Brevet FR2550781A1 — publié le 19850222

La présente invention concerne un procédé destiné à favoriser le rejet d'eau par des pâtes céramiques à grains Fins et 9 grains très fins essentiellement de limons et d'argile. Dans l'industrie céramique, notamment dans l'industrie des briques et des tuiles, l'industrie de la porcelaine, l'eau liée physiquement à la masse d'argile est éliminée par séchage. Ce procédé est très coûteux en raison des dépenses élevées d'énergie et de temps qu'il entraine. De plus, lors de l'extraction de l'eau physiquement liée à la masse, la masse d'argile rétrécit et il en résulte des tensions dans le cas où le séchage se produit de façon irrègulière qui peuvent entrainer des fissures dans l'argile et aller même jusqu'à sa destruction. Jusqu'ici, pour éviter ces cas de séchage irréguliers,on ajoutait en général des matières dites amaigrissantes dans les masses d'argile. On connait également les essais qui consistent à ajouter des substances haut-polymères organiques, telles que des agents dispersants pour réduire le retrait dO au séchage et les cas de fissures. Toutefois jusqu'ici, toutes ces expérimentations n'ont pas apportées les résultats positifs escomptés. La présente invention se propose donc de mettre au point un procédé permettant de favoriser une émission d'eau par rejet par les pâtes à grains fins et à grains très fins, notamment les limons et l'argile. Le but de cette invention sera atteint par l'addition dans les pâtes céramiques d'agrégats, solubles dans l'eau à base organique ou anorganique. Par agrégats, il faut entendre par opposition aux agents de disper sion les substances qui ont un effet de coagulation et de floculation, c'est à dire un effet de grossissement du grain sur les pates céramiques à grains fins et à grains très fins. De tels agrégats ont déjà été utilisés pour le grossissement des grains de boue et également pour la formation de sédiments à dépôt rapide lors de l'épuration des eaux. Les agrégats agissent sur les grains plus grossiers d'argile tandis que les plus grands pores des briques brutes sont conservés et facilitent l'extraction de l'eau des briques brutes. Contrairement à cela, il a été constaté que les substances utilisées jusqu'ici comme agent de dispersion ont un effet de réaction à lin- térieur de la structure des pâtes céramiques qui entrain une condensation et également rendent difficile l'élimination de l'eau. Les agrégats les plus appropriés sont tous les agents de floculation organiques tels que les agents de floculation non ioniques, les agents de floculation anioniques et les agents de floculation cationiques. On peut citer parmi ces agents de floculation les polysaccharides, les alcools polyvinyliques, les polyacrylamides, les polyacrylonitriles hydrolysés (acides polyacryliques), les copolymères d'acétate de vinyl d'acide maléique, les dérivés de cellulose tels que la cellulose carboxyméthylique de sodium, la cellulose hydroxyéthylique de carboxyméthylème acétate de cellulose, hydroxyscétate de poly-B-dimethyl-aminethylmethacrylate, bromure de polyvinylbutylpyridonium copolymère styrène N methyl 2 vinylpyridin-methosulfate particulièrement avec un poids moléculaire d'environ 200.000, les sels d'ammonium quaternaire, organique, à chaine longue, chlorure de dimethyl dialkylammonium, essentiellement ceux dont le groupe de dialkyle est composé de chaines de carbone et hydrogène C18 linéaires et autres. Parmi les agents de floculation, on compte encore des cations polyvalents inorganiques tels que les ions Ca++, Fe+++, AI+++. neux-ci sont généralement utilisés sous forme de sels solubles dans l'eau, par exemple sous forme d'ammonium ferrique (III) ou de chlorure ferrique (III). Les agrégats suivants se sont avérés particulièrement appropriés. Les polyacrylonitriles hydrolysés (acides polyacryliques) essentiel leent avec des poids moléculaires de 70.000 à 80.000 ainsi