CZ20021928A3

CZ20021928A3 - Způsob výroby skla a sklo takto vyrobené

Info

Publication number: CZ20021928A3
Application number: CZ20021928A
Authority: CZ
Inventors: Martin Juul; Erling Fundal
Original assignee: Rgs90
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2003-11-12
Also published as: EP1255703A1; CN1189409C; HUP0203472A2; PL354995A1; UA74802C2; EE200200290A; DK1255703T3; ATE299843T1; KR20020062321A; BG106766A; AU776548B2; HRP20020490B1; DE60021426T2; CA2393439A1; YU41802A; NO20022648L; EP1255703B1; EA200200541A1; EA004259B1; AU1851201A

Description

Způsob výroby skla a sklo takto vyrobené

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby skla a skla takto vyrobeného na bázi suroviny ve formě směsi složek obsahujících hlavně minerály a kde je surovina po počáteční předúpravě stlačena do briket, které jsou vytvrzeny a následně roztaveny například ve vysoké peci za přívodu kyslíku a tavenina je prudce zchlazena a usušena.

Vynález se také týká skla toho typu, že je vyrobeno na základě suroviny ve formě směsi složek obsahujících hlavně minerály.

Vynález se dále týká použití takto složeného a vyrobeného skla.

Dosavadní stav techniky

Mezi odborníky v oboru je dobře známo, že kal z obecních čistíren představuje v nejprůmyslovějších zemích velký problém kam s odpadem. Kal se může vytvářet při chemické úpravě odpadních vod, kde se následně odvodňuje. Odvodněný kal se zpravidla skládá ze 70 až 50 % vody, 10 až 15 % organických materiálů a 10 až 15 % minerálních složek.

Kal se může buď ve vlhké nebo suché formě rozptylovat jako hnojivo na zemědělské půdě. Obsah kalu co do těžkých kovů a železa a fosforečnanů hlinitých s nízkou rozpustností nemohou plodiny využít a proto panuje riziko, že tyto látky proniknou do spodních vod nebo zničí strukturu půdy.

Alternativně se dá suchý odpadní kal ukládat na velmi velikých skládkách. Prostorové požadavky na skládky znamenají, že tyto skládky musí být otevřené. Když se kal vystaví vodním srážkám, možný obsah těžkých kovů a stopových prvků se vyluhuje

a znečišťuje okolní životní prostředí.

Často používaný způsob likvidace odpadního kalu je jeho spalování. Vytváří se tak popel, který se následně musí ukládat. Výše zmíněné těžké kovy, železo a fosforečnany hlinité se nyní jenom nacházejí v popelu a popel bude při ukládání vyluhován stejným způsobem. Výluh bude pronikat do spodních vod jako to bylo uvedeno výše. K tomu je třeba dodat, že spalné teplo vysušeného kalu je velmi malé ve srovnání se spalným teplem tradičních paliv. Jako příklad lze uvést, že suchý kal má spalné teplo 12 až 13 MJ/kg, což je asi polovina spalného tepla dřeva. Malá hodnota spalného tepla tedy znamená, že se sušený kal jen příležitostně používá jako energetický zdroj.

Průmysl vytváří velká množství odpadních produktů, které se dají jen zřídka znovu použít a tudíž také představují významný a nákladný problém s jejich ukládáním.

Opětovným využitím výše uvedených odpadních produktů se dá snížit rostoucí a tudíž stále více nákladná potřeba úložných prostorů. Je tedy potřeba mít ekonomicky výhodný způsob opětovného využití široké škály odpadních produktů aby se tím snížila potřeba a požadavky na úložné prostory a bez toho, aby se současně vytvářel úložný materiál obsahující ekologicky škodlivé a zdraví nebezpečné látky.

Podstata vynálezu

Prvním cílem vynálezu je poskytovat komerčně použitelné sklo s velikou tvrdostí a odolností proti opotřebení, u kterého se používá kal a široká škála odpadních výrobků z průmyslových obráběcích a zpracovatelských procesů a u kterého je obsah kalu a odpadních produktů, které obsahují minerály a ekologicky škodlivé a zdravotně nebezpečné látky, učiněn nepřístupným pro okolí.

Druhým cílem vynálezu je poskytnout způsob výroby takového skla.

