CZ291441B6

CZ291441B6 - Způsob tvorby minerálních vláken

Info

Publication number: CZ291441B6
Application number: CZ20001859A
Authority: CZ
Inventors: Vermund Rust Christensen; Soren Lund Jensen; Jens Ranlov
Original assignee: Rockwool International A/S
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2003-03-12
Also published as: EP1036044B1; PL341004A1; AU1563799A; DE69802111T2; SK283402B6; US6698245B1; ES2163900T5; EP1036044B2; DE69802111T3; SK7962000A3; HU225799B1; WO1999028253A1; ES2163900T3; CA2312837C; HUP0100204A2; CA2312837A1; EP1036044A1; CZ20001859A3; HUP0100204A3; PL189752B1

Abstract

Zp sob tvorby miner ln ch vl ken zahrnuje roztaven miner ln ch pevn²ch l tek a t m vytvo°en taveniny, kter obsahuje nad 15 % hmotn. v pn ku, ho° ku a eleza, hmotnostn jako oxidy, a vytvo°en vl ken z taveniny, p°i em 80 a 98 % hmotn. miner ln ch pevn²ch l tek jsou n zkohalogenov miner ln materi ly, ka d z t chto l tek obsahuje pod 0,5 % hmotn. halogenu, a 2 a 20 % hmotn. miner ln ch pevn²ch l tek jsou vysocehalogenov miner ln odpady s obsahem nejm n 1 % hmotn. halogenu.\

Description

Oblast techniky

Tento vynález se týká způsobů výroby syntetických skleněných vláken, zkráceně MMV vláken, zejména výroby minerálních vláken.

MMV vlákna se vyrábějí z tavitelných tuhých minerálních látek, z jejichž taveniny se zvlákněním vyrobí vlákna, obvykle způsobem centroběžného tažení.

Dosavadní stav techniky

Minerální vlákna, k nimž počítáme vlákna z hornin a strusková vlákna, se obvykle vyrábí z lacinější suroviny částečně z odpadních materiálů, a to hospodárnějším procesem než při výrobě skleněných vláken. Protože mnohá skleněná vlákna jsou žádána pro své specifické vlastnosti, které ospravedlňují jejich cenu a obtížné zacházení s fluoridovými nebo jinými těžko zpracovatelnými surovinami, je ekonomicky výhodné převádět takové suroviny do taveniny. Náklady, spojené s řízením tekutých procesů, mohou být tak plně vyváženy zlepšenou pevností a dalšími fyzikálními vlastnostmi, dosaženými právě použitím skleněných vláken. Avšak obecně vlákna nepotřebují mít tak náročné fyzikální vlastnosti a svůj hlavní účel mají v dobrých izolačních vlastnostech, pakliže se vyrobí tak, aby měly dostatečně malý průměr vzhledem ke své délce, s minimální tvorbou granálií.

Je proto nejen možné, ale také žádoucí, využívat některé recyklované odpadní materiály jako část nákladky pro vytvoření minerální taveniny, ze které se minerální vlákna vyrobí. Tyto odpadní materiály zahrnují odpadní MMV vlákna i mnohé další odpadky, jako je např. létavý popílek.

Přes široce rozšířené používání odpadů při výrobě minerálních vláken v praxi používané odpadní látky nikdy neobsahují pro životní prostředí významné množství toxických materiálů. To proto, že z používání odpadů nevyplývá žádný postřehnutelný užitek oproti odpadům netoxickým, a kromě toho, používání toxických odpadů by nezbytně vyžadovalo modifikované postupy, jako je zajištění přísných opatření pro zacházení z kapalnými systémy. Velký počet odkazů v literatuře, týkající se výroby minerálních vláken a užívající odpady jako je létavý popílek, se vždy vztahuje na používání netoxického Iétavého popílku, který na rozdíl od speciálních forem létavého popílku může obsahovat významné množství toxického materiálu, např. nejméně 1 % hmotn. fluoridu. Podobně obsah halogenidů může být u některých přírodních minerálů různý. Tak např. některé druhy apatitů mají nízký obsah halogenidů, ale jiné jsou zase více toxické, protože mají vysoký obsah halogenidů a je třeba s nimi zacházet jako s toxickými látkami. Podrobný popis procesu, používajícího průmyslové odpady, je uváděn v patentu US 5 364 447. V něm se popisuje komplex metod zacházení s odpady a tvorba vláken z taveniny, která je vyrobena v jedné části výrobního procesu. Není tam detailní popis, jaká nakládka by měla být použita pro přípravu taveniny, ale zdá se, že nakládka se zcela vytváří z nebezpečných odpadních materiálů.

Podobně jiný komplexní proces pro zacházení s nebezpečnými materiály je popisován v patentu US 5 134 944, ale opět se v něm nedoceňuje možnost získat významný užitek tím, že při výrobě vláken se užije malé množství určitého druhu odpadů.

Podle tohoto patentu se při výrobě skleněných vláken použilo uvážené a sledované množství fluoridových surovin, aby se podpořily vlastnosti požadované pro určitá použití skleněných vláken. Odpady proměnlivého složení ale obecně z důvodu variabilnosti dopadu na vlastnosti skleněných vláken použity nebyly, zatímco pro minerální vlákna odpady použity byly. Bylo shledáno, že fluoridové a jiné toxické odpady k výrobě vláken nejsou vhodné, protože neexistují

-1 CZ 291441 B6 žádná ospravedlnění pro provedení nezbytných úprav výrobních postupů, např. při zacházení s kapalnými systémy.

