CS270352B1 - Způsob čištěni kusového přírodního colemanitu, vhodného jako surovina, zejména k taveni sklovin pro skleněné vlékna - Google Patents

Abstract

účelem úpravy přírodního colemanitu je odstraněni nečistot z méně kvalitního přírodního materiálu. Podstata řešeni spočívá v tom, žs přírodní kusový colemanit s přsvažujioi zrnitosti nad 3 mm se podrobí ohřevu při teplotách 450 až 650 °C, s výhodou 500 až 600 °C, po dobu 5 až 180 minut, s výhodou 20 až 40 minut. Zs získaného dskrspltovaného a současně kalcinovaného produktu ss odseparuje frakce o zrnitosti nad 1 mm a s <- výhodou'nad 0,4 mm. Navržené řešeni zabezpečuje nejen vyčištěni přírodního colemanitu od nežádoucích příměsi, ale současně zajišluje příznivou zrnitost i dekrepitovanšho colemanitu pro taveni aklovlny. Samostatné technologické úpravy eušenl a mleti v tomto případě odpadají.

Description

Vynález se týká způsobu čištění kusového přírodního colemanitu, vhodného jako surovina k tavení sklovin pro skleněná vlákna, přednostně méně kvalitního přírodního colemanitu s převažující zrnitostí nad 3 mm, odstraněním nečistot, při kterém ee přírodní colenanit podrobí ohřevu.

Pro výrobu skal pro akleněná vlákna se jako borité suroviny využívá především kyselina boritá, v případě boritovápenatých skel rovněž colemanit. Colemanit je minerál o chemickém složeni Ca₂B₆0_u.5 H₂0. Použití colemanitu je ekonomicky výhodnější ve srovnáni s kyselinou boritou a mimoto tato surovina při vlastním taveni snižuje těkáni oxidu boritého.

Avšak plnohodnotnou náhradu kyasliny borité colemanitem lze získat pouze použitím kvalitního colemanitu bez příměsi, které působí negativně na technologii výroby skleněných vláken. Na obsah nečistot v přírodním colemanitu je upozorňováno (Locardu a kol·; Rivista Staz. Spař. Vetro, 5, 1975, č. 3, e. 97) v eouvisloati e potížemi při jeho využiti, není však řešena otázka čištěni colemanitu a je doporučováno použít co nejčistší a kvalitní přírodní surovinu.

Problém nečistot v colemanitu, použitém při taveni boritovápenatého bezalkalického skla pro výrobu skleněných vláken je řešen (Settler, Glastechnische Berichte, 49, 1976, č. 2, e. 37) ručním přebíráním nebo velmi nákladnou flotaci. Stanovení všech příměsi colemanitu je značně obtížné a v praxi těžko kontrolovatelné.

Způsob dehydratace boritanů, např. colemanitu a ulaxitu, je popsán v československém autorském osvědčení č. 219 140, jehož podeteta spočívá v tom, že materiál ee upraví na zrnitoet do 3 mm, pak se podrobuje nepřímému ohřevu v rotační peci, načež se nepřímo chladí a mechanicky homogenizuje. Účelem vynálezu je snížit ztráty materiálu, k nimž dochází při dehydrataci surového materiálu·

Výhodou tohoto řeěeni Je enlžení energetické náročnoeti při dehydrataci boritenů a omezeni ztrát výsledného produktu při dehydrotaci. Naproti tomu značnou nevýhodou Je nutnost drcení vstupní suroviny pod 3 mm a zvláětě nemožnost ovlivněni přítomnosti nečistot, které v konečném produktu zůstávají a ve větším množství mohou způsobit technologické potíže při následném tavení a homogenizaci sklovin.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí způsobem čištěni kusového přírodního colemanitu podle tohoto vynálezu, Jelpž podstata spočívá v tom, že přírodní colemanit s převažující zrnitostí nad 3 mm ee podrobí ohřevu v rozmezí teplot 450 až 650 °C po dobu 5 až 180 minut. Ze zíekaného dekrepitovaného a současně kalcinovaného colemanitu se odaeparuje frakce o zrnitosti ned 1 mm.

3e výhodné, když se přirodni colemanit podrobí ohřevu při teplotách 500 až 600 °C po dobu 20 až 40 minut.

Dále Je výhodné, když ee z dekrepitovaného a současně kalcinovaného colemanitu odseparuje frakce o zrnitosti ned 0,4 mm.

Nenáročnou úprevou podle vynálezu Je zíekán vysoce kvalitní dekrepitováný colemanit, zajišťující parametry, dosahované použitím kyseliny borité při teveni sklovin pro výrobu skleněných vláken. Ciětěni přírodního colemanitu podle vynálezu Je určeno pro méně kvalitní přirodni colemanit ee zvýšeným obsahem doprovodných nečistot.

Při tepelném zpracováni colemanitu podle vynálezu dochází k jeho dekrepitaci a současně kalcinaci, tj. mechanickému rozrušeni vlivem uvolněných plynů. Podle diferenční termické analýzy Je teoretickou hranici pro dekrepitaci čietého colemanitu teplota 400 °C. V oblasti teplot 400 až 650 °C nedochází k žádným strukturním změnám nežádoucích příměsí, ais uvolněním vody z colemanitu dojde k jeho rozrušení na drobné částečky a ostatní materiály, tj. nečistoty, zůstávají v původní kusové formě.

Odseparovánim frakce dekrepitovaného produktu o zrnitosti nad 1 mm ss oddělí frakce s vysokým podílem obsahu dekrepitovaného colemanitu od doprovodných nečietot. Odseparovánim frakce o zrnitosti ned 0,4 mm se získá dekrepltovaný colemanit e ještě niž

CS 270 352 Bl ším výskytem příměsi, který je bez dalších úprav vhodný k přímému použití pro taveni boritovápenatých sklovin pro skleněné vlákno. Bylo zjištěno, že ztráty oxidu boritého v odseparovaném podílu nad 1 mm jsou velmi nízké a nepřesahuji 1 až 2 % hmotnosti.