Novými a jedinečnými znaky řešení podle vynálezu, kterými se toho dosahuje, je skutečnost, že předúprava uvedená v úvodním odstavci zahrnuje vytvoření směsi složek obsahujících minerály z kalu, například z čistíren a z jednoho nebo několika jiných odpadních produktů obsahujících minerály a nebo přírodní horniny.

Když jeden nebo několik odpadních produktů, obsahujících minerály a nebo přírodní horniny, obsahuje větší částice, dá se jejich velikost snížit před přidáním do směsi a tak se vytvoří porézní směs, která se dá snadno provzdušňovat.

Když se do takové směsi přidá kyslík, směs se samovznítí a obsah tuků, proteinů a rozpustných uhlovodíků v kalu se rozloží na vodu a C0₂ při teplotě mezi 60 a 70 °C.

Výše uvedená tepelná úprava směsi složek obsahujících minerál se bude dále nazývat mineralizace. Úplný rozklad tuků, proteinů a rozpustných uhlovodíků se dokončí zpravidla do 20 až 40 dní.

Předúprava zahrnuje následně to, že obsah vody ve směsi je upraven na 20 až 35 hmotn. % a s výhodou v rozmezí 27 až 33 hmotn. %. Po úpravě obsahu vody bude směs vhodná pro stlačení do briket, jejichž rozměry přesahují podle zvláště výhodného provedení 60 mm.

Když je obsah vody v briketách větší než 35 hmotn. %, nebudou brikety pevné nebo schopné udržet si homogenní tvar. Při obsahu vody méně než 20 hmotn. % bude docházet k rozdělování, které nevhodně snižuje pevnost briket.

Homogenní brikety se balí a nejlépe se využijí při pozdějším spalovacím procesu například ve vysoké peci.

Nastavením obsahu vody v briketách tak, jak to bylo popsáno výše, může následující tvrdnutí briket probíhat optimálně tak, že brikety zůstávají v homogenním tvaru. Tvrdnutí může například

nastat při teplotě v rozmezí 75 °C a 110 °C dokud nemají brikety obsah vody 15 až 20 % hmotn.

Příkladem výhodných podmínek tvrdnutí je tvrdnutí při teplotě 110 °C po dobu tří hodin nebo tvrdnutí při 80 °C po dobu šesti hodin. V obou případech se získají brikety s nevytvrzeným středem a tvrdou slupkou.

Pomocí tohoto tvrdnutí se dají vyrobit nehygroskopické brikety, které mají tvrdý povrch a hustotu v rozmezí 1,2 až 1,3 g/cm³.

Díky svým hygroskopickým vlastnostem jsou brikety velmi stabilní při skladování. Díky výjimečně tvrdému povrchu vydrží hrubé mechanické zacházení. Je proto možné uskladňovat kontinuálně vyráběné brikety a tak s výhodou kontinuálně likvidovat odpadní materiál.

Brikety se taví za oxidačních podmínek ve vysoké peci za použití známých technologií, čímž se celý minerální obsah taveniny převede na oxidovou formu. Jako příklad známé technologie se dá zmínit Andersonův proces známý z patentového spisu US 3 729 198; dají se ale použít také jiné formy tavení.

Během tavení se ztratí jen malá množství prvků, jako je síra, zinek nebo chlór, protože mohou odcházet jako sublimáty.

Brikety se roztaví na sklo při teplotě v rozmezí 1400 až 1500 °C a specifická struktura brikety s netvrdým středem a velmi tvrdým povrchem způsobuje, že spalovací reakce probíhají jak uprostřed, tak i ve slupce briket. Když brikety dostanou výše uvedenou dobře definovanou formu a rozměr, spalovací reakce budou také probíhat v mezerách mezi briketami nasypanými do vysoké pece.

I když energetický obsah brikety ve formě nerozpustného organického materiálu je menší, než energetický obsah tradičních paliv, je možné roztavit brikety s minimální účastí paliva navíc tím, že se reguluje přiváděný vzduch obsahující kyslík. Výhodným palivem je koks, který se u výhodného provedení ····· · · * ······ · · · · • · · · · · · · •· ·· 9 ·>···· nepoužívá v množství větším než 10 % hmotn., vztaženo na množství briket, které se mají tavit.

U jiného výhodného provedení způsobu podle vynálezu mají brikety energetický obsah, který postačuje k tomu, aby se brikety zcela roztavily bez přítomnosti paliva navíc.

Výsledná tavenina se prudce ochladí, čímž se vytvoří struska, která nejméně zčásti zgranuluje sama o sobě. Tato struska se skládá ze 100 % skla, t j. často zbarveného do černá kvůli obsahu oxidu železa.

