CS270570B2

CS270570B2 - Method of porous boards production

Info

Publication number: CS270570B2
Application number: CS874464A
Authority: CS
Inventors: Jerzy Dr Raabe; Mikolaj Dr Szafran; Andrzej Dr Bin; Andrzej Dr Kozlowski; Andrzej Konopczynski
Original assignee: Inst Mech Precyz
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1990-07-12
Also published as: PL145163B1; HUT53045A; HU202798B; CS446487A2

Description

(57) Způsob výroby pórovitých desek, obsahujících hlavně kromenyý písek, sklo a . vodní sklo, k provzduBnovaní a ozonizaci vodních nádrží. Podstatou je, že se 50 až 90 hmotnostních dílů křemenného písku, a výhodou říčního, smísí s 5 až 55 hmotnostními díly drobných Částic skla, zvláště tabulového, ze vzniklé směsi se tvarují brikety, které se zahřejí na teplotu, při níž se asi 75_vprocent nízkoteplotní složky křemene přeměňuje na slinek. který se drtí, mele a třídí na frakce, z nichž se 100 hmotnostních dílů jedné, případně několika frakcí zrnitého slinku mísí s drobnými částicemi skla, zvláště tabulového s 2,5 až 7,5 hmotnostních dílů sítové frakce, 8 5 až 10 hmotnostními díly vodního skla, s 10 procenty vodního roztoku sodného lou-: hu-NaOH a 1 až 5 hmotnostními díly fluorokřemlčitanu sodného -NaoSiF^, načež se z promísené hmoty tvarují desky, které se vypalují v teplotě 800 až 1050 C.

270570 В2

Předmětem vynálezu je způsob vytváření pórovitých desek к provzdušňování a ozonizaci vodních nádrží·

Provzduěňování vodních nádrží nachází nyní stále Širší uplatnění v souvislosti se znečištěním vod, které způsobuje úbytek kyslíku ve hmotě vody počínaje ode. dna nádrže, kde se hromadí většina znečištění· Pórovité desky к provzdušňování a ozonizaci se uplatňují v zařízeních к úpravě vody, к úpravě pitné vody a v čistírnách . к provzdušňování a ozonizaci odpadních voď· Desky vyráběné způsobem podle vynálezu je možno používat rovněž jako filtry·

Vytváření keramických pórovitých materiálů tohoto typu spočívá v míšení složek jako zrn kvarcitu, šamotu a křemene, případně s přídavkem cementových pojiv, ve formování a vypálení.

Z patentového spisu PLR č. 62366 je znám způsob vytváření keramických filtrů, které jsou keramickými pórovitými deskami· Způsob spočívá v tom, že odpadový křemenný písek vzniklý při výrobě kysličníku hliníku z hlinitokřemičitanu kyselou metodou se praží za teploty 1000-1200 °C, čímž se získá pórovitý slinek. Potom se slinek mele a prosívá a ze získané monofrakční křemenné hmoty se formují tvarovky nebo desky, které se vypalují za teploty 1100 až 1350 °C po dobu 1 až 3 hodin.

Tímto známým způsobem se vyrábí keramické filtry odolné proti účinkům chemikálií a vysokých teplot a nachází použití v kapalném i plynném prostředí. Tyto filtry se používají к čištění horkých plynů z hutnických pecí, slévárenských pecí, kyslíkových konvertorů a obloukových elektrických pecí.

Z patentového spisu PLR č. 121295 je znám způsob vytváření keramické filtrační hmoty. Tento známý způsob spočívá v tom, žs do známého plnidla skládajícího se ze zrn křemene a kysličníku hlinitého se přidává cement v množství 2,5*15 váhových procent a borité sklo nebo sklokeramika v množství 15-30 váhových procent, mísí se s vodou, formuje, obvykle ve formách příslušného tvaru a vyformované tvarovky se ponechají do ztuhnutí. Po zatuhnutí se tvarovky vyjmou z forem, suší se a vypalují za teploty 900-1250 ^QC. Touto známou metodou se vyrábí tvarovky, které mají vysokou mechanickou pevnost a určitou pórovitost. Tvarovky vyrobené z této známé hmoty slouží v čisticím procesu komunálních odpadních hmot.

