La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

1 Ali ASSIFAOUI Faculté des Sciences Aïn Chock Casablanca Etude de la stabilité des barbotines à base dargiles locales. Application aux formulations céramiques.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "1 Ali ASSIFAOUI Faculté des Sciences Aïn Chock Casablanca Etude de la stabilité des barbotines à base dargiles locales. Application aux formulations céramiques."— Transcription de la présentation:

1 1 Ali ASSIFAOUI Faculté des Sciences Aïn Chock Casablanca Etude de la stabilité des barbotines à base dargiles locales. Application aux formulations céramiques industrielles.

2 P L A N Introduction Généralités sur les barbotines Caractérisation Physico-chimique des constituants de la barbotine Stabilité des barbotines à base d argiles seules Application industrielle Conclusions et Perspectives

3 3 Matières Premières Formulation Broyage humide Barbotine Atomisation Pressage Cuisson lage Procédé de fabrication de carreaux céramiquesBarbotine MP : 350 tonnes Défloculants : 2,5 t eau : 20 tonnes

4 4 Caractéristiques des barbotines céramiques Homogène en tout point Stable dans le temps Suffisamment fluide Haute teneur en matières sèches

5 5 Constituants de la barbotine céramique Matières Premières Matières plastiques Matières non plastiques Matières dégraissantes Matières fondantes Matières Défloculantes Eau

6 6 Propriétés des barbotines céramiques En milieu basique En milieu acide MOH + H + MOH 2 + MOH + OH - MO - + H 2 O Charges de bords dépendent du pH Charges de faces indépendantes du pH

7 7 Double couche électrochimique

8 8 Stabilité des barbotines céramiques STABLILITE = BONNE DISPERSION Forces Attractives (Van Der Waals) Forces Répulsives (DCE)FloculationDéfloculation

9 P L A N Introduction Procédé de fabrication Caractérisation Physico-chimique des constituants de la barbotine Stabilité des barbotines à base d argiles seules Application industrielle Conclusions et Perspectives

10 10 Caractérisation Physico-chimique des argiles C3 & C4 Analyse Chimique Quantitative

11 11 Caractérisation Physico-chimique des argiles C3 & C4 Analyse minéralogique Argile C3Argile C4

12 12 Caractérisation Physico-chimique des argiles C3 & C4 Composition minéralogique potentielle

13 13 Analyse thermique (ATD / ATG et Dilatométrie) Confirment bien nos résultats Mesure de surface spécifique et de la masse volumique

14 Argile C3 Argile C4 Observation au MEB

15 15 Caractérisation de leau de suspension

16 16 Défloculants utilisés Tripolyphosphate de sodium (TppNa) Métasilicate de sodium (MSi) Trisilicate de sodium (TSi) Orthophosphate de sodium (NaP) Carbonate de sodium

17 P L A N Introduction Généralités sur les barbotines Caractérisation Physico-chimique des constituants de la barbotine Stabilité des barbotines à base d argiles seules Application industrielle Conclusions et Perspectives

18 Stabilité des barbotines à base d argiles seules Mesures rhéologiques Mesures électrochimiques Mesures de charge de surface Mesures électriques à haute fréquence

19 19 Dispositif expérimental Mesures rhéologiques

20 20 Comportement rhéologique de C3 et C4 Argile C4Argile C3 = 0 +.G Fluide de BinghamFluide de Herschel-Bulkley = + K.G n

21 21 Effet de la fraction massique Argile C limite = 60,5% massique Argile C limite = 66,7% massique

22 22 Mécanismes de la défloculation Augmentation de la charge de surface Inversement de la charge de surface positive Elévation du pH Neutralisation des cations plurivalents Augmentation de lépaisseur de la DCE

23 23 Effet de la nature et du taux de défloculants Effet de la teneur en TppNa 0.55% en TppNa pour C3 0.75% en TppNa pour C4

24 24 Effet du pH

25 25 Dosage des ions phosphates Pour C3 : Pour C3 : la défloculation ne se fait pas par adsorption des ions phosphates Pour C4 : Pour C4 : ladsorption des ions phosphates contribue à la bonne dispersion

26 26 Analyse des surnageants Argile C3 Argile C4

27 27 Effet du métaPhosphate de sodium (NaPO 3 ) Argile C3Argile C4

28 28 Effet de la teneur en MSi

29 29 Effet du pH

30 30 Effet du Trisilicate de sodium Argile C3Argile C4

31 31 Conclusion Les mesures rhéologiques : - le comportement rhéologique différents - comportement différent en présence de défloculants Les mesures complémentaires : - mode daction de défloculant Lensemble permet de - mécanismes de défloculation

32 X n+ : (Mg 2+,Ca 2+,…) O-P-O-P-O-P-O O O O OO O X n+ 1 O-P-O-P-O-P-O O O O OO O MMMM OH Na + 2 Augmentation de l épaisseur de la DCE Si O OO 4 Cas du MSi MOH + OH - MO - + H 2 O

33 33 Mesures électrochimiques Dispositif expérimental

34 34 Courbe de polarisation O 2 air O 2 (dissous) O 2 (dissous) O 2 (adsorbé) O 2 (adsorbé) + H + + 2e - (superficielle) HO 2 - (adsorbé)

35 35 Mesure de la Rp Rp est en relation avec la cinétique de la réaction à l électrode Plus cette réaction est facile Plus la résistance sera faible

36 36 Corrélation entre la Rp et la défloculation de la charge suite du pH O 2 est facilement accessible à la particule. du palier de réductionde la Rp O 2 laccès est limité du palier de réduction de la Rp

37 37 Effet de la nature et du taux de défloculants Effet de la teneur en TppNa Argile C3 Argile C4

38 38 la densité de charges négatives de surface est plus importante. Argile C3

39 39 La charge négative est crée par inversement de la charges (+) Argile C4

40 40 Effet de la teneur en MSi Argile C3Argile C4

41 41 Effet de la teneur en MSi Argile C3 la densité de charges négatives de surface est plus importante.

