Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jul 2022)
Improving the sustainability of ceramic tile-making by mixing spray-dried and dry-granulated powders
Abstract
Current trends in the ceramic industry see an increasing interest on porcelain stoneware, by which is possible to produce large tiles and slabs. These products are manufactured by spray-dried powders, which have excellent technological properties but require high energy and water consumption. Dry-processed granulates allow to reduce such a consumption, but suffer from a different technological behavior. A solution to improve the environmental sustainability of ceramic tile-making is mixing powders prepared by the wet and the dry routes. The technological features of industrially manufactured mixed powders was investigated (rheological properties, compaction response and firing behavior) in order to point out advantages and possible pitfalls. Dry-processed and spray-dried granulates exhibit different distributions of size, shape and moisture that reflect on distinct rheological and compaction behaviors. Mixed powders show a more or less accentuated deviation from linearity between the end terms. This fact makes possible to add up to ∼50% dry granulates by keeping the technological properties close to current industrial bodies. Sparings of water, energy and CO2 emission for the milling and granulation stages are estimated for a mix 50% spray-dried and 50% dry-processed powders. Resumen: Las tendencias actuales en la industria cerámica ven un interés creciente en el gres porcelánico, mediante el cual es posible producir grandes baldosas y losas. Estos productos se fabrican mediante polvos atomizados, que tienen excelentes propiedades tecnológicas, pero requieren de un alto consumo de energía y agua. Los granulados procesados en seco permiten reducir dicho consumo, pero presentan un comportamiento tecnológico diferente. Una solución para mejorar la sostenibilidad medioambiental de la fabricación de baldosas cerámicas es mezclar polvos preparados por vía húmeda y seca. Se investigaron las características tecnológicas de los polvos mixtos fabricados industrialmente (propiedades reológicas, respuesta de compactación y comportamiento en cocción), con el fin de señalar las ventajas y posibles inconvenientes. Los granulados procesados en seco y atomizados exhiben diferentes distribuciones de tamaño, forma y humedad que se reflejan en distintos comportamientos reológicos y de compactación. Los polvos mixtos muestran una desviación más o menos acentuada de la linealidad entre los extremos. Este hecho permite añadir hasta ∼50% de granulado seco manteniendo las propiedades tecnológicas próximas a las piezas industriales actuales. Los ahorros de agua, energía y de emisiones de CO2 para las etapas de molienda y granulación se estiman para una mezcla de 50% de polvo atomizado y 50% de polvo granulado vía seca.