Během vypalování reaguje sklo 8 cementem a vytváří sklovitou fázi o vysoké viskozitě. Vysoká viskozita sklovité fáze způsobuje, že se zmenšují póry, ale neuzavírají ве úplně.

Jsou známy pórovité desky к provzdušňování a ozonizaci vodních nádrží, ale není přesně znám způsob jejich výroby.

Vadou keramických pórovitých materiálů vytvářených známými způsoby je nepravidelný tvar drcených zrn kvarcitu nebo šamotu a také spékající se pojivo, které má vnitřní pórovitost a drsný povrch. Tyto faktory způsobují růst průtokového odporu a následkem toho velké výkonové ztráty, kdyby tyto materiály byly použity к ozonizaci a provzdušňování vodních nádrží.

Desky vytvářené známými způsoby mají příliš nízkou otevřenou průchozí pórovitost, nebo příliš nízkou pevnost v tlaku při dostatečné průchozí pórovitosti a nízkých průtokových odporech.

Cílem vynálezu je vypracovat způsob výroby pórovitých desek s otevřenou průchozí pórovitosti aspoň 40 %, pevnosti v tlaku min. 10 MPa a nízkými odpory průtoku plynu.

Podstatou vynálezu je, že se 50 až 90 hmotnostních dílů křemenného písku, s výhodou říčního, smísí s 5 až 55 hmotnostními díly drobných částic skla, zvláště tabu2 levého, ze vzniklé směsi se tvarují brikety, které se zahřejí na teplotu, při níž se asi 75 procent nízkoteplotní složky křemene přeměňuje na slinek, který se drtí, mele a třídí na frakce, z nichž se 100 hmotnostních dílů jedné, případně několika frakcí zrnitého slinku mísí s drobnými částicemi skla, zvláště tabulového s 2,5 až

7,5 hmotnostních dílů sítové frakce, s 5 až 10 hmotnostními díly vodního skla, s 10 procenty vodního roztoku sodného louhu-NaOH a 1 až 5 hmotnostními díly fluorokřemičitanu sodného-Na₂SiF^, načež se 2 promísené hmoty tvarují desky, které se vypalují v teplotě 800 až 1050 °C· ·

Podstatou vynálezu dále je, že se desky formují do tvaru kotouče o průměru asi 30 cm a tloušbce 1,5 až 3 cm.

К podstatě vynálezu patří, že ve směsi je poměr vodního skla a vodního roztoku sodného louhu od 1:1 do 9:1·

Podstatou vynálezu ještě je, Že drobné částice skla, vzniklé jako odpad při tvarování briket má sítovou frakci menší než 0,5 mm.

V souladu 8 vynálezem byl vypracován způsob vytváření pórovitých desek z materiálu s obsahem zrna různého průměru a zaobleného tvaru pokrytých rovnoměrnou vrstvou staveného skleněného pojivá.

Desky vytvářené způsobem podle vynálezu jsou charakterizovány otevřenou průběžnou pórovítostí 40 % nebo vyšší, nízkými průtokovými odpory pro plyn a pevností v tlaku okolo 10 MPa nebo větší. Výše uvedené užitné parametry desek vytvořených způsobem podle vynálezu vykázaly lepší parametry než parametry desek formy Schumacher.

Dodatečnou předností způsobu podle vynálezu je použití surovin к výrobě, které nevyžadují mletí, jako říční písek a odpadní prach z odprašovacích zařízení z hutí na výrobu tabulového skla.

Způsob vytváření podle vynálezu bude objasněn na příkladu provedení.