Granulovaná struska se může následně drtit a rozdělovat na menší zrna, jejichž velikost závisí na zamýšlené pozdější aplikaci. Rozdělená zrna mohou být, pokud je to žádoucí, tříděna podle velikosti na frakce tak, že se vytváří specifická frakce zvláště vhodná pro pozdější účel.

Stanovením řady požadavků na chemické složení složek obsahujících minerály, které tvoří část suroviny skla, se dá zabezpečit sklo, které má tvrdost, která je větší než 600, měřeno na Vickersově stupnici tvrdosti.

V souladu s cílem vynálezu surovina obsahuje vedle kalu např. z čistírny také jeden nebo několik jiných průmyslových odpadních produktů obsahujících minerál. Tyto odpadní produkty mohou například tvořit část suroviny jako jediná další složka obsahující minerál.

Jako první alternativa k výše uvedené směsi může být surovina směs skládající se z kalu, složek obsahujících minerál a přírodních hornin. U jiné alternativní suroviny se může směs skládat z kalu a přírodních hornin.

Aby bylo možno uspokojit požadavky na chemické složení skla, je nutné znát chemické složení všech složek obsahujících minerály.

Taková znalost se dá s výhodou získat nenákladně analýzou složek obsahujících minerál pomocí fluorescence vyvolané rentgenovými paprsky.

• · · · • 44 · 4

9 · »4

Míchání složek obsahujících různé minerály potom může být založeno na těchto analytických výsledcích, takže pomocí výše popsaného způsobu se dá vyrábět sklo, u kterého pochází více než 30 % hmotn. anorganických složek z kalu.

Příklady odpadních produktů obsahujících minerál jsou následující:

Kousky rozdrcených aut Okuje: Slévárenský písek:

Granát:

Křemičitan hlinitý:

Korund:

Žáruvzdorné MgO cihly:

Šamotové cihly:

Popel z PVC:

Papírový odpad:

Lehká frakce z drcení aut

Oxidové okuje z válcování oceli

Použitý slévárenský formovací písek, včetně furanového písku a bentonitového písku Použitý písek z opískování granátového typu (almandin a silikát z Al, Fe a Mg.)

Použitý písek z opískování

Použitý písek z opískování hlavně ve formě skla ze strusky z elektráren

Žáruvzdorné roztavené kovy nebo tvářené cihly hlavně vyrobené z minerálního perklasu (MgO) Žáruvzdorné materiály vyrobené z křemičitanů hlinitých, silimanitu a kaolinu spolu s malým množstvím křemene

Plnící materiál z pyrolitického PVC a skládající se ze směsí TÍO3, CaCO3, kaolinu (AI2SÍO4 (OH) ) a mastku (MgSiO₄(OH))

Odpadní materiál z výroby papíru a skládající se z dřevitých vláken a minerál obsahujícího materiálu, který tvoří plnivo v papíru, jako je vápno, kaolin a mastek

Takové odpadní výrobky mohou obsahovat větší částice, které • »9 ·· 9999 ·· ··

9 9 9 9 9 · 9 · 9 9

9 9 9 9 9 «9 « • · · 9 9 · 9 9 9

9 9 9 9 9 9 * 9» 99·· je třeba před vstupem do mineralizace rozdělit na menší částice.

Chemické složenískla se dá vypočítat ze znalosti chemického složení jednotlivých složek, které obsahují minerály, které tvoří část skla a které jsou s výhodou zkombinovány při zvažování řady chemických požadavků, což znamená, že sklo je tvrdé a že jeho obsah minerálů, které jsou škodlivé pro životní prostředí a zdraví, se stal nedovolený pro okolí.

Obsah minerálů ve skle se při roztavení převede na oxidovou formu a hmotnostní procenta vytvořených minerálních oxidů SiO₂, AI2O3, Fe₂O3, CaO, MgO a P₂O₅ spolu tvoří nejméně 90 % hmotn. skla a u zvláště výhodného provedení spolu minerální oxidy tvoří nejméně 95 % hmotn. skla.

