CS269807B1 - Způsob zpracováni odpadů z výroby minerálně vláknitých výrobků - Google Patents

Abstract

Komplexního zpracování veškerých odpadů vznikajících při výrobě minerálně vláknitých výrobků, jako jsou desky, rohože apod., a vrácení těchto odpadů zpět do technologického procesu je dosaženo postupem, při němž odpady z taveni a rozvlákňováni se roztřídí na alespoň dvě granulometrické frakce, z nichž frakce nad 30 mm se vrací přímo jako vratná vsázka zpět do kupolové pece, zatímco k frakcím o zrnitosti pod 30 mm 3Θ přidají zrnité odpady a odprašky z výrobní linky, načež na každý dil takto vzniklé směsi se přidají až dva díly vláknitých odpadů, přičemž se za společného míšeni dezintegruji chuchvalce vláken a úlomky a odřezky výrobků z výrobní linky, pak se přidáním hydraulického pojivá, např. cementu, a případným dovlhčenim k úpravě konzistence připraví záměs z niž se vibrolisovánim odformuji tvarovky o objemu nad 500 cm3, které se vytvrdi ve vlhkém prostředí. Při zpracováni mokrých odpadů z tavení a rozvlákňováni Je třeba tyto nejprve zbavit vody, která se recykluje do vodního hospodářství linky. Z odpadů,obsahujicich železo, se po roztříděni na jednotlivé granulomatrické frakce slitky a granálie železa odseparuji a teprve poté se odpady dále zpracovávají. Hotové tvarovky se pak dávkuji do kupolové pece.

Description

Vynález se týká způsobu zpracováni odpadů z výroby minerálně vláknitých výrobků.

Doprovodným jevem při výrobě minerálních vláken a výrobků na jejich bázi technologiemi používajícími kupolové pece a odstředivé rozvlákňování taveniny je vznik tuhých odpadů, které představují zhruba 25 až 35 % zpracovaných tavitelných surovin. Ke vzniku odpadů dochází v různých fázích technologického procesu výroby, a to značně rozdílnými způsoby. 3de tedy o odpady různých typů, z nich každý má svůj specifický charakter a odlišný podíl v celkovém množství. Hmotnostně největší podíl tvoří odpady z taveni a rozvlákňování, které představuji asi 75 Dejich charakter je dán způsobem zachycování odpadů v prostoru pod kupolovou pecí a rozvlákňovacím uzlem. Tak v jednom ze závodů na výrobu minerálně vláknitých výrobků je tento odpad tvořen granáliemi až kusy ztuhlé taveniny rozměrů zhruba od 0,1 do 600 mm, promíšenými zlomky až chuchvalci vláken a granáliemi až slitky kovového železa, obvykle v konglomerátu se ztuhlou taveninou.

»3

Objemová hmotnost tohoto odpadu kolísá od 800 do 1 400 kg.m , jeho vlhkost činí 2 až 6 u některých šarží však dosahuje až 12 %. Obdobný odpad v jiném závodě neobsahuje vůbec kovové železo, ale jeho vlhkost při vyhrabování z vodní lázně se pohybuje mezi 40 až 60 %. V obou případech má odpad uvedeného původu v podstatě stálé chemické složeni. Naproti tomu chemismus odpadajících podsitných podílů tavitelných surovin z přípravy surovinové vsázky a odprašků kychtových plynů z kupolových peci značně kolísá. Tyto -3 převážně zrnité odpady mají objemovou hmotnost řádově 1 000 kg.m . Dalším druhem odpadů jsou vláknité odpady z výrobních linek finálních výrobků. Tyto odpady mající formu od prachových zlomků, úlomků a žmolků vláken přes chuchvalce napojené nevytvrzeným pojivém až po úlomky a odřezky desek a rohoží a vláknité nálepky s vysokým obsahem pojivá z čištěni výrobních linek dosahují objemové hmotnosti pouze 50 až 150, výjimečně 300 kg.m . Při relativně nízkém hmotnostním podílu těchto odpadů činí však jejich objem až asi 40 % z celkového objemu odpadů. Pro svou tak proměnnou granulometrii, malou objemovou hmotnost vláknitých podílů, případně pro obsah kovového železa, nadměrnou vlhkost a kolísavé chemické složení, nejsou veškeré vyjmenované odpady z výroby minerálně vláknitých výrobků ve formě v jaké se vyskytují vhodné pro opětovné výrobní použiti.