Příklad I ftíční křemenný pí sek sítové frakce menší než 1 mm v množství 70 kg se smísí se 30 kg odpadního prachu tabulového skla z odprašovacích zařízení po dobu 15 minut. Nato se к této směsi přidá vodní roztok dextrinu v množství 7 kg a smísí se v dvouhřídělové míchačce po dobu 15 minut, až vznikne stejnorodá směs· Formují se brikety o rozměrech 250 x 120 x 50 mm, které se po vysušení vypalují v peci při teplotě 1050 °C po dobu 3 hodin. Obdrží se spékaný polotovar křemenného písku a skla. Slinek se rozbije napřed v čelisíovém drtiči a potom v dezintegrátoru. Po rozdrcení se třídí na sítové frakce: do 0,1 mm, od 0,1 do 0,2 mm, od 0,2 do 0,3 mm a od 0,3 do 0,5 mm.

Frakce od 0,1 do 0,2 mm v množství 10 kg se smísí s odpadním prachem tabulového skla sítové frakce menší než 100 yum v množství 0,3 kg. Přidá se 0,7 kg 10 % vodního roztoku NaOH smíšeného 8 vodním sklem v poměru 1:4 a 0,3 kg fluorokřemičitanu sodného Na₂SiFg· Mísí se v Zrmíchačce po dobu 15 minut za pokojově teploty, až vznikne homogenní hmota ke snadnému formování. Formují se disky o průměru 500 mm a tlouštce 20 cm pod tlakem 15 MPa. Disky se vypalují 3 hodiny za teploty 900 °C.

Příklad 2

Křemenný říční písek sítové frakce pod 1 mm v množství 80 kg se smísí 8 20 kg odpadního prachu tabulového skla z odprašovacích zařízení po dobu 15 minut· Směs se mísí a briketuje analogicky jako v příkladu 1 a potom se vypaluje v peci za teploty 1100 °C po dobu 3 hodin· Získaný slinek se drtí a třídí na sítové frakce. Sítovou frakci 0,3-0,5 mm v množství 10 kg se smísí s odpadním prachem tabulového skla sítové frakce menší než 100 yum v množství 0,25 kg· Přidá se 0,5 kg 10 % vodního roztoku NaOH . smíšeného s vodním sklem (o hustotě 1,41 kg.lp^/m^) v poměru 1:5 a 8 0,5 kg fluorokřemičitanu sodného. Hmota se mísí v Z-míchačce po dobu 15 minut za pokojové teploty, takže vznikne homogenní hmota ke snadnému formování. Formují se disky o průměru 300 mm a tloušťce 25 mm pod tlakem 10 MPa. Disky se vypalují za teploty 1000 °C 3 hodiny.

Disky vytvořené způsobem podle vynálezu byly porovnány s disky firmy Schumacher NSR.

Porovnání některých vlastností disků vytvořených způsobem podle vynálezu a firmy Schumacher je uvedeno v tabulce 1.

Tabulka 1.

Srovnání vybraných vlastností pórovitých keramických desek zhotovených způsobem podle vynálezu a desek vyrobených firmou Schumacher.

prvky podle vynálezu prvky firmy Schumacher

Zdánlivá hustota * kg.10³

1,39

1,34

Nasáklivost N	31,7	33,8
Otevřená pórovitost Po f% 1	44		45
Pevnost v tlaku & MPa	10		3
Prohloubení v mm vzniklé v důsledku dopadu proudu písku pod tlakem 0,02 MPa (měřítko tvrdosti spéka-	2,7	к	6,9

ného materiálu)

Jak je uvedeno v tabulce 1, fyzikální parametry desek vytvářených způsobem podle vynálezu, takové jako zdánlivá hustota, nasáklivost a otevřená pórovitost jsou srovnatelné s parametry desek firmy Schumacher. Pevnost v tlaku a tvrdost desek vytvořených vynálezu joou výrazně příznivější. Pevnost v tlaku jo asi třikrát vyšňí n tvrdont více než dvakrát.

