORCELLANATO DA IMPASTI MACINATI E PROCESSATI PER VIA A SECCO CON TECNOLOGIA MANFREDINI E SCHIANCHI Contratto di ricerca tra il Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e dell'ambiente dell'università degli Studi di Modena e Reggio Emilia e Manfredini & Schianchi Srl Scopo della ricerca: Contributo per stabilire le migliori condizioni di macinazione a secco (tipo di mulini e variabili operative quali: Sistemi di umidificazione e granulazione delle polveri Regolazione pressa (omogeneità caricamento stampi, velocità di avanzamento del carrello, caduta tamponi e caduta traversa ecc ) Successive fasi di lavorazione (essiccazione, smaltatura, cottura e scelta) Per il raggiungimento delle condizioni ottimali di ottenimento di piastrelle (tipo grès porcellanato) tramite macinazione a secco, con caratteristiche consolidate utilizzando l'usuale tecnologia ad umido. Attività previste: Ottenimento di impasti macinati a secco per la produzione di impasti destinati alla produzione di piastrelle con caratteristiche tipo grès porcellanato. Verifica delle caratteristiche mineralogiche, chimiche, morfologiche e granulometriche e della sinterizzabilità degli impasti ottenuti. Verifica delle caratteristiche macroscopiche e normative dei prodotti ottenibili dagli impasti (ritiro lineare, assorbimento d acqua, resistenza meccanica, incidenza del cuore nero). Contributo alla stesura di relazioni. Contributo all organizzazione di seminari, iniziative, pubblicazioni e attività di diffusione dell iniziativa. Materiali: Impasti per la produzione di piastrelle ceramiche da macinare a secco con tecnologia Manfredini & Schianchi. Impasto di riferimento ottenuto per macinazione ad umido. Prove da eseguire: 1. Misure di distribuzione granulometrica delle polveri degli impasti. 2. Caratterizzazione chimica delle polveri degli impasti. 3. Caratterizzazione mineralogica delle polveri degli impasti 4. Caratterizzazione morfologica delle polveri degli impasti 5. Caratteristiche in cotto (RL, AA) dei prodotti ottenuti dalle polveri degli impasti. Web: sales@ms-plants.it 2/10

CARATTERIZZAZIONE DEI PRODOTTI RAPPRESENTATIVI E GIÀ IN USO IN CERAMICA AL FINE DI IDENTIFICARNE LE PROPRIETÀ E LA COMPOSIZIONE SIA CHIMICA CHE MINERALOGICA.

Sulla base di una serie di prove preliminari, di cui si omettono i risultati, è stata realizzata una composizione adatta per la produzione di grès porcellanato sinterizzato da pavimentazione.

polveri macinate a secco. Nella sezione successiva si riportano i risultati significativi della sperimentazione.

con un tipico impasto da grès porcellanato ottenuto a seguito di macinazione ad umido.

3 CARATTERIZZAZIONE DEI PRODOTTI RAPPRESENTATIVI E GIÀ IN USO IN CERAMICA AL FINE DI IDENTIFICARNE LE PROPRIETÀ E LA COMPOSIZIONE SIA CHIMICA CHE MINERALOGICA. FORMULAZIONE DI ALCUNE NUOVE COMPOSIZIONI UTILIZZANDO DIVERSE MATERIE PRIME, SEMILAVORATI E SCARTI DI LAVORAZIONE NAZIONALI E NON Si sono formulate due tipologie di impasto. Sulla base di una serie di prove preliminari, di cui si omettono i risultati, è stata realizzata una composizione adatta per la produzione di grès porcellanato sinterizzato da pavimentazione. La composizione sviluppata è stata formulata seguendo i classici criteri della formulazione degli impasti ceramici apportando le opportune modifiche rese necessarie dalla diversa reattività delle polveri macinate a secco. Nella sezione successiva si riportano i risultati significativi della sperimentazione. In particolare, ai fini dell ottimizzazione della composizione, si raffrontano le caratteristiche dell impasto da grès porcellanato progettato e realizzato mediante macinazione a secco in confronto con un tipico impasto da grès porcellanato ottenuto a seguito di macinazione ad umido. PROVE DI LABORATORIO ATTE A VALUTARE LE POTENZIALITÀ APPLICATIVE DELLE NUOVE FORMULAZIONI PER L OTTENIMENTO DI DIVERSE TIPOLOGIE DI PRODOTTI CON REQUISITI PREDETERMINATI Si riportano di seguito, a conclusione delle attività previste nella ricerca congiunta, i risultati essenziali che permettono l acquisizione delle conoscenze sufficienti per il raggiungimento e/o verifica e validazione degli obiettivi del progetto. Analisi mineralogica e granulometria delle polveri Impasto per grès porcellanato prodotto per via a secco MS DRY-TECH Impasto per grès porcellanato prodotto per via ad umido Analisi diffrattometrica (Fasi cristalline prevalenti: quarzo, feldspato sodico, feldspato potassico, minerali argillosi di natura caolinitica e minerali argillosi di natura illitica) Analisi Granulometrica Web: sales@ms-plants.it 3/10