Podstata vynálezu

Původci si uvědomili, že efektivita výroby minerálních vláken, zvláště s ohledem na množství granálií, které vytváří, se zlepší použitím odpadu s vysokým obsahem halogenů a na rozdíl od konvenčního přístupu je výhodnější vyrábět minerální vlákna z nakládky, obsahující minerální odpad s vysokým obsahem halogenů.

Dle tohoto vynálezu se minerální vlákna vyrábějí způsobem, při němž se vytvoří dostatek minerální taveniny z roztavených minerálů a z taveniny se vytvoří vlákna. U tohoto procesu tvoří 80 až 98 % hmotn. nízkohalogenové minerální materiály, s méně než 0,5 % hmotn. halogenu, a 2 až 20 % hmotn. tvoří minerální materiály, tvořené vysocehalogenovým minerálním odpadem, obsahujícím nejméně 1 % hmotn. halogenu.

Termín „minerální vlákna“ („rock fibres“) zde používáme k odlišení výrobků od skleněných vláken. V následující diskuzi o složení směsí, jsou veškerá množství vztahována na hmotnosti oxidu.

Skleněná vlákna mají tradičně relativně nízký celkový obsah kovů alkalických zemin a železa, vápníku, hořčíku a železa, obecně pod 12 % hmotn. ovšem minerální vlákna, dle vynálezu, obsahují více než 15 % a obvykle více než 20 % hmotn. vápníku, hořčíku a železa, celkem všech tří oxidů. V podstatě jsou skleněná vlákna obecně prostá železa, ale minerální vlákna, zhotovená dle vynálezu, obecně obsahují nejméně 1 % hmotn. a často nejméně 3 % hmotn. a mnohdy 5 % hmotn. až 12 % hmotn. nebo ještě více železa, stanoveného jako FeO.

Tradičně skleněná vlákna obsahují velké množství alkalických kovů, oxid sodný a oxid draselný, obvykle nad 12 % hmotn., ale minerální vlákna, zhotovená dle vynálezu, obsahují s výhodou pod 10 % hmotn. alkalického kovu.

Minerální vlákna obecně obsahují oxid křemičitý v množství 30 až 70 % hmotn. a též různé další oxidy, včetně oxidu hlinitého.

Vynález má význam především pro výrobu vláken, která jsou rozpustná ve fyziologickém roztoku. Některá taková vlákna obsahují relativně nízké množství hliníku, např. ne více než 4 % hmotn., volitelně současně s 1 až 5 % hmotn. fosforu a s 1 až 5 % hmotn. bóru, vše stanoveno jako % hmotn. oxidů. Tato vlákna s nízkým obsahem hliníku jsou popsána např. v EP-A-459 897, WO 92/09 536, WO 93/22 251 a WO 96/00 196. Na každou z těchto publikací je proveden odkaz.

Vynález má význam především tehdy, je-li aplikován na výrobu vláken s vyšším obsahem hliníku, např. nejméně 15 % hmotn. obvykle nejméně 17 % hmotn., nejobvykleji nejméně 18 % hmotn. AI2O3, tj. až 30,35 nebo 40 % hmotn. AI2O3.

Vynález je zvláště vhodný pro zhotovení vláken o vysokém obsahu hliníku, protože mnohé odpady, obsahující více než 30 nebo 40 % hmotn. hliníku jako AI₂O₃, mají také významné množství fluoridu nebo jiných halogenidů. Vhodná vlákna s vysokým obsahem hliníku, biologicky rozpustná, která mohou být s výhodou vyrobena podle předloženého vynálezu, jsou popsána ve WO 96/14 454 a ve WO 96/14 274. Jiná jsou popsána ve WO 97/29 057, DE-U-2 970 027 a ve WO 97/30 002. Na každou z těchto publikací má být proveden odkaz. Vlákna a tavenina, ze které byla vlákna vytvořena, mají obecně analytické hodnoty stanovené jako % hmotn. oxidů v různých mezích, definovaných následujícími normálními, preferovanými, spodními a horními limity:

-2CZ 291441 B6

SiO₂ nejméně 30, 32, 35 nebo 37, ne více než 51, 48, 45 nebo 43,

A1₂O3 nejméně 14, 15, 16 nebo 18, ne více než 35, 30, 26 nebo 23,

CaO nejméně 8 nebo 10, ne více než 30, 25 nebo 20,

MgO nejméně 2 nebo 5, ne více než 25, 20 nebo 15,

FeO, včetně Fe₂O₃, nejméně 2 nebo 5, ne více než 15, 12 nebo 10,

FeO + MgO nejméně 10, 12, 15 ne více než 30, 25, 20, Na₂O + K₂O nula nebo nejméně 1, ne více než 10,

CaO + Na₂O + K₂O nejméně 10, 15 ne více než 30, 25,

TiO₂ nula nebo nejméně 1, ne více než 6,4, 2,

TiO₂ + FeO nejméně 4, 6, ne více než 18, 12, B₂O₃ nula nebo nejméně 1, ne více než 5, 3, P₂O₅ nula nebo nejméně 1, ne více než 8, 5, Ostatní nula nebo nejméně 1, ne více než 8, 5.

Vlákna mají s výhodou teplotu slinutí nad 800 °C, výhodněji nad 1000 °C.

Tavenina má s výhodou viskozitu při vláknotvomé teplotě 0,5 až 10 Pa.s, výhodněji 1 až 7 Pa.s při 1400 °C.

Vlákna mají s výhodou odpovídající rozpustnost v plicních tekutinách, jak dokládají testy in vivo nebo in vitro, typicky prováděné ve fyziologickém roztoku, pufrovