IMPIEGO DEL FELDSPATO GS60 - Minerali...

IMPIEGO DEL FELDSPATO GS60

ADDIZIONATO CON VETRO

IN UNA PRODUZIONE INDUSTRIALE

DI GRES PORCELLANATO

IMPIEGO DEL FELDSPATO GS60

ADDIZIONATO CON VETRO

IN UNA PRODUZIONE INDUSTRIALE

DI GRES PORCELLANATO

Relatori: C. Carbonchi, P. Danasino, R. RiveritiRelatori: C. Carbonchi, P. Danasino, R. Riveriti

Una giornata suLe materie prime di qualità per piastrelle con elevato

valore aggiunto

Una giornata suLe materie prime di qualità per piastrelle con elevato

valore aggiunto

Auditorium Assopiastrelle - Sassuolo, 12 Febbraio 2004Auditorium Assopiastrelle - Sassuolo, 12 Febbraio 2004

ZI-GS60Minerali Industriali S.p.A.

ZI-GS60Minerali Industriali S.p.A.

VETRO SODICO CALCICO

VETRO SODICO CALCICO

GS60Minerali Industriali S.p.A.

GS60Minerali Industriali S.p.A.

LOCALIZZAZIONE DEL GIACIMENTO

DI ORIGINE DEL FELDSPATO GS60

LOCALIZZAZIONE DEL GIACIMENTO

DI ORIGINE DEL FELDSPATO GS60

Regione PiemonteRegione PiemonteRegione Piemonte

SCHEMA DI FLUSSO DEL FELDSPATO GS60

SCHEMA DI FLUSSO DEL FELDSPATO GS60

CARICO

FRANTUMAZIONE

MACINAZIONE

VAGLIATURA

ESSICCAZIONE

VAGLIATURA DICONTROLLO

SEPARAZIONE MAGNETICA

FELDSPATO GS60

EFFETTO DEL TRATTAMENTO

MINERARIO SUL CHIMISMO

EFFETTO DEL TRATTAMENTO

MINERARIO SUL CHIMISMO

0

2

4

6

8

10

12

14

Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O P.F.(1100°C)

Ossidi degli elementi

% degli ossidi

Alimentazione

GS60

FELDSPATO GS60FELDSPATO GS60

Analisi chimicaAnalisi chimicaSiO2 78.9 %Al2O3 12.0 %Fe2O3 0.35 %TiO2 0.02 %CaO 0.15 %MgO 0.05 %K2O 4.70 %Na2O 3.40 %L.o.I. (1100° C) 0.35 %

SiO2 78.9 %Al2O3 12.0 %Fe2O3 0.35 %TiO2 0.02 %CaO 0.15 %MgO 0.05 %K2O 4.70 %Na2O 3.40 %L.o.I. (1100° C) 0.35 %

Analisi granulometrica (mm)Analisi granulometrica (mm)

>1.25 2 %1.25-0.60 42 %0.60-0.10 54 %<0.10 2 %

>1.25 2 %1.25-0.60 42 %0.60-0.10 54 %<0.10 2 %

Analisi mineralogicaAnalisi mineralogicaQuarzo 39 %Feldspato potassico 28 %Feldspato sodico 30 %Altro 3 %

Quarzo 39 %Feldspato potassico 28 %Feldspato sodico 30 %Altro 3 %

ANALISI CHIMICA DEL VETRONovembre 2001 Dicembre 2003

ANALISI CHIMICA DEL VETRONovembre 2001 Dicembre 2003

Ossidi Media (%) Variabilità (±)SiO2 72,80 ± 1,00

Al2O3 1,50 ± 0,20

MgO 2,00 ± 0,20

K2O 0,95

Na2O 12,70 ± 0,50

Fe2O3 0,35 ± 0,03

TiO2 0,06

CaO 9,50 ± 0,30

EFFETTO DELL’AGGIUNTA DEL VETRO

AL FELDSPATO GS60

EFFETTO DELL’AGGIUNTA DEL VETRO

AL FELDSPATO GS60

0

2

4

6

8

10

12

14

Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O P.F.

Ossidi

% degli ossidi

GS60

ZI-GS60

FELDSPATO ZI-GS60FELDSPATO ZI-GS60

Analisi chimicaAnalisi chimicaSiO2 77.0 %Al2O3 8.90 %Fe2O3 0.35 %TiO2 0.03 %CaO 3.00 %MgO 0.65 %K2O 3.60 %Na2O 6.20 %L.o.I. (1100° C) 0.25 %

SiO2 77.0 %Al2O3 8.90 %Fe2O3 0.35 %TiO2 0.03 %CaO 3.00 %MgO 0.65 %K2O 3.60 %Na2O 6.20 %L.o.I. (1100° C) 0.25 %

Analisi granulometrica (mm)Analisi granulometrica (mm)

>1.25 2 %1.25-0.60 42 %0.60-0.10 54 %<0.10 2 %

>1.25 2 %1.25-0.60 42 %0.60-0.10 54 %<0.10 2 %

Analisi mineralogicaAnalisi mineralogicaQuarzo 27 %Feldspato potassico 20 %Feldspato sodico 21 %Altro 32 %

Quarzo 27 %Feldspato potassico 20 %Feldspato sodico 21 %Altro 32 %

PARTE SPERIMENTALEPARTE SPERIMENTALE

Atomizzazione dell’impasto di prova contenente ZI-GS60 e

confronto con impasto di riferimento

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

Materie prime dell’impasto di riferimento:

�argille extra nazionali

�feldspato sodico extra nazionale

�feldspato sodico-magnesiaco nazionale

�sabbia nazionale

ZI-GS60ZI-GS60

FASI DELLA PRODUZIONE

INDUSTRIALE

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/cm2

� Atomizzazione con atomizzatore da 15 t/h

� Umidità impostata di atomizzazione pari al 6.5%

� Pressatura di piastrelle a 380 kg/cm2

� 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)

� 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/cm2

� Atomizzazione con atomizzatore da 15 t/h

� Umidità impostata di atomizzazione pari al 6.5%

� Pressatura di piastrelle a 380 kg/cm2

� 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)

VERIFICHE ESEGUITE SUGLI

ATOMIZZATI

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

� 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

ANALISI CHIMICA E MINERALOGICA

DEGLI IMPASTI

ANALISI CHIMICA E MINERALOGICA

DEGLI IMPASTI

Riferimento Prova

SiO2 69,95 70,35

Fe2O3+TiO2 1,36 1,28

SiO2/Al2O3 3,89 4,07

%Ossidi

2

CaO 1,07 1,40MgO 0,57 0,34

K2O 2,09 2,46

Quarzo 27 31

Minerali Fillosilicatici 28 26

K-feldspato 8 12

Al2O3 18,00 17,30

Fe2O3 0,76 0,74

TiO 0,60 0,54

Na2O 3,86 3,67

P.F. (1100°C) 3,30 3,10

Na2O/K2O 1,85 1,49

Na2O+K2O 5,95 6,13

Riferimento Prova

Na-feldspato 17 14

Plagioclasio 17 8

Vetro 0 6

Altro 3 3

%Fasi minerali

ANALISI GRANULOMETRICA DEGLI

ATOMIZZATI


ATOMIZZATI

0

20

40

60

80

100

120

0,05 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Dimensione in micron

Volume di non passante (%)

Riferimento

Prova

Riferimento Prova

0,051 100,00 100,0010 43,34 44,0720 27,36 28,2430 17,85 18,8140 11,71 12,2850 7,72 8,1160 5,16 5,4070 3,54 3,6780 2,52 2,5790 1,88 1,87100 1,47 1,42150 0,67 0,57200 0,32 0,26250 0,10 0,08

Umidità 6,2 6,5

Volume non passante (%)Dimensione (µm)


ATOMIZZATI (VIBROSETACCIATURA)


ATOMIZZATI (VIBROSETACCIATURA)

Riferimento Prova% peso % peso

> 0,80 2,7 3,60,80 - 0,60 5,7 6,40,60 - 0,50 14,4 13,70,50 - 0,425 14,0 12,90,425 - 0,355 21,8 21,00,355 - 0,212 27,1 27,90,212 - 0,150 8,0 7,40,150 - 0,125 1,5 1,70,125 - 0,075 3,0 2,80,075 - 0,063 0,6 0,8

< 0,063 1,3 1,8

classi (mm)

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

> 0

,80

0,80 -

0,6

0

0,60 -

0,5

0

0,50 -

0,4

25

0,425 -

0,3

55

0,355 -

0,2

12

0,212 -

0,1

50

0,150 -

0,1

25

0,125 -

0,0

75

0,075 -

0,0

63

< 0

,063

Classi granulometriche (mm)

Peso %

Riferimento

Prova

CURVA DI GREIFICAZIONE

OTTENUTA DAGLI ATOMIZZATI

(1160°C / 1210°C)

CURVA DI GREIFICAZIONE

OTTENUTA DAGLI ATOMIZZATI

(1160°C / 1210°C)