Z uvedených důvodů nebyly eni využity návrhy na přidáváni předmětných odpadů při mletí vápenatých hnojiv, nebo přípravě surovinové moučky v cementárnách, jako jsou ostřiva v cihlářském průmyslu nebo kameniva do betonu. Byl rovněž navržen způsob zpracováni přetavené silikátové hmoty, odpadající při výrobě minerálních vláken. Tento způsob však předpokládá zpracování pouze odpadů vznikajících při tavení suroviny a rozvlákňování vzniklé taveniny, vůbec se nezabývá zpracováním nepřetavených odpadů surovin, tvořících významný podíl odpadů, a zcela pomíjí odpady vláknitého charakteru z výroby výsledných produktů, tj. rohoží, desek a podobně. Vyžaduje drceni velkých kusů na zrnitost pod 5 mm, vysoušení na obsah vody v rozmezí 3 až 8 %, což nelze dosáhnout bez umělého sušicího procesu, a konečně použiti plastického minerálního pojivá. Výsledné produkty jsou poměrně malé velikosti, a jak ukázaly praktické pokusy jejich pevnost není dostatečná, aby v zásobnicích materiálu pro vsázky do kupolových pecí nedošlo k jejich úplnému rozdrcení ještě před nadávkováním do peci. Zkoušky rovněž prokázaly, že tímto způsobem nejdou zpracovat ostatní odpady z výroby minerálně vláknitých výrobků, zejména vláknité odpady. Oe znám rovněž způsob zpracování odpadů v daném oboru, při němž se odpady drží a potom nastavují přímým působením plamene, načež se vzniklá tavenina tepelně a chemicky homogenizuje a tavenina se dále zpracovává běžným způsobem. Tento způsob vyžaduje speciální pecní agregát, nebot běžně používaná kupolová pec potřebné podmínky pro takovéto zpracováni odpadů neposkytuje. Proto je také jako nejvýhodnějši řešeni navrhována plynoelektrická vanová pec. Kromě zvýšené energetické náročnosti výroby vybavené takovým pecním agregátem by bylo třeba tento agregát napojit na běžnou výrobní linku, případně postavit samostatnou zpracovatelskou linku. Praktické zkoušky prokázaly, že proces drceni odpadů, který tento postup vyžaduje, není tak jednoduchý, jak by se z daného řešeni mohlo zdát, nebot tento postup se jím blíže nezabývá. Při drceni odpadů,

CS 26 9 807 Bl které obsahuji železo v drtičích kladivového nebo čelistového typu, totiž znamená velni rychlé mechanické poškození těchto drtičů, zcela odlišně je pak třeba upravit pro další zpracováni vláknité odpady, zejména ty, které jsou napuštěny pojívám. Protože ani uvedená řešení nedávají odpověS na otázku co s veškerým, tak různorodým odpadem vznikajícím při výrobě minerálně vláknitých produktů, jsou odpady dosud v převážné míře vyváženy na haldy a odvály. To ovšem znamená zábor zemědělské půdy či alternativně značné náklady na přepravu odpadů na pozemky zemědělsky nevyužitelné. Část odpadů je však intoxikavána např. zředěným fenolformaldehydavým rezalem, valným fenolem a farmaldehydem, které se do odpadů dostávají strháváním aerosolu fenelfcrmaldehydového pojivá při pojení vláknitého rouna nebo jsou obsaženy ve vláknitých odpadech v důsledku nedostatečného vytvrzení. vneseného fenolformaldehydavéha rezolu. Tyta toxické látky mohou být z deponii vyluhovány srážkovou vadou, takže je nebezpečí znečištění půdy a zejména spodních a povrchových vod.

Uvedené nedostatky odstraňuje a danou problematiku řeší způsob zpracováni odpadů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že odpady z tavení a rozvlákňováni se roztřídí na alespoň dvě granulometrické frakce, z nichž frakce nad 30 mm se vrací přímo jako vratná vsázka zpět do kupolové pace, zatímco k frakcím o zrnitosti pod 30 mm se přidají zrnité odpady a odprašky z výrobní linky, načež na každý díl takto vzniklé směsi se přidají až dva díly vláknitých odpadů, přičemž se za společného míšení dezintegruji chuchvalce vláken a úlomky a odřezky výrobků z výrobní linky, potom se přidáním hydraulického pojivá, např. cementu, a případným dovlhčením k úpravě konzistence přio praví záměs, z níž se vibrolisováním odformují tvarovky o objemu nad 500 cm , které se vytvrdi ve vlhkém prostředí. Při zpracováni mokrých odpadů z taveni a rozvlákňováni je třeba tyto nejprve zbavit vody, která se recykluje do vodního hospodářství linky. Z odpadů obsahujících železo se po roztřídění na jednotlivé granulometrické frakce slitky a granálie železa odseparuji a teprve potom se odpady dále zpracovávají. Hotové tvarovky se pak dávkují do kupolové pece.

