CZ283694B6 - Způsob výroby porézního keramického granulátu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká výroby keramického granulátu s velikostí pórů menší než 1 mm, při němž se smísí jíl, vápenec, křemenný písek, dolomit, živec, šamot, infusoriová hlinka a/nebo sepiolit, dále voda, ztekucovací přísada a smáčedlo, směs se napění a zpracuje na jílová tvarová tělesa, která se suší při teplotě místnosti až 200 stupňů C a popřípadě drtí, přičemž jemný podíl se přivádí zpět k výchozímu materiálu a pak se jílová tvarová tělesa, popřípadě rozdrcená při zvolené velikosti částic vypalují na vnitřní teplotu produktu nad 600 stupňů C, čímž vznikne materiál, vhodný jako adsorpční nebo absorpční činidlo, zejména podestýlka, postup spočívá v tom, že se výchozí látky užijí v určitém poměru a jílová tvarová tělesa s obsahem vody 5 až 25 %, popřípadě rozdrcená se přivádějí do předehřáté vypalovací pece a vypálí při vnitřní teplotě produktu 750 až 1050 stupňů C. Řešení spočívá rovněž v takto vyrobeném produktu.ŕ

Description

Vynález se týká způsobu výroby porézního keramického granulátu s velikostí pórů menší než 1 mm, při němž se smísí jíl, vápenec, křemenný písek, dolomit, živec, šamot, infusoriová hlinka a/nebo sepiolit, dále voda, ztekucovací přísada a smáčedlo a směs se napění v dispergačním zařízení přiváděním vzduchu pod tlakem 0,1 až 1 MPa při teplotě místnosti až 95 °C, přičemž se popřípadě při výrobě vysoce viskózních, thixotropních, stálých napěněných suspenzí užije činidlo, které ruší účinek ztekucovací přísady, načež se napěněná směs popřípadě zpracovává na jílová tvarová tělesa a tato jílová tvarová tělesa se suší při teplotě místnosti až teplotě 200 °C, usušená jílová tvarová tělesa se popřípadě drtí, jemný podíl se přivádí zpět k výchozímu materiálu a pak se jílová tvarová tělesa, popřípadě rozdrcená jílová tvarová tělesa s předem určenou velikostí částic vypalují při vnitřní teplotě produktu nad 600 °C a získaný materiál se užije jako adsorpční nebo absorpční prostředek, zejména jako podestýlka.

Dosavadní stav techniky

K adsorpci nebo absorpci kapalin a plynů, zejména však také pro použití jako podestýlka se s výhodou užívá drcených porézních keramických materiálů, jejichž výroba je známa zDE 34 14 965. Tento materiál má výhodnější vlastnosti než dříve známé materiály pro totéž použití, například na bázi hydrátů křemičitanu vápenatého vzhledem k tomu, že je levnější a umožňuje větší variabilitu pokud jde o parametry produktu, zejména také o jeho vzhled. Přes výhodné vlastnosti těchto materiálů, zejména z hlediska schopnosti přijímat vodu a vázat pachy by bylo žádoucí tyto materiály dále vyvíjet, zejména pokud jde o možnost jejich použití jako podestýlky.

Vynález si klade za úkol dále vyvinout známý postup tak, aby došlo k dalšímu zlepšení porézní struktury adsorbujících nebo absorbujících částic, zejména pokud jde o schopnost přijímat vodu a vázat pachy.