AA RL AA RL1160 2,02 5,69 2,34 5,631170 0,95 5,98 0,73 5,871180 0,36 6,21 0,29 6,081190 0,08 6,34 0,12 6,121200 0,03 6,43 0,05 6,401210 0,00 6,60 0,00 6,721220 1,32 6,34 1,18 6,25

T°C cotturaRiferimento Prova

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220

T°C massima di cottura

AA

(%

)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

RL (

%)Riferimento AA

Riferimento RL

Prova AA

Prova RL

ANALISI AL MICROSCOPIO

RISCALDANTE

ANALISI AL MICROSCOPIO

RISCALDANTE

A (viola chiaro) = PROVAB (blu) = RIFERIMENTO

VISCOSITA’ DELLE BARBOTTINE(tempo 0 e 1h)

VISCOSITA’ DELLE BARBOTTINE(tempo 0 e 1h)

Viscosità a tempo 0

0

5

10

15

20

25

30

0,35 0,45 0,55 0,65 0,75

% Fluidificante

Te

mp

o d

i sc

orr

ime

nto

(s

)

Riferimento

Prova

Viscosità a tempo 1 ORA

0

10

20

30

40

50

0,35 0,45 0,55 0,65 0,75

% Fluidificante

Te

mp

o d

i sc

orr

ime

nto

(s

)

Riferimento

Prova

Fluidificante (%) Riferimento Prova 0,35 n.d. 190,45 22 180,55 21 190,65 20 190,75 25 26

Tempo 0


Tempo 1 ORA

VISCOSITA’ DELLE BARBOTTINE(tempo 12 e 24 ore)

VISCOSITA’ DELLE BARBOTTINE(tempo 12 e 24 ore)

Viscosità a tempo 24 ORE

0

10

20

30

40

50

60

70

0,35 0,45 0,55 0,65 0,75

% Fluidificante

Te

mp

o d

i sc

orr

ime

nto

(s

)

Riferimento

Prova


Tempo 12 ORE


Tempo 24 ORE

Viscosità a tempo 12 ORE

0

10

20

30

40

50

60

0,35 0,45 0,55 0,65 0,75

% Fluidificante

Te

mp

o d

i sc

orr

ime

nto

(s

)

Riferimento

Prova

VERIFICHE ESEGUITE SULLE

PIASTRELLE COTTE IN FORNO

INDUSTRIALE

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

� 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

DATI RIFERITI ALLE PIASTRELLE

COTTE IN FORNO INDUSTRIALE

DATI RIFERITI ALLE PIASTRELLE

COTTE IN FORNO INDUSTRIALE

Cottura 47' - 1190°C Riferimento Prova

Assorbimento d'acqua (%) 0,09 0,11

Ritiro lineare (%) 7,25 7,30

76,3 77,1

C.d.R. essiccato (kg/cm2) 23,9 25,0

C.d.R. cotto (kg/cm2) 481,6 480,1

[ ]a C50

400 7 110⋅ °− −

XRPD DELLE PIASTRELLE COTTEIN FORNO INDUSTRIALE

XRPD DELLE PIASTRELLE COTTEIN FORNO INDUSTRIALE

RIFERIMENTORIFERIMENTO

PROVAPROVA

COMPOSIZIONE DI FASE DEI COTTI

(XRPD)

COMPOSIZIONE DI FASE DEI COTTI

(XRPD)

Peso % σ Peso % σQuarzo 20,3 0,1 20,4 0,1Cristobalite 0,2 0,2 0,2 0,2Albite-Plagioclasio 9,6 0,3 9,3 0,3Sanidino 0,4 0,3 0,4 0,3Mullite 6,4 0,3 5,7 0,4Vetro 63 64

Riferimento ProvaFase minerale

CONCLUSIONICONCLUSIONI

La presenza del feldspato ZI-GS60 nell’impasto da grès porcellanato ha comportato rispetto al riferimento industriale:

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

� 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

QUINDI….QUINDI….

IL FELDSPATO ZI-GS60 HA EVIDENZIATO ANCHE IN FASE

INDUSTRIALE CARATTERISTICHE TALI DA POTER ESSERE

VALIDAMENTE INSERITO IN IMPASTI DA GRES PORCELLANATO

IL FELDSPATO ZI-GS60 HA EVIDENZIATO ANCHE IN FASE

INDUSTRIALE CARATTERISTICHE TALI DA POTER ESSERE

VALIDAMENTE INSERITO IN IMPASTI DA GRES PORCELLANATO

GRUPPO MINERALI S.p.A.

RINGRAZIA PER L’ATTENZIONE

GRUPPO MINERALI S.p.A.

RINGRAZIA PER L’ATTENZIONE

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