que leurs sels, tels que les sels de sodium, de la formule générale sui vante Copolymères de combinaisons vinyliques non ioniques (acrylnitrile, acrylamide, acétate de vinyle avec ses produits hydrolysés, alcool de vinyl) et combinaisons vinyliques ioniques (sels de calcium, d'ammonium ou de sodium des acides maléiques et acryliques) qui sont polymérisés en molécules haut polymères saturées. On peut citer une substance telle que VAMA, un copolymère d'acétate vinylique et d'ester méthylique partiel d'acide maléique contenant 5,4 m de calcium et d'un poids moléculaire d'environ 200.000 avec la formule générale suivante De telles substances sont disponibles dans le commerce notamment sous le nom de CRD 186 ou de Krilium. La cellule carboxyméthylique, notamment sous forme de sel de sodium est disponible dans le commerce sous le nom de Methocel ainsi que l'acétate de cellulose ou la cellulose carboxymethylhydroxyéthyli que. Les substances les plus adaptées au but de l'invention sont les amides d'acide polyacrylique sous forme non ionique, anionique ou cationique. Les amides polyacryliques, anioniques contiennent des groupes carboxyles tandis que les amides polyacryliques cationiques contiennent des groupes d'ammonium, notamment des groupes d'ammonium alkyde. Ces substances sont disponibles dans le commerce sous le nom d'agents de floculation Nalco ou Sedipur, par exemple Sedipur PF 2-- PR TR 2 - TR. Des polymères sont généralement introduits par quantité de 0,001 à 0,1 % en poids par rapport au poids à l'état sec de la matière céramique. On utilise de préférence des quantités comprises entre 0,01 et 0,05L en poids. Sont plus particulièrement utilisées les quantités comprises entre 0,01 et 0,02 % en poids. I1 a été démontré que l'effet de quantités inférieures à 0,001 S en poids n'est plus satisfaisant. Pour des quantités ajoutées supérieures à 0,1 % en poids, on n'a observé en général aucune amélioration de l'effet de sorte qu'une addition de plus forte concentration n'est pas en général appropriée en raison des frais supplémentaires que cela entraine. Des polymères peuvent être mélangés à l'argile par des procédés quelconques tels que pétrissage, pulvérisation, etc.. De préférence, le polymère est ajouté à l'eau de délayage avec laquelle l'argile est traitée. Le procédé défini par l'invention est destiné à agir favorablement sur le rejet d'eau de toutes les pâtes d'argile plus particulièrement de celles qui ont été traitées par addition d'eau de délayage. On peut citer les céramiques et/ou pâtes céramiques ou les pâtes argileuses destinées à la fabrication de briques, tuiles, terres cuites, matériaux réfractaires, produits céramiques tels que la porcelaine, les faiences, etc... Lorsque 11 eau peut être extraite plus aisément et par là-meme plus régulièrement de la céramique, la pâte céramique peut sécher plus rapidement et sans tension. Un séchage plus rapide et plus léger ne nécessite également que des frais réduits pour les installations de séchage. Le procédé décrit dans l'invention, offre la possibilité de sécher les céramiques d'une manière considérablement plus rapide et sans tension. Ce séchage plus rapide permet d'utiliser de plus petits sécheurs, les coûts d'investissement s'en trouvent donc réduits. De plus, il en résulte une économie d'énergie thermique considérable. Etant donné que les tensions se produisant lors du séchage sont considérablement moindres, les fissures sur les produits sont réduites ou peuvent mêmes ne pas apparaltre, cela signifie que le taux de fissures et d'éléments à mettre au rebut diminue. Avant tout, il est également possible de fabriquer des briques de grand format munies de perforations complexes ainsi que des briques dont la perforation se situe transversalement au sens du flux de chaleur. Les exemples suivants décrivent l'invention de manière plus détail lée Exemple 1 Des briques de dimensions 250 x 130 