Podstata vynálezu

Podstatu vynálezu tvoří způsob výroby porézního keramického granulátu s velikostí pórů menší než 1 mm, při němž se smísí jíl, vápenec, křemenný písek, dolomit, živec, šamot, infusoriová hlinka a/nebo sepiolit a dále voda, ztekucovací přísada a smáčedla a směs se napění v dispergačním zařízení přiváděním vzduchu pod tlakem 0,1 až 1 MPa při teplotě místnosti až teplotě 95 °C, načež se napěněná směs dále zpracovává na jílová tvarová tělesa a tato jílová tvarová tělesa se suší při teplotě místnosti až teplotě 200 °C a pak se vypalují při vnitřní teplotě produktu nad 600 °C a získaný materiál se užije jako adsorpční nebo absorpční prostředek, zejména jako podestýlka, postup spočívá v tom, že se ke zpracování na tvarová tělesa užije materiál, který obsahuje 25 až 45 % hmotnostních jílu, do 40 % hmotnostních vápence, křemenného písku, dolomitu, živce, šamotu, infusoriové hlinky a/nebo sepiolitu, 20 až 50 % hmotnostních vody, 0,1 až 1,0 % hmotnostní ztekucovací přísady a 0,1 až 1 % hmotnostní smáčedla a pak se jílová tvarová tělesa se zbylým obsahem vody 5 až 25 % hmotnostních uloží do předehřáté vypalovací pece, kde se při předem stanovené vnitřní teplotě produktu v rozmezí 750 až 1050 °C vypálí.

Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se pro vypalování užije nepřímo zahřívaná válcová vypalovací pec.

-1 CZ 283694 B6

Je zvláště výhodné přenést vypálený produkt bezprostředně po vypálení z vypalovací pece do chladicího bubnu, do nějž se kromě nepřímého chlazení vzduchem přivádí voda ve formě přímého postřiku.

Je překvapující, že je možno podstatně zlepšit porézní vnitřní strukturu produktu volbou množství výchozích látek a podmínek při vypalování. Jde zejména o další zlepšení pravidelné struktury, které vede k optimalizaci schopnosti přijímat vodu a pohlcovat pachy a tím i k optimalizaci vlastností produktu, které s tím souvisejí. Tyto zkušenosti jsou pro odborníka překvapující. Až dosud totiž nikde nebyly podány zprávy o tom, že by keramický materiál s obsahem vody 2 až 25 % mohl bez poškození vydržet teplotní šok při přenesení do předehřáté vypalovací pece a zahřátí na teplotu 700 až 800 °C. Podle DE 34 14 965 by totiž mělo dojít při zahřátí jílových tvarových těles na teplotu vyšší než 800 °C ke zkřehnutí materiálu a ke zmenšení vnitřního povrchu, což by mělo nepříznivě ovlivnit požadované vlastnosti produktu jako adsorpčního nebo absorpčního prostředku. Je tedy naprosto překvapující, že je způsobem podle vynálezu možno dosáhnout kromě vyšší hospodárnosti postupu také podstatně zlepšení a zvláště rovnoměrnější struktury pórů.

Mimo to je překvapující ještě to, že při svrchu uvedeném postupu je možno kladně termochemicky ovlivnit také barvu keramického vypáleného produktu. Železo, které je obvykle v jílu obsaženo, vede oxidací k zčervenání a redukcí ke vzniku bělavé barvy produktu. Vzhledem k tomu, že keramický produkt je obvykle přímo vypalován, upravuje se požadovaná atmosféra v peci pomocí hořáku. Při nepřímém vypalování, jehož se s výhodou užívá při provádění způsobu podle vynálezu, může také dojít při množství vzduchu 5 až 10 m³ na tunu produktu, které je obvykle v peci obsaženo, k alespoň částečné oxidaci, takže je nutno očekávat červenavé zbarvení materiálu. Naproti tomu bylo zjištěno, že za svrchu uvedených podmínek má výsledný produkt bělavou barvu, což znamená, že železo, obsažení v jílu bylo proti očekávání redukováno. Příčina této redukce není zcela objasněna. Je nutno předpokládat, že spolupůsobí řada faktorů, zejména poměrně krátká doba vypálení, tvorba vody nebo vodní páry v pórech za vzniku místní tvorby ochranného plynu a tvorba vodní páry nebo vody v celém vypalovacím prostoru, což do značné míry neutralizuje oxidační schopnost kyslíku.

Výhodné řízení rychlé zchlazení vypálených jílových tvarových těles přímým postřikem vody v chladicím bubnu, při němž dojde v průběhu několika minut ke zchlazení výrobku z teploty 1000 až na 60 °C, je nutno považovat pro keramický materiál tohoto typu za extrémní, takže je překvapující, že toto rychlé zchlazení, které je z ekonomického hlediska výhodné, nemá žádný negativní vliv na vlastnosti výsledného produktu.