Při tepelné úpravě, probihajíci mezi 500 až 600 °C v časovém intervalu 20 až 40 minut a selekci frakce o zrnitosti nad 0,4 mm je dosahováno maximální výtěžnosti čistého dekrepitovaného colemanitu z kusové přírodní suroviny.

Metoda čištěni colemanitu podle vynálezu zabezpečuje odstranění nečistot a příměsi z přírodního colemanitu a je tak umožněno využit i méně kvalitních přírodních colemanite. Tato úprava současně nahrazuje mechanickou úpravu colemanitu doposud nutně používanou ve sklářstvi, tj, mletí surového colemanitu na potřebnou příznivou zrnitost k taveni skla. Navržené řešeni nevyžaduje před tepelnou úpravou sušeni, granulaci pod 3 mm a ohřev colemanitu není omezen na ohřev přímý či nepřímý, nebo na určitý typ oece.

Hrubší vstupní zrnitost, převážně nad 3 mm, je nutnou součásti navrženého postupu, protože při jemnější zrnitosti dojde po ohřevu k propadu 1 malých částic nečistot sítem 1 mm a tím se zhorší efekt čištění suroviny. Současně se uspoří energie potřebná k drcení přírodního colemanitu.

Vynález je dále blíže objasněn na následujících příkladných provedeních.

Přiklad 1

V regulovatelné silitové peci byly vzorky přírodního colemanitu sa zrnitostí 11 až 16 mm, obsahující 39,2 ^ hmotnosti oxidu boritého B₂0₃ ^{a 22} »4 % nečistot, podrobeny tepelnému zpracováni při různých teplotách a různých časech. Vzorky přírodního colemanitu byly zahřívány na teplotu 500, 550, 600 a 650 °C a časovou výdrží 5, 15, 30 a 40 minut. Při tepelném zpracováni v rozmezí 500 až 600 °C a při době prodlevy nad 10 minut byly získány prakticky shodné výsledky. Při taplotě nad 650 °C byla výtěžnost frakce dekrepitovaného colemanitu se zrnitostí pod 0,4 mm nižší.

Získané produkty z jednotlivých zkoušek byly rozděleny síty na 3 frakce, ve kterých byl zjišťován obsah oxidu boritého.

Průměrné hodnoty výtěžnosti a obsah oxidu boritého B₂0₃ v nich jsou uvedeny dále.

Frakce Č.	Zrnitost (mm)	Výtěžnost frakce (% hmotnosti)	Obsah B-O(% hmotnosti)
1	pod 0,4	84,0	52,4
2	0,4 ež 1,0	6,2	39,3
3	. nad 1,0	9,8	4,3

Z uvedených průměrných výsledků experimentů je zřejmé, že frakce se zrnitosti nad ? 1 mm obsahuje převážně nečistoty a příměsi. Frakce o zrnitosti 0,4 až 1 mm obsahuje oxid boritý v množství, odpovídajícím surovému ne příliš kvalitnímu dekrenitovanému colemanitu, ale podíl této frekce je nízký, 6,2 %. Frakce o zrnitosti pod 0,4 mm obsahuje vysoké % hmotnosti oxidu boritého, a tedy 1 dekrepitovaného colemanitu a vykazuje převažující získaný podíl upraveného a vysoce čistého dekrepitovaného colemanitu.

Příklad 2

Oo rotační pece byl naložen kusový přírodní colemanlt o zrnitosti částic cca 5 až 20 mm s obsahem nečistot 2,85 % hmotnosti e byl tepelně zpracován při teplotě 530 °C po dobu 1 hodiny. Získaný produkt byl vytříděn síty na čtyři frakce. Byla zjišťována výtěžnost jednotlivých frakci a obsah nečistot v nich. Výsledky jsou uvedeny v následujícím přehledu.

CS 270 352 Bl

Frakce č. Zrnitoet (mm)	Výtěžnoet frakce Obeah nečietot (% hmotnosti) (% hmotnosti)
1 pod 0,315 2 0,315 až 0,40 3 0,40 až 0,63 4 nad 0,63	96,2 1,04 1,8 7,55 1,5 40,5 1,5 100,0

Při vyloučeni frakci dekrepitováného colemanitu ee zrnitoeti nad 0,4 mm byla získána surovina s obsahem 1,16 % hmotnosti nečistot. Ztráty dekrepltovaného colemanitu v odsoparovaných podílech nad 0,4 mm byly pouze 0,31 % hmotnosti původního množství.

Upraveného dekrepltovaného colemanitu podle vynálezu lze využít jako suroviny nejen ve sklářstvi, ala všude tam, kde ee vnáší oxid boritý, např. při výrobě kyseliny borité.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob čištěni kusového přírodního colemanitu, vhodného jako eurovina, zejména k tavení sklovin pro skleněná vlákna, přednostně méně kvalitního přírodního colemanitu s převažující zrnitoeti nad 3 mm, odetraněnim nečistot, při kterém ee přírodní colemanit podrobí ohřevu, vyznačený tím, že ohřev ee provádí po dobu 5 až 180 minut, a to na teplotu 450 až 650 °C, a ze ziekaného dekrepltovaného a současně kalcinovaného produktu se odseparuje frakce o zrnitoeti nad 1 mm.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že ohřev ee provádí na teplotu 500 až 600 °C po dobu 20 až 40 minut.

3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačený tím, že z dekrepltovaného a současně kalcinovaného produktu se odseparuje frakce o zrnitoeti nad 0,4 mm.