Valorization of phosphate by-products to produce acidic geopolymers

• En-naji, S. ^[1] ; Chhaiba, S. ^[2] ; Mabroum, S. ^[1] ; Hakkou, R. ^[1] ; Garcia Lodeiro, I. ^[2]
  1. [1] Cadi Ayyad University

     Cadi Ayyad University

     Marrakech-Medina, Marruecos

     
  2. [2] Eduardo Torroja Institute (IETcc-CSIC), Department of Materials
• Localización: Materiales de construcción, ISSN 0465-2746, Vol. 74, Nº. 356, 2024 (Ejemplar dedicado a: XVII Congreso Nacional de Materiales (CNMAT 2024))
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Valorización de subproductos de minas de fosfato para producir geopolímeros ácidos
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• Resumen
  • español

    En el presente estudio se evalúa la posibilidad de emplear un subproducto de minas de fosfato, tales como la arcilla roja, como precursor a la hora de elaborar geopolímeros ácidos, empleando como activador, ácido fosfórico H3PO4 (5M y 8M). Considerando la composición quimica del precursor de partida (la arcilla roja), se empleó como corrector de aluminio, aluminato sódico (NaAlO2). Con el fin de aumentar la reactividad de la arcilla, esta se activó térmicamente a 900°C durante 2 horas. Con los materiales anteriormente mencionados (la arcilla deshidroxilada y el H3PO4) se prepararon pastas se caracterizaron desde el punto de vista mecánico (resistencias a compresión), microestructural (BSEM/EDX y Porosimetia de Intrusión de Mercurio), mineralógico (DRX y FTIR) y nanoestructural (27Al, 29Si y 31P NMR-MAS). Los resultados obtenidos manifiestan que el tipo de productos de reacción generados depende en gran medida de la composición química del precursor y de las condiciones de activación ácidas. Además, la incorporación de aluminato sódico mejora las resistencias mecánicas en los sistemas activados con 8M H3PO4.

  • English

    The present study evaluates the possibility of using a by-product of phosphate mines, such as red clay, as a precursor for the elaboration of acid geopolymers, using H3PO4 phosphoric acid (5M and 8M) as an activator. Considering the chemical composition of the clay, sodium aluminate (NaAlO2) was added as an aluminum corrector. To increase the reactivity of the precursor, the clay was thermally treated at 900°C for 2 hours. Pastes were prepared and characterized from the mechanical (compressive strengths), microstructural (BSEM/EDX and MIP), mineralogical (XRD and FTIR), and nanostructural (27Al, 29Si and 31P MAS NMR) point of view. The results showed that the type of reaction products is highly dependent on the chemical composition of the precursor and the acidic conditions. In addition, the presence of sodium aluminate improves the mechanical strengths in systems activated with 8M H3PO4.