Předmětný vynález představuje komplexní zpracování veškerých odpadů z výroby minerálně vláknitých výrobků s účelným využitím všech jejich složek. Tímto postupem se z chemicky i fyzikálně různorodých odpadů stává granulometricky a chemicky definovaný homogenizovaný materiál, použitelný jak přímo ve vlastni výrobě minerálních vláken, tak i pro jiné účely. Vynález tedy umožňuje bezodpadovou technologii, vylučující dosavadní vyváženi zdravotně závadných odpadů na skládky s průvodním znečištovánim povrchových i spodních vod. Odpadne tak zábor půdy, náklady na odsun odpadů ze závodů, resp. náklady,.na. budování skiádaks- nepropustným podložím a nadložím. Součeené-js možno z větší části odpadů vyrobit kompaktní tvarovky požadovaného mineralogickochemického složeni a fyzikálně-mechanických parametrů a získat tak definovanou vsázku pro výrobu minerálních vláken speciálních vlastnosti, či vsázku zlepšujici provozní parametry tavícího agregátu. Přitom dané řešeni nevyžaduje žádný zásah do dosavadních výrobních linek, ani investičně a provozně nákladná zařízení, jako jsou výkonné drtiče nebo speciální tavící agregáty. A už vůbec není potřeba instalovat zařízeni, která by byla schopna zpracovat vždy jen určitý druh odpadů. Řešeni vyžaduje pouze konstrukčně i provozně jednoduchá zařízení, na nichž probíhají energeticky i provozně nenáročné pracovní operace. ;

Způsob zpracováni odpadů z výroby minerálně vláknitých výrobků vychází ze samostatného zpracování odpadů z taveni a rozvlákňováni odebíraných v prostoru pod kupolovými pecemi. Tyto, odpady, jsou-li zachycovány ve vodní lázni, je třeba nejprve odvodnit na vlhkost max. 8 až 10 %, a to uložením na gravitační odvodňovaci skládce, odkud jsou odpadní vody vráceny do vodního hospodářství výrobní linky. Nadměrné velké kusy ztuhlé taveniny o rozměrech nad 200 mm je vhodné zachytit na pevném roštu. Tato část odpadu není prakticky vůbec Intoxikována fenolem, a proto je bez další úpravy vhodná i pro použiti jako kamenivo do podkladních vrstev vozovek a zpevněných ploch. Zbývají

CS 269 807 Bl ci, převážná část odpadu se roztřídí na několik granuloaetrických frakci. Pokud tento odpad neobsahuje kovové železo, postačí roztříděni na dvě frakce, v opačném případě je účelné třídit na více frakci. Z toku jednotlivých frakci se pak, nejlépe elektromagneticky, slitky a granálie železa odeeparuji, zachycené železo se jako kovový šrot dodá hutím, Hrubá frakce, cca 30 až 200 mm, je v některých případech vhodná k přímému použiti jako vsázka do kupolové pece. Nelze-li hrubou frakci vrátit do kupolové pece p^ímo, je podrcena a smíchána s ostatními jemnými frakcemi a zhomogenizována s podsítným podílem tavitelných surovin a odprašky z výrobní linky, a to bu3 jejich plynulým dávkováním do toku upravených odpadů z tavení a rozvlákňování nebo střídavým vrstvením všech odpadů na homogenizačni skládku. Tyto zhomogenízované, převážně zrnité odpady se pak smíchají s vláknitými odpady z výrobní linky v operativně stanoveném poměru podle jejich výskytu. Několikaminutovým míšením zrnitých a vláknitých odpadů v horizontální míchačce s protínoži dojde k desintegraci chuchvalců vláknitých úlomků a odřezků a destrukci vláken a další homogenizaci směsi. Potom se přidá vhodné hydraulické pojivo, např. cement, a upraví se vlhkost směsi na potřebnou úroveň. K dovlhčení směsí je možno s výhodou použit odpadních fenolových vod z výrobní linky. Pro docíleni určitého chemického a mineralogického složení směsi lze do záměsi nadávkovat různé korekční přísady. Vlivem vysokého obsahu vláknitých částic má vzniklá směs nízkou objemovou hmotnost a vysokou stlačitelnost. Proto je formování tvarovek prováděno vibrací za přítlaku, tzv. vibrolisovánim. Podle druhu použitého pojivá se tvarovky vytvrdí nebo vysuší. Hotové tvarovky se použijí jako vratná vsázka do kupolové pece, případně jako materiál pro zdění nenosného tepelně-izolačního zdivá apod.

Příkladem využití způsobu zpracování odpadů z výroby minerálně vláknitých výrobků podle vynálezu jsou následující postupy recyklace odpadů.