Morfologia delle polveri Impasto per grès porcellanato prodotto per via

umido Impasto per grès porcellanato prodotto per via a secco MS DRY-TECH

prodotto per via ad umido Comportamento Termomeccanico (Dilatometria

MS DRY-TECH Impasto per grès porcellanato prodotto per macinazione ad

4 Morfologia delle polveri Impasto per grès porcellanato prodotto per via a secco MS DRY-TECH Impasto per grès porcellanato prodotto per via ad umido Impasto per grès porcellanato prodotto per via a secco MS DRY-TECH Cottura (formatura 400 kg/cm2) 1210 C -38' Impasto per grès porcellanato prodotto per via ad umido Comportamento Termomeccanico (Dilatometria Ottica) Impasto per grès porcellanato prodotto per macinazione a secco MS DRY-TECH Impasto per grès porcellanato prodotto per macinazione ad umido Web: sales@ms-plants.it 4/10

Impasto per grès porcellanato prodotto per macinazione a secco MS DRY-TECH - Sinterizzazione Diffrattometrie a raggi X su polveri e micrografie di un impasto per grès porcellanato cotto a 1150 C

5 Impasto per grès porcellanato prodotto per macinazione a secco MS DRY-TECH - Sinterizzazione Diffrattometrie a raggi X su polveri e micrografie di un impasto per grès porcellanato cotto a 1150 C (A), 1175 C (B) e 1210 C (C). Sono indicati i picchi principali di quarzo (quadrato), feldspati (triangolo) e mullite (cerchio). Web: sales@ms-plants.it 5/10

Impasto per grès porcellanato prodotto per macinazione a secco MS DRY-TECH - Fluidità delle polveri Effetto delle dimensioni degli eventuali agglomerati sulla fluidità.

6 Impasto per grès porcellanato prodotto per macinazione a secco MS DRY-TECH - Fluidità delle polveri Effetto delle dimensioni degli eventuali agglomerati sulla fluidità. Effetto dell umidità sulla fluidità delle polveri. Le formulazioni progettate, studiate ed applicate consentono l ottenimento di tipologie di prodotto con caratteristiche al pari a quelle di quanto ottenuto con l usuale tecnologia di macinazione ad umido e successiva atomizzazione. Attraverso il processo di macinazione proposto e sviluppato si ottengono distribuzioni granulometriche ideali per la produzione di grès porcellanato. In particolare il processo sviluppato permette al sistema un eccellente reattività, perfetta per l ottenimento di grès porcellanato con cinetiche (temperatura e tempo di processo) superiori alle attuali. Con il precedente impasto realizzato via a secco tramite metodo Manfredini & Schianchi ed utilizzando materie prime sia di facile reperibilità e sia di costo contenuto, abbiamo ottenuto i seguenti risultati tecnici sul prodotto finito: Parametri Tecnici per Grès Porcellanato prodotto per via a secco MS DRY-TECH Umidità impasto alla pressa 6,5-7% Pressione di esercizio pressa 370 kg/cm2 Numero Cicli pressa al minuto 16 Ciclo di cottura 1210 C / 33' Produzione giornaliera mq Ritiro 6,0 % Assorbimento < 0,1 % M.O.R. Verde M.O.R. essiccato M.O.R. cotto 16 kg/cm2 34 kg/cm2 590 kg/cm2 Coefficiente di dilatazione lineare a c 78,5 x 10-7 Web: sales@ms-plants.it 6/10

Tale processo presenta i seguenti consumi e costi comparativi: Consumi Processo a secco MS DRY-TECH Processo ad umido Acqua (L/t) 36 266 Elettricità (kw/t) 39 55 Gas Naturale (mc/t) 3,9 per umidità

7 Tale processo presenta i seguenti consumi e costi comparativi: Consumi Processo a secco MS DRY-TECH Processo ad umido Acqua (L/t) Elettricità (kw/t) Gas Naturale (mc/t) 3,9 per umidità del 12% 45 Personale per turno 2 Persone 3 Persone Costo di manutenzione ( /t) 5,5 7,5 I costi sono basati su un impasto con argille aventi una pezzatura in entrata fino a 220mm mentre i materiali duri e gli inerti con pezzatura in entrata fino a 10mm. Per il processo a secco è importante sottolineare che l'inquinamento da ferro nella fase di macinazione dell'impasto non supera lo 0,075% pari a 750ppm. La successiva fase di deferrizzazione prevista nell'impianto, oltre ad eliminare la comunque esigua percentuale di ferro prodotta nella macinazione, serve anche ad depurare dal materiale ferrose già presente in ogine nelle materie prime. Emissioni di CO2 ad una pressione di 1 bar e temperatura di 15 C Processo a secco MS DRYTEC Processo ad umido Consumo di gas di 3,9mc/ton pari a 7,02 kg di CO2 Consumo di gas di 45mc/ton pari a 80,96 kg di CO2 Emissioni di NOX ad una pressione di 1 bar e temperatura di 15 C Processo a secco MS DRYTEC 0 Processo ad umido 1500 mg/nmc Emissioni di particolato Processo a secco MS DRYTEC Processo ad umido 10 mg/mc 30 mg/nmc Web: sales@ms-plants.it 7/10

8 Web: sales@ms-plants.it 8/10

9 Web: sales@ms-plants.it 9/10

10 Web: sales@ms-plants.it 10/10

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