CZ287345B6 - Process of treating and environmentally tolerable exploitation of asbestos-cement products - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zpracování a ekologicky snesitelného zužitkování azbestocementových výrobků za využití termického procesu k přeměně azbestového komponentu.

Dosavadní stav techniky

Azbest je nebezpečná látka, která je obsažena v mnoha nejrůznějších výrobcích. Zacházení s těmito látkami je téměř zcela zakázáno, s výjimkou demoličních, asanačních a údržbářských prací, získané odpady jsou v současné době skladovány nevyhovujícím způsobem na skládkách.

V následujících desetiletích připadne na základě jmenovaných prací a končící doby životnosti, jenom v Německu na azbestocementové odpady asi 30 miliónů tun, které by skončily na skládkách. Zneškodňování azbestocementových trubek tvoří v současné době nevyřešený problém, neboť tyto trubky musí být před uložením na skládku rozbity nebo jejich dutiny vyplněny.

Vedle skladování azbestocementových odpadů je známé jejich zneškodňování pomocí chemického a termického zpracování. V patentovém spisu DE 3 728 787 je popsán známý způsob k odstranění azbestových zbytků, které jsou v rotační peci přibližně při 800 °C za přidání reakčních prostředků, například kyseliny fosforečné, přeměňovány na cement nebo forsterit.

V patentovém spisu DE4 023 881 je popsán známý způsob výroby vyluhování odolných skel obsahujících těžké kovy za přidání sklotvomých látek. V jedné známé variantě jsou k termicky zpracovávanému odpadu spalovny přidávány sklotvomé látky, které umožňují nastavení obsahu vápníku, křemíku a/nebo hliníku v definovaném rozsahu. Obsah křemíku může být nastaven ve formě písku, srážené kyseliny křemičité a mezi jinými také azbestem. Azbest je při teplotách až do 1450 °C absorbován do vnitřní struktury skla a tím se stává součástí molekulové struktury. Vláknitá struktura azbestových odpadů je tím odstraněna. Takto získaná skla mohou být například použita jako náhražka štěrku ve stavebních hmotách.

V patentovém spisu DE4 301 977 jsou popsány známé termické způsoby, které se vztahují na vnášení odpadu, obsahujícího azbest, do tavícího pásma metalurgické šachtové pece. Drcený azbestový odpad se smíchá s prachem kamenného uhlí, uhličitanem sodným, fluoridem vápenatým a ve vodě rozpustným pojivém a poté se opět drtí. Rozdrcená směs je redukčně tavena ve světelném oblouku při 1400 °C.

V patentovém spisu DE 4 004 201 je popsán známý způsob, při němž z taviči pece následuje oddělený odvod minerálního a kovového dílu tavené látky. Minerální struska může být zpracována na surovinu zužitkovatelnou ve výrobě stavebních hmot. Kovová tavená látka slouží jako výchozí látka nebo jako přísada pro způsob hutnického zpracování kovů. V patentovém spisu DE 4 035 358 je popsán známý způsob termického zpracování azbestových odpadů v rotační trubkové peci, v níž cirkulují odpady, které jsou zpracovávány při teplotách přibližně 1100 °C po dobu 30 až 70 minut. Při tom dochází k modifikaci vláknitého azbestového materiálu převážně na forsterit. V patentovém spisu DE 4 227 024 je popsáno známé uzavření odpadních látek, obsahujících azbest, do prachotěsných nádob s následným podáváním do taviči pece.

V patentovém spisu DE3 931 686 je popsán známý způsob, při němž následuje tavení vláknitých azbestových materiálů za přítomnosti tavící přísady při teplotách pod 1100 °C a převedení do neškodných kysličníků kovů. V patentovém spisu DE 3 914 553 je popsáno známé spékání vláknitých struktur chryzotilu a krokydolitu za současného mechanického vlivu.