Aby se dala sklu, které má výše uvedené chemické složení, tvrdost, která je větší než 600 na Vickersově stupnici tvrdosti, a aby mělo nedostupný obsah minerálů, které jsou škodlivé pro životní prostředí a zdraví, musí poměr CaO/P₂O₅ ve skle dále splňovat nerovnost:

% hmotn. CaO > 1,33 x % hmotn. P₂Os a hodnota (% hmotn. CaO - (1,33 x hmotn. % P₂O₅) ) + hmotn. MgO % hmotn. SiO₂ která se v dalším nazývá zásaditost (Βχ), musí být v rozmezí 0,15 a 0,50 v případech, kde (% hmotn. CaO - (1,33 x % hmotn. P₂O₅) ) > 0 Aby se získal vyvážený poměr mezi oxidem křemičitým, oxidem hlinitým a oxidem železitým, musí chemické složení skla také uspokojovat požadavky, že křemičitanový modul

SiO₂

M_s = A1₂O₃ je v rozmezí 2,2 a 3,2 a železitý modul

Fe₂O₂

M_f = AI2O3 je v rozmezí 0,56 a 1,00.

Když jsou uspokojeny požadavky na chemické složení, sklo bude mít specifickou hustotu, která je v rozmezí 2,7 a 3,1 g/cm³, s výhodou v rozmezí 2,8 a 3,0 g/cm³ a zejména 2,9 g/cm³.

Když se splní výše uvedené požadavky na minerální oxidy, získá se sklo, které se hlavně skládá z minerálních oxidů uvedených v tabulce 1 níže. Sklo bude mít také velmi malý obsah mikroprvků. Obsah těchto mikroprvků ve skle je uveden v tabulce 2. Tyto mikroprvky mohou být toxické nebo karcinogenní, ale byly znepřístupněny pro okolí když je sklo vyrobeno způsobem podle předmětného vynálezu.

Tabulka 1			Tabulka	2
Minerální	Obsah ve	Mikro-	Obsah ve
oxid	skle	prvky	skle
	[% hmotn.]		[% hmotn.]
SiO₂	35-50	Sb	<	0, 007	Toxické
A1₂O₃	15-25	Pb	<	0, 020	mikroprvky
Fe₂O3	5-15	Cd	<	0,009
CaO	5-20	Sn	<	0, 043
MgO	1-10
MnO₂	< 1
T1O₃	< 3	AS	<	0, 009	Karcinogenní
P2O5	1-10	Be	<	0,007	mikroprvky
K₂O	< 2	Cr	<	0, 001
Na₂O	< 2	Co	<	0,007
Jiné	< 5	Ni	<	0,022

• · · ·

· · • · · · · ·

Sklo u kterého byly splněny výše uvedené požadavky na chemické složení obsahu minerálních oxidů a které je vyrobeno způsobem podle vynálezu, se dá nejvýhodněji použít jako nadouvadlo při opískování.

Alternativně se dá granulovaná struska odlévat a použít na výrobu struskové vlny.

V případech, kdy se takto nevyužívá, může být sklo dále recyklováno jako odpadní produkt obsahující minerály ve skle podle vynálezu.

Pomocí způsobu podle vynálezu se vyrábí sklo, ve kterém jsou látky, které jsou škodlivé pro životní prostředí a nebezpečné pro zdraví, nevyluhovatelné. Sklo se proto dá také použít jako plnivo pro mnoho účelů, například přidávat do betonu a asfaltu.

Mnoho různých forem použití skla podle vynálezu a nové použití odpadních produktů obsahujících minerály znamená, že se dají uspořit značná množství drahých surovin. Navíc se značně sníží stále rostoucí množství odpadních produktů a potřeba skládek.

Přehled obrázků na výkrese

Na připojených obrázcích jsou uvedeny výsledky zkoušek podle níže uvedeného příkladu 2.

Příklady provedení vynálezu

V následujících příkladech směsí surovin činí část odpadu z průmyslu a z likvidace odpadu více než 95 % hmotn. Chemické složení všech typů odpadů je známo a určeno pomocí fluorescence v rentgenovém záření. V následujícím se sušený, tepelně upravený, odvodněný kal nazývá kalový popel. Jiné složky obsahující minerály jsou uváděny s použitím výše uvedených označení:

• ·

Příklad 1 (laboratorní měřítko)