42 42 Effet de la teneur en MSi Argile C4 Rp augmente avec la défloculation Réaction de réduction difficile Ladsorption des ions silicates limite laccès de O 2 à la particule

43 43 Conclusion Mesures électrochimiques Différence de comportement des deux argiles technique rapide peu coûteuse demandant une faible quantité de barbotines moyen de contrôle de la stabilité de la barbotine Confirmation de certains résultats : Largile C3 ne présente que des sites chargés négativement Largile C4 présente différents types de sites chargés (+) et (-)

44 44 A- Charges de surface de bord des particules argileuses * Par titration potentiomètrique acide/base B- Charge de surface totale des particules dargiles * Par mesure de la mobilité acoustophoromètrique Mesures de Charges de surface

45 45 A- Charges de surface de bord Dosage acide / base de la suspension d argile 4g d argile dans 100 cm 3 d eau distillée durée de la manip. = 15 heures Condition Opératoire : TITROLINE

46 46 Détermination du PCN Argile C PCN = 9,2 Argile C PCN = 8,8 Argile C3Argile C4

47 47 Effet de TppNa Argile C3Argile C4 Argile C3 : ladsorption des ions phosphates se fait progressivement Argile C4 : ladsorption se fait dès les 1 er ajouts dions phospahtes

48 48 B- Mesure Acoustophoromètrique Dispositif expérimental

49 49 Mesure de la mobilité dyn. en fonction du pH

50 50 Mesure de la mobilité dyn. en fonction de TppNa

51 51 Conclusion Argile C3 : ladsorption des ions phosphates se fait progressivement Argile C4 : ladsorption se fait dès les 1 er ajouts dions phospahtes Confirmation de certains résultats : La charge de surface pour les deux argiles est négative Charges de faces l emportent devant les charges de bords

52 52 P L A N Introduction Procédé de fabrication Généralités sur les barbotines Caractérisation Physico-chimique des argiles seules Stabilité des barbotines à base d argiles seules Application industrielle Conclusions et Perspectives

53 53 UPC Argile C3 : 50% Argile C4: 40% Calcite : 10% UPM Argile C3 : 10% Argile C4: 45% Feldspath: 10% Pyrophyllite: 20% Sable: 15% densité : 1620 g/l t écoulement: " densité : 1640 g/l t écoulement: 10 " % eau : 37,5% % défloculants: 0,85% en TppNa % eau : 37,5% % défloculants: 0,65% en TppNa Application Industrielle

54 54 Comportement rhéologique pseudo plastique (Herschel Bulkley) plastique idéal (Bingham) UPC UPM C3 C4 Effet de la fraction massique EUC 0,75% TppNa

55 55 EUCERB ED Nature de l eau de suspension Dureté augmente Floculation du système

56 56 Effet de la teneur en TppNa Nature et taux de défloculants UPC : 0,85% UPM : 0,60%

57 57 Effet de la teneur en MSi UPC : 0,55% UPM : 0,45%

58 58 Optimum de défloculant pour UPC et UPM

59 59 Effet du mélange TppNa - Na 2 CO 3 UPC 64,5% massique Carbonate permet d augmenter le pH (pH ~ 9,5) 0,12 % en Na 2 CO 3 permet de réduire le taux du TppNa ( 0,80% à 0,55%)

60 60 UPCUPM EUC 66,7% massique Effet du mélange TppNa - MSi 0,05% (TppNa) + 0,55% (MSi)0,05% (TppNa) + 0,40% (MSi)

61 61 Conclusion Le MSi seul est plus efficace que le TppNa son utilisation permet de : utiliser une densité élevée réduire l énergie de séchage baisser le prix de revient (le TppNa est 2,5 fois plus cher que le MSi) Le mélange TppNa / MSi est encore plus efficace son utilisation permet de : utiliser une densité plus élevée (1700 g/l) L effet néfaste de l eau dure L utilisation d une eau exempte de cations floculants : augmenter la réactivité du défloculants économie en défloculants et en énergie de séchage.

62 62 UPC UPM Prix de revient des défloculants par broyeur (20 tonnes)

63 63 Conclusions Caractérisation physico-chimique des argiles Etude de la stabilité des barbotines à base de ces argiles seules Utilisation de différentes techniques Mécanismes de défloculation Modes daction de défloculants Application au cas des formulations industrielles Loptimisation du procédé de fabrication: réduction du prix de revient de défloculant utilisation dune concentration élevée en matières sèches gain sur la facture énergétique lors de séchage obtention dun produit fini de qualité et reproductible

64 64 En perspectives Comprendre les mécanismes dadsorption des dispersants sur les surfaces complexes des argiles Optimisation du procédé de fabrication Traitement préalable de leau de suspension Cycle de cuisson Etendre cette étude à dautre barbotines industrielles (pharmaceutique, peinture,...)

65 65 R & D Maroc Union Cérame Remerciements


Télécharger ppt "1 Ali ASSIFAOUI Faculté des Sciences Aïn Chock Casablanca Etude de la stabilité des barbotines à base dargiles locales. Application aux formulations céramiques."

Présentations similaires


Annonces Google