Příklad provedení vynálezu

Příklad

400 kg jílu (Westerwald) s 10 % zbývající vody se uloží do mísícího zařízení spolu s 200 kg vody a 460 kg živce s obsahem 5 % vody, přidá se 4,5 kg dodecylsulfonátu sodného a 2 kg polyfosfátu sodného, směs se 5 minut míchá a napění při teplotě místnosti a tlaku 0,13 MPa, udržovaném přívodem stlačeného vzduchu a vzniklá, vysoce thixotropní suspenze jílu se v příslušném zařízení zpracuje na provazce o průměru 1 cm a převede se do sušicího zařízení. Po dosažení požadovaného zbytkového obsahu vody se napěněný jílový materiál převede do válcového drtiče, v němž se rozdrtí. Rozdrcené částice napěněného jílu se převedou do prosévaciho zařízení a frakce s velikostí částic v rozmezí 1,0 až 5,0 mm se vede do vypalovací pece a frakce s částicemi menšími než 1,0 mm se odvede zpět do výchozí směsi. Částice ve vypalovací peci se v předehřáté peci zahřejí na 750 až 1050 °C. Vypálený keramický produkt se bezprostředně z vypalovací pece převede do chladicího bubnu, v němž jsou chlazeny nepřímo

-2CZ 283694 B6 vzduchem a současně postřikovány vodou. Po několika málo minutách je možno takto zchlazený produkt již přivádět do balicího zařízení.

Materiály, získané svrchu uvedeným způsobem mají následující parametry:

hodnota pH: 7,3 až 7,5 schopnost přijímat vodu: 150 až 190 % hmotnostních vnitřní povrch: 100 až 200 m²/g průměr pórů: menší než 0,8 mm.

Po přepočítání obsahu jednotlivých složek na % hmotnostní má materiál následující přibližné složení:

složka % hmotnostní

jíl (Westerwald)	34,0
přísada (živec)	40,0
voda	25,0
ztekucovací přísada (polyfosfát sodný)	0,2
smáčedlo (dodecylsulfonát sodný)	0,4

Vynález byl popsán na základě výhodného provedení. Je však zřejmé, že by bylo možno užít ještě dalších kombinací znaků vynálezu, tak, jak jsou uvedeny v popisné části přihlášky a v nárocích, aniž by přitom došlo k odchylkám od smyslu vynálezu.

Claims (2)

1. Způsob výroby porézního keramického granulátu s velikostí pórů menší než 1 mm, při němž se smísí jíl, vápenec, křemenný písek, dolomit, živec, šamot, infusoriová hlinka a/nebo sepiolit, dále voda, ztekucovací přísada a smáčedla a směs se napění v dispergačním zařízení přiváděním vzduchu pod tlakem 0,1 až 1 MPa při teplotě místnosti až teplotě 95 °C, načež se napěněná směs dále zpracovává na jílová tvarová tělesa a tato jílová tvarová tělesa se suší při teplotě místnosti až teplotě 200 °C, pak se jílová tvarová tělesa vypalují při vnitřní teplotě produktu nad 600 °C a získaný materiál se užije jako adsorpční nebo absorpční prostředek, zejména jako podestýlka, vyznačující se tím, že obsahuje 25 až 45 % hmotnostních jílu, do 40 % hmotnostních vápence, křemenného písku, dolomitu, živce, šamotu, infusoriové hlinky a/nebo sepiolitu, 20 až 50 % hmotnostních vody, 0,1 až 1,0 % hmotnostní ztekucovací přísady a 0,1 až 1 % hmotnostní smáčedla a pak se jílová tvarová tělesa se zbylým obsahem vody 5 až 25 % hmotnostních uloží do předehřáté vypalovací pece, kde se při předem stanovené vnitřní teplotě produktu v rozmezí 750 až 1050 °C vypálí.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se pro vypalování produktu užije nepřímo zahřívaná válcová vypalovací pec.