Surovina se skládá ze směsi 34,4 % hmotn. kalového popela a 13,8 % hmotn. spálené drti, k čemuž je přidáno 23,8 % hmotn. slévárenského písku, 4,0 % hmotn. ohnivzdorných cihel z MgO, 5,6 % hmotn použitého A1₂O₃ a 18,4 % hmotn. křídy. Směs se rozdrtí na částice menší než 0,2 mm a ohřívá se v platinovém tyglíku nebo v laboratorní pícce na 1450 °C po dobu 6 hodin Výsledkem je tavenina, která granuluje po prudkém ochlazení ve vodě. Polarizační mikroskopie ukazuje, že tavenina je černé sklo s hustotou 3,0 g/cm³ a mající chemické složení tak jak je to uvedeno v tabulce 3 níže:

Tabulka 3

Minerál % hmotn.

z celkové hmotnosti skla

SiO₂

A1₂O₃

Fe₂O₃

CaO

MgO

MnO₂

TÍO₃

P2O5

K₂O

Na₂O

SrO

SO₃

43, 4 14,5

9.2 18,1

5,4 0,1 0, 6

7.3 0,9 1,0 0,3

0,03

Jiné

Součet

100,8

Takto získané sklo má zásaditost Bi = 0,32, železitý modul

M_t = 0,63 a křemičitý modul M_s = 1,85 a tudíž splňuje požadavky na chemické složení.

Sklo bylo analyzováno na vyluhování při pH = 4 a pH = 7. Vyluhování se provádělo 100 1 vody na kilo skla po dobu 3 hodin. Podle normálně používané normalizované metody z dánského ústavu

pro jakos	t vody (Vandkvalitetinstitut)	byly vzorky z obou
výluhování	spojeny a analyzovány pomocí atomové absorpční
fotometrie	a v grafitové peci. Přitom byly získány následující
výsledky vyluhování: Tabulka 4
Minerál	Vyluhovaná koncentrace [mg/kg (ppm)]	% hmotn. z původního obsahu minerálu
Cr	< 0,1	< 0,02
Cd	0,02	1
Ni	0,8	0,4
Pb	0, 06	0,03
Sb	0,08	0,015
Be	< 0,04	< 4
Co	4,2	14
Sn	0,18	0,18
Mo	0,4	0,43
Cu	72	0,36
Z tabulky 4 je zřejmé, že se vyloužila	jenom velmi malá část
původního	obsahu prvků.
Příklad 2	(poloprovozní měřítko)
Surovina se skládá ze směsi 33 % hmotn.	kalového popela, 10
% hmotn.	slévárenského písku, 6 % hmotn.	ocelové brusné drtě,

4,0 % hmotn. použitých ohnivzdorných cihel z MgO, 11 % hmotn.

··· ··· · φ w «ΦΦΦΦ ·· » <*··♦· použitého granátu, 20 % hmotn. mineralizovaného kalu, 8 % hmotn. použitého A1₂O₃, a 8 % hmotn. vápence. Směs se rozdrtí na velikost částic menší než 3 mm a zcela roztaví v plynem vytápěné poloprovozní otáčivé peci při 1490 °C. Výsledkem je tavenina, která granuluje po prudkém ochlazení ve vodě. Výsledné sklo se usuší, rozdrtí a proseje na frakci, která je vyzkoušena jako nadouvadlo při opískovávání oceli 18/8 a oceli 37. Odpovídající zkouška byla prováděna opískováním s korundem (HV_1Oo = 1800) a křemičitanem hlinitým (HV_1Oo = 600). Výsledky provedených zkoušek jsou uvedeny na přiloženém obr. 1 a obr. 2.

Obr. 1 znázorňuje výsledky opískování oceli 18/8, kde nadouvadla jsou sklo vyrobené podle příkladu 2, křemičitan hlinitý, resp. korund.

Obrázek 2 znázorňuje výsledky opískování oceli 37, kde nadouvadla jsou sklo vyrobené podle příkladu 2, křemičitan hlinitý, resp. korund.

Z obrázků je zřejmé, že sklo podle vynálezu je podstatně lepší než křemičitan hlinitý a korund jak při pískování oceli 18/8, tak i oceli 37 bez ohledu na úhel opískování. Sklo je stejně dobré jako křemičitan hlinitý u opískování oceli 18/8. Nej lepší výsledky se ale získají pří úhlech opískování více než 50° (sin 50° = 0,77). Sklo se ukazuje být podstatně lepší než křemičitan hlinitý pro opískování oceli 37 při všech testovaných úhlech opískování.