-1 CZ 287345 B6

V patentovém spisu EP 568 068 je popsáno známé vázání průmyslových azbestových odpadů do pelet společně se sklem, solemi alkalických kovů nebo jinými chloridy alkalických kovů a železa nebo soli železa a zahřívání na 800 °C až 1200 °C. V patentovém spisu EP 265 051 je popsáno známé tavení azbestu v indukční peci při nejméně 1250 °C, výhodně mezi 1400 °C až 1500 °C, s následujícím opětným použitím vytvořeného silikátového výrobku v keramickém nebo skelném průmyslu.

Nevýhoda známých chemických způsobů zpracování azbestocementových odpadů spočívá v tom, že rozsáhlé nasazení tohoto způsobu podmiňuje velký výskyt transportů nebezpečného zboží skrz transport kyseliny fluorovodíkové, která by při nehodách mohla způsobit velké škody na životním prostředí a osobách. Kromě toho je kyselina fluorovodíková drahou chemikálií, takže by byly tyto způsoby velmi drahé.

Nevýhodou jmenovaných termických způsobů je ta okolnost, že při zpracování azbestocementových výrobků s maximálním 15% hmotn. podílem azbestu musí být 85 až 90% hmotn. hydratované cementové matrice zahříváno až do rozložení azbestových minerálů, popřípadě tvorby taveniny při zeskelnění, aniž by k tomu pro cementový komponent existovala příčina. Nutná spotřeba energie, vztažená na nízký podíl azbestu, je tak nepřiměřeně vysoká.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob zpracování a ekologicky snesitelného zužitkování azbestocementových výrobků za využití termického procesu k přeměně azbestového komponentu, jehož podstata spočívá v tom, že azbestocementové výrobky se nejdříve v okruhu nečistého provozu nahrubo rozdrtí a poté se rozemelou na azbestocementovou moučku. Podíl azbestocementové moučky závislé na použitém palivu se v množství 2 až 5 % hmotn., vztaženo na množství surovinové cementové moučky, přivádí přímo do oblasti plamene hořáku rotační pece výrobní linky cementových slínků, přičemž oblast hořáku v rotační peci má teplotu kolem 1800 °C. Azbestocementová moučka se při teplotách kolem 1800 °C v oblasti plamene hořáku rotační pece přivádí termicky modifikovaná, která se následně stává součástí cementového slínku.

Podle výhodného provedení je podíl přiváděné azbestocementové moučky maximálně 3 % hmotn., vztaženo na množství surovinové cementové moučky, při použití pevných paliv obsahujících popel.

Výhoda navrženého způsobu spočívá v tom, že způsob podle vynálezu a vzniklé azbestocementové výrobky jsou technicky nepříliš nákladné a ekologicky snesitelně zužitkovatelné. Další výhodou je to, že takto vzniklý výrobek představuje vysoce hodnotnou stavební látku, která nevyvolává žádné škodlivé vlivy na životní prostředí.

Příklady provedení vynálezu

Při způsobu zpracování a ekologicky snesitelného zužitkování azbestocementových výrobků za využití termického procesu k přeměně azbestového komponentu se azbestocementové výrobky nejdříve v okruhu nečistého provozu při podtlaku nahrubo rozdrtí a poté se rozemelou na azbestocementovou moučku. Podíl azbestocementové moučky závislý na použitém palivu se v množství 2 až 5 % hmotn., vztaženo na množství surovinové cementové moučky, přivádí přímo do oblasti plamene hořáku rotační pece výrobní linky cementových slínků. Oblast plamene hořáku v rotační peci má teplotu kolem 1800 °C. Azbestocementová moučka se při teplotách kolem 1800 °C v oblasti plamene hořáku rotační pece přivádí termicky modifikovaná a

-2CZ 287345 B6 následně se stává součástí cementového slínku. Při teplotách kolem 1800 °C v oblasti plamene hořáku tedy probíhá termická přeměna azbestového komponentu a modifikovaná zbytková látka se pohltí v rotační peci do vypalovací směsi a stane se součástí cementového slínku.