Byly zkoušeny i hydrodynamické vlastnosti disků vytvořených způsobem podle vynálezu a disků vyrobených firmou Schumacher. Porovnání základních hydrodynamických ukazatelů je uvedeno v tabulce 2. Pro disky vyrobené způsobem podle vynálezu byl přijat symbol PW, pro disky vyráběné firmou Schumacher PS.

Jak je uvedeno v tab. 2, užitné parametry desek vytvořených způsobem podle vynálezu, jako odpory průtoku mokrými prvky, zadržování plynné fáze a Sauterův průměr jsou srovnatelné (zadržování) nebo výhodnější (průměr a odpory za mokra) než parametry desek firmy Schumacher. Průtokové odpory za sucha jsou výrazně nižší u desek vytvořených způsobem podle vynálezu.

Zkoušeno bylo také rozložení rozměrů vzduchových bublin ve vodě fotoelektrickou metodou. Při této metodě průchod plynových bublinek kapilórou je registrován soustavou fotoelektrických čidel spolupracujících 8 elektronickým systémem Camao.

Na obrázku je uvedeno rozložení velikosti bublinek pro disky vytvářené podle vynálezu a rozložení velikosti bublinek u disku firmy Schumacher z měření velikosti 1365 bublinek pro zdánlivou rychlost proudízího vzduchu 2,80 cm/s.

Velikosti bublinek pro disky vytvářené způsobem podle vynálezu jsou srovnatelné s velikostmi bublinek pro disky firmy Schumacher.

Plnou čarou (- —У jeou označené disky fy Schumacher a čárkovaně f----) jsou, označené disky podle vynálezu.

Tabulka 2

Zdánlivá rychlost vzduchu cm/3	Průtokové odpory suchými prvky N/m^{1 2}	Průtokové odpory mokrými prvky N/m²	Zadržení plynné fáze %	Sauterův průměr bublinek mm
	PW	FS	PW	FS	PW	FS	PW	FS
1,40	4,5	64	3370	4250	4,1	5,0	1,5	2,4
2,10	9	98	3350	4570	7,9	3,4	1,5	1,7
2,80	15	129	3400	4750	11,6	12,7	1,2	1,6
3,50	22	147 .	3400	4840	15,4	17,0	1,4	1,4
4,20	30	157	3430	5000	18,7	19,0	1,2	1,3

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims

1. Způsob výroby pórovitých desek, obsahujících hlavně křemenný písek, sklo a vodní sklo, к provzdušňování a ozonizaci vodních nádrží, spočívající v míšení složek, formování desek a jejich vypalování, vyznačující se tím, že se 50 až 90 hmotnostních dílů křemenného písku, s výhodou říčního, smísí s 5 až 55 hmotnostními díly drobných částic skla, zvláště tabulového, ze vzniklé směsi se tvarují brikety, které se zahřejí na teplotu, při níž se asi 75 procent nízkoteplotní složky křemene přeměňuje na slinek, který se drtí, mele a třídí na frakce, z nichž se 100 hmotnostních dílů jedné, případně několika frakcí zrnitého slinku mísí s drobnými částicemi skla, zvláště tabulového s 2,5 až 7,5 hmotnostních dílů sítové frakce, 8 5 až 10 hmotnostními díly vodního skla, s 10 procenty vodního roztoku sodného louhu-NaOh a 1 až 5 hmotnostními díly fluorokřemičitanu sodného -NagSiF^, načež se z promísené hmoty tvarují desky, které se vypalují v teplotě 800 až 1050 °C.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, Že křemenný písek má sítovou frakci menší než 1 mm.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se desky formují do tvaru kotouče o průměru asi 30 cm a tloušťce 1,5 až 3 cm.

4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že ve směsi js poměr vodního skla a vodního roztoku sodného louhu od 1:1 do 9:1·

5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že drobné Částice skla, vzniklé jako odpad při tvarování briket má sítovou frakci menší než 0,5 mm.

1 výkres