Příklad 3 (průmyslové měřítko)

75,5 % hmotn. mineralizovaného kalu, jehož největší částice nebyly větší než 4 mm, 1,8 % hmotn. ocelové brusné drtě, 11,5 % hmotn. dolomitu, 7,3 % hmotn. použitého Al₂O₃ a 4 % hmotn.

vápence se smíchá a vyrobí se brikety. Obsah vody v briketách je 32 % hmotn. a brikety mají spalné teplo 9,5 MJ/kg. Brikety se vytvrdí v peci při 110 °C na průměrný obsah vody 20 % hmotn.

·· ··>-« »·»·

Brikety se roztaví za přívodu kyslíku ve vysoké peci při 1490 °C částečně s přísunem koksu v množství 28 % hmotn. a částečně s

přísunem koksu v množství 10 % hmotn. ochladí ve vodě. Po oxidaci při 500 °C brikety měly složení uvedené v tabulce 5:	Tavenina se prudce
analýza ukázala, že

	Obsah v % hmotn	Tabulka 5 Obsah v % hmotn.	Obsah v % hmotn.
	v dodaném	mineralizovaného	v mineralizovaném
	mineralizovaném	konečného produktu	konečném produktu
	konečném	při tavení s 28 %	při tavení s 10 %
SiO₂	produktu 41, 6	koksu 46,2	koksu 40,2
A1₂O₃	15,2	16, 9	15,3
Fe₂O₃	12,4	4,5	7,2
CaO	14,9	22,2	21,2
MgO	4,3	6,4	6, 9
MnO₂	0,2	0,2	0,2
TiO₃	0, 9	1,0	0,8
p₂o₅	6, 5	1,3	3,7
K₂O	1,6	0, 9	1,5
Stotal	1,0	-	-
c	6, 0	-	-
Bi	0,25	0,58	0, 57
M_s	1,5	2,15	1,78
M_t	0,81	0,26	0,47
Z	tabulky 5 je patrné, že když se použije množství koksu
28 %	hmotn., vytaví se	železo a fosfor.	Také je zřejmé, že
kombinace energetického	obsahu v 10 % koksu a spalného tepla

briket samotných postačuje na roztavení briket.

• ·· ♦ · «»·· • · 9 · « » * • · · 9 · * • « 9 v 9 ·

999 9 9 99 9

99

9 · · * · • 9 9 · 9

9999

Příklad 4 (v průmyslovém měřítku, zkouška tvrdosti a hygroskopických vlastností)

70,0 % hmotn. mineralizovaného kalu, 7,0 % hmotn.

slévárenského písku, 1,4 % hmotn. olivínového písku, 6,2 % hmotn. dřeva rozdrceného na velikost 20 mm, 8,7 % hmotn.

upravených obilných zbytků, 0,9 % hmotn. použitého granátu a 5,5 % hmotn. vápence se smíchá a mineralizuje 40 dní. Obsah vody v briketách poklesne během mineralizace z 56 % hmotn. na 39,2 % hmotn., obsah pyroplynu poklesne z 37,3 % hmotn. na 25,8 % hmotn., obsah dřevěného uhlí se změní z 12,4 % hmotn. na 13,2 % hmotn. a popelová frakce se zvýší z 50,3 % hmotn. na 59,8 % hmotn. Spalné teplo briket poklesne z 11 MJ/kg na 8,9 MJ/kg. Směs se upraví na pět rozdílných obsahů vody tak, jak to je uvedeno v tabulce 6. Směs se stlačí na brikety s průměrem 60 mm a vytvrzuje se v provzdušňované peci při 110 °C po dobu 1,5, resp. 3 hodiny.

Tabulka 6
Zkouška	Voda	Hustota	% hmotn.	% hmotn.	Konzistence
č.		[%	vytvrzené	po 1,5 h	po 3 h	Před
		hmotn.]	brikety	tvrzení	tvrzení	tvrzením
			[g/cm³]
1		23,3	1,28		~~	Rozděluj ící trhlinky
2		26,7	1,22	-	-	Tuhé
3		33,3	1,20	23,0	14,6	Tuhé
4		39,2	1,16	25,5	16, 9	Tuhé
5		47,1	1,20	-	-	Měkké
	Z tabulky 6 je	zřejmé, že	při větším	obsahu	vody se stane

mineralizovaná surovina tak měkká, že se dá s ní manipulovat v briketovacím lisu jenom s obtížemi. Vytvořené brikety se stanou ♦ 4 *4 ♦ ·

4* * ♦ 4 4

nehomogenní a nemohou proto zabezpečovat optimální podmínky pro zaplnění a provzdušnění vysoké pece.

briket z každého typu briket má celkovou hmotnost v rozmezí 800 a 1400 g. Každý typ brikety se dal do pytlíku a analyzoval se zkouškou spočívající v jeho upuštění na kamennou podlahu. Po 5 resp. 10 pádech byl briketový materiál proset na 4 mm sítu. Výsledky zkoušky jsou uvedeny v tabulce 7 níže a ukazují, že tvrzení dává nej lepší výsledek při obsahu vody 25 až 35 % hmotn.