Při použití pevných paliv obsahujících popel je podíl přiváděné azbestocementové moučky maximálně 3 % hmotn., vztaženo na množství surovinové cementové moučky.

Při použití olejového, popřípadě plynového topeniště je horní mez přiváděné azbestocementové moučky stanovena na 5 % hmotn.

Následkem vysokých teplot kolem 1800 °C v oblasti plamene hořáku jsou tedy azbestové podíly přeměněny a termicky modifikovaná zbytková látka je při asimilaci v peci pohlcena vpalovanou směsí, čímž se stane součástí cementového slínku.

Při tomto způsobu je výhodné téměř identické chemické složení vypalované směsi a v oblasti plamene hořáku termicky zpracované cementové matice azbestocementové moučky.

Při průchodu oblastí plamene hořáku dochází v azbestovém podílu vlivem uvolnění krystalové vody ke zničení mřížkové struktury a zároveň k novému tvoření bezvodných křemičitanů hořečnatých. V morfologii vláken azbestového komponentu dochází k úplné přeměně. K výrobě portlandských cementů, které odpovídají normě, vyžaduje potřebné ohraničení MgO k zabránění hořečnatého rozpínání cementu cílené zahrnutí azbestocementového komponentu do výpočtu předepsaného složení surovinové moučky jako vsazovaného materiálu, popřípadě slínku, jako konečného výrobku při výrobě cementových slínků.

Při průchodu plamenem hořáku mohou být obsažené organické součásti azbestocementů kvalitativně spáleny a tím bez škody odstraněny.

Příklad:

Azbestocementové výrobky jsou v okruhu nečistého provozu při podtlaku drceny a následně rozemlety ve mlýnu. Takto vyrobená azbestocementová moučka je podávána do oblasti plamene rotační pece výrobního procesu portlandských cementových slínků.

K výrobě portlandských cementových slínků musí být v cementárně k zajištění požadované kvality slínků dodržovány konstantní parametry spékané surovinové moučky.

Vápenný standart I -98,0

Křemičitanový modul -2,8

Hlinitanový modul -1,9.

K tomu potřebná směs surovin se skládá z vápence 87 % hmotn.

hlíny 5 % hmotn.

písku 8 % hmotn.

Přidání azbestocementové moučky ve výši 2 % hmotn., vztaženo na původní směs surovinové moučky, jako další komponenty surovinové moučky, způsobuje při dodržení parametrů surovinové moučky substituci 1 % hmotn. vápence a 1 % hmotn. písku.

Při průchodnosti zařízení 20001 slínků/den může být přidáno 70 t/den azbestocementové moučky.

-3CZ 287345 B6

Při normálním použití surovinové moučky je ve slínku rozhodující obsah MgO 1,8 až 2,0% hmotn. Při nasazení azbestocementové moučky s výše jmenovaným podílem stoupne obsah na 2,0 až 2,1 % hmotn. a leží tak jednoznačně pod mezní hodnotou příslušných cementových norem s MgO < 5 % hmotn.

Claims (2)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob zpracování a ekologicky snesitelného zužitkování azbestocementových výrobků za využití termického procesu k přeměně azbestového komponentu, vyznačující se tím, že azbestocementové výrobky se nejdříve v okruhu nečistého provozu nahrubo rozdrtí a poté se rozemelou na azbestocementovou moučku, přičemž podíl azbestocementové moučky závislý na použitém palivu se v množství 2 až 5 % hmotn., vztaženo na množství surovinové cementové moučky, přivádí přímo do oblasti plamene hořáku rotační pece výrobní linky cementových slínků, přičemž oblast plamene hořáku v rotační peci má teplotu kolem 1800 °C a azbestocementová moučka se při teplotách kolem 1800 °C v oblasti plamene hořáku rotační pece přivádí termicky modifikovaná a následně se stává součástí cementového slínku.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že podíl přiváděné azbestocementové moučky je maximálně 3 % hmotn., vztaženo na množství surovinové cementové moučky, při použití pevných paliv obsahujících popel.