x 77 mm ont été façonnées à par tir de la céramique suivante 4 chaque brique ont été ajoutés 500 ml d'eau de détrempage contenant 0,04 % d'amide de polyvinyle acrylique. Après addition de l'eau de détrempage, la teneur de la céramique en polymère est de 0,01 % en poids par rapport au poids à sec de la pâte céramique. Lors des essais de séchage ont été examinés le début du séchage d'angle et le début de la formation des criques ou fissures. Les résultats sont énumérés dans le tableau suivant : Tableau Brique crue Début de séchage Début de la forma Essais d'angle tion de fissures ------ Binutes minutes Sans solution ajoutée 15 30 0,01 % amide de polyvinyle acrylique 23 60 0,01 % amide de polyvinyle après 90 minutes acrylique 25 pas de fissures 0,01 > amide de polyvinyle acrylique 26 90 0,01 4 amide de polyvinyle acrylique 20 26 Exemple 2 Deux briques crues ont été façonnées aux dimensions de 250 x 130 x 77 mm dans 500 cm3 d'eau de détrempage. La brique contient 0,01 % d'amide de polyvinyle acrylique par rapport au poids à sec de la céramique. La brique a été séchée dans une chambre de séchage traditionnelle à une température d'environ 600. Les deux briques crues ont été régulièrement observées au cours du temps de séchage. Au cours de la phase initiale comprise entre 0 et 10 heures, aucune différence n'a été observée entre les deux briques crues. Ce n'est qu'au cours de la phase intermédiaire de séchage comprise entre 10 et 20 heures qu'un léger séchage des angles externes a pu être observé sur la brique sans additif malgré une teneur en humidité encore évidente sur les parties se trouvant sous la surface de la brique crue tandis que la brique avec additif révélait une surface régulière, de couleur uniforme. I1 était évident qu'aucune diminution ou même interruption du flux d'humidité s'écoulant vers l'extérieur au cours du séchage ne s'était encore produit et que de l'eau pouvait encore s'écouler de l'intérieur vers l'extérieur de la brique, c'est à dire que la brique continuait de sécher sans tension. Au cours de la phase finale, après plus de 20 heures, le séchage des surfaces et des angles externes de la brique non traitée s'intensifiait et des fissures de surface et transversales apparaissaient. Sur la brique avec additif aucune trace de séchage irrégulier n'é- tait visible même au cours de- la phase finale. Exemple 3 Six briques crues ont été fabriquées suivant l'exemple 2 et la diminution de poids dans le temps a été mesurée. Les briques crues ont été pesées toutes les 4 heures, ce qui a donné les réductions de poids suivantes après une durée totale de 4 jours. Poids sans additif Début Fin du temps de séchage Perte = g 1 : 3.680 kg 3.100 kg = 580 - 15,76 2 : 3.770 kg 3.150 kg = 620 - 16,45 3 : 3.720 kg 3.150 kg = 570 - 15,32 Poids avec additif Début Fin du temps de séchage Perte = g 1 : 3.510 kg 2.830 kg = 680 - 19,37 2 : 3.660 kg 3.000 kg = 660 - 18,03 3 : 3.510 kg 2.810 kg = 700 - 19,94 Comme le montrent les résultats d'essais, les briques avec additif ont rejeté lors du séchage final considérablement plus d'eau que des briques normales. REVENDICATIONS R1/ Procédé destiné à favoriser le rejet d'eau par des pâtes céra miques à grains fins et à grains très fins, essentiellement de limons et d'argile caractérisé en ce que des agrégats solubles dans l'eau sont ajoutés aux pâtes céramiques (à base organique ou minérale). R2/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les agré gats sont ajoutés par quantités allant de 0,001 à 1,0 S en poids. R3/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les agré gats sont additionnés à l'eau de détrempage. R4/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les agré gats sont ajoutés par quantités de 0,005 à 0,05 S en poids. R5/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'est ajouté un mélange anionique de polyacrylamide soluble dans l'eau et de sels d'acide polyacrylique.