Tabulka 7

Zkouška	Doba tvrzení	% hmotn. částic	% hmotn. část
Č.	[h]	> 4 mm po 5	> 4 mm po 10
		pádech	pádech
1	1,5	22,7
	3,0
2	1,5	7,8
	3,0	5,9	13,4
3	1,5	2,0
	3, 0	1,0	11, 8
4	1,5	1,2	2,4
	3,0		2,5
5	1,5	1,0	2,0
	3,0		2,8

·· ·· *·»« ·· 99 V

Claims

Patentové nároky

1. Způsob výroby skla vyrobeného na bázi suroviny ve formě směsi složek obsahujících hlavně minerály a kde se surovina po počáteční předúpravě stlačí do suchých briket, které se vytvrdí a následně roztaví, zejména ve vysoké peci, za přívodu kyslíku a tavenina se prudce zchladí a usuší, vyznačující se tím, že předúprava obsahuje kroky:

výrobu směsi minerály obsahujících složek z kalu z čistíren a nejméně jeden další minerály obsahující odpadní produkt anebo přírodní horninu, tepelný rozklad obsahu směsi rozpustného organického materiálu a úpravu obsahu vody ve směsi na rozmezí 20 až 35 % hmotn., s výhodou 27 až 33 % hmotn.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že brikety se taví za přivádění další energie ze spalování paliva v množství maximálně 10 % hmotn. na množství briket, které se taví.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že brikety mají hustotu 1,2 až 1,3 g/cm³.
4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se brikety vytvrzují při teplotě v rozmezí 75 °C až 110 °C na obsah vody 15 až 20 % hmotn.
5. Sklo toho druhu, že je vyrobeno na bázi suroviny ve formě směsi hlavně minerály obsahujících složek, vyznačující se tím, že minerály obsahující složky zahrnují kaly zejména z čistíren a nejméně jeden další odpadní produkt anebo přírodní horninu obsahující minerály.
6. Sklo podle nároku 5, vyznačující se tím, že sklo obsahuje více než 30 % anorganických složek z kalu.
7. Sklo podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že obsah minerálů ve skle je ve formě oxidů a že hmotnostní procenta minerálních oxidů: oxidu křemičitého, oxidu hlinitého, oxidu železitého, oxidu vápenatého, oxidu hořečnatého a oxidu fosforečného dohromady tvoří nejméně 90 % hmotn. skla.
8. Sklo podle nároku 7, vyznačující se tím, že poměr hmotnostních procent minerálních oxidů oxidu vápenatého k oxidu fosforečnému ve skle je určen nerovností % hmotn. CaO > 1,33 x % hmotn. P₂Os
9. Sklo podle nároků 7 nebo 8, vyznačující se tím, že hmotnostní procenta minerálních oxidů oxidu vápenatého, oxidu fosforečného a oxidu hořečnatého ve skle jsou ve vztahu k hmotnostním procentům oxidu křemičitého ve skle tak, že vztah (% hmotn. CaO - (1,33 x % hmotn. P₂O₅) ) + % hmotn. MgO % hmotn. S1O2 má hodnotu v rozmezí 0,15 až 0,5.
10. Sklo podle některého z nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že poměr hmotnostních procent minerálních oxidů oxidu železitého k oxidu hlinitému ve skle je v rozmezí 0,56 až 1,0 a že poměr hmotnostních procent oxidu křemičitého k oxidu hlinitému ve skle je v rozmezí 2,2 až 3,2.
11. Sklo podle některého z nároků 5 až 10, vyznačující se tím, že měrná hustota skla je v rozmezí 2,7 až 3,1 g/cm³, s výhodou v rozmezí 2,8 až 3,0 g/cm³, zejména 2,9 g/cm³.
12. Sklo podle některého z nároků 5 až 11, vyznačující se tím, že sklo má tvrdost HV100 600.
13. Použití skla podle některého z nároků 5 až 12, které je tříděné na opískování.