Příklad 1

Při výrobě minerálně vláknitých výrobků se suchým zachycováním odpadů z tavení a rozvlákňování, pracující se surovinou tvořenou vysokopecní etruskou a čedičem, byl odpad z taveni a rozvlákňování z prostoru pod kupolovou pecí navezen na podávači zásobník třídicí linky, opatřený roštem o rozteči žeber 200 mm. Z frakce zachycené na roštu byly břemenovým elektromagnetem vybrány slitky železa, zbytek byl shrnut na expediční skládku s určením jako plnivo do podkladových vrstev vozovek. Propad byl podáván na vibrační třídič a tříděn na frakce O až 10 mm, 10 až 30 mm a 30 až 200 mm, ze kterých byly na dopravních pásech elektromagnety odstraněny slitky a granálie železa. Veškeré zachycené železo je určeno do huti. Hrubá frakce odpadu 30 až 200 mm byla vrácena přímo do vsázek kupolové pece. Obě zbývající jemné frakce byly po magnetické separaci spojeny a k nim byly přidány odprašky kychtových plynů z kupolové pece, podsítný podíl tavitelných surovin a odprašky z výrobních linek. K těmto odpadům byly dále v poměru 2 : 1 přidávány vláknité odpady a přes komorový podavač byla směs dávkována do horizontální míchačky s protínoži, kde byla vlákna a chuchvalce po cca 10 minutách deo sintegrovány a směs homogenizována. Potom byl přidán v množstvi 45 kg na 0,4 m zhomogenizovaných odpadů struskoportlandský cement SPC 250 jako pojivo a voda tak, že vodní součinitel směsi byl 0,6 až 0,8. Z takto připravené směsi byly na tvářecí lince s vibrolisem odformovány kostky o rozměrech 100 x 100 x 95 až 100 mm. Kolísáni jednoho rozměru kostek nemělo vliv na jejich další použití, a proto nebylo nijak korigováno. Vibrolis pracoval s vibracemi o kmitočtu 6 000 ot/min. s přítlakem 50 kPa. Vibrace byly použity po dobu 5 s při plněni forem a během přitlaku po dobu 10 s. Vytvářené kostky měly objemovou hmotnost 2 000 až 2 200 kg.m“³ . Hotové kostky byly v etažsrech zavezeny k vytvrzeni do proteplovacích komor. Po 40 hodinách pobytu při teplotě 50 °C v hermetizovaném prostoru se 100 % relat. vlhkosti byly kostky z podložek shrnuty do kontejnerů a dopraveny do podávacího zásobníku kupolové pece.

CS 269 807 81

Přiklad 2

Při výrobě minerálně-vláknitých výrobků s mokrým způsobem zachycováni odpadů z taveni a rozvlákňováni byl takový odpad navezen na gravitační odvodňovaci skládku do boxů se sešikmeným dnem. Odtékající fenolové vody byly recirkulovány do vodního hospodářství výrobni linky. Po deseti dennim odvodněni, byly odpady navezeny na vibračni třídič. Třídič oddělil frakci pod 30 mm, nadsítné bylo podrceno odrazovým drtičem. Postup přidáváni dalšich odpadů a jejich směšování a dalšiho zpracování byl shodný jako v přikladu 1.

V obou případech při náhradě 40 až 85 % tavitelných surovin vytvořenými tvarovkami byl provoz kupolových peci plynulý, nedošlo ani k nárůstu tlaků pecnich plynů, což by nasvědčovalo rozpadu tvarovek při průchodu jednotlivými pásmy pece. Nedošlo k žádným provozním poruchám, parametry kupolových pecí i výrobních linek zůstaly v běžných provozních mezích, kvalita výrobků se nezměnila.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob zpracování odpadů z výroby minerálně vláknitých výrobků, vyznačující se tím, že odpady z taveni a rozvlákňováni se roztřídí na alespoň dvě granulometrické frakce, z nichž frakce nad 30 mm se vrací přimo jako vratná vsázka zpět do kupolové pe_: ce, zatímco k frakcím o zrnitosti pod 30 mm se přidají zrnité odpady a odprašky z výrobní linky, načež na každý díl takto vzniklé směsi se přidají až dva díly vláknitých odpadů, přičemž se za společného míšení dezintegruji chuchvalce vláken a úlomky a odřezky výrobků z výrobni linky, pak se přidáním hydraulického pojivá, např. cementu, a případným dovlhčenim k úpravě konzistence připraví záměs, z níž se vibrolisováním odformuji tvarovky o objemu nad 500 cm , které se vytvrdi ve vlhkém prostředí.
2. 2. Způsob zpracování odpadů podle bodu 1, vyznačující se tim, že mokré odpady z tavení a rozvlákňováni se nejprve gravitačním způsobem zbavi vody, která se recykluje do vodního hospodářství výrobni linky.
3. 3. Způsob zpracování odpadů podle bodu 1, vyznačující se tim, že z jednotlivých vytříděných frakcí odpadů z taveni a rozvlákňováni se nejprve odgeparují slicky a granálie železa,
4. 4. Způsob zpracování odpadů podle bodu 1, vyznačující se tim, že dovlhčení formovací záměsi se provede odpadními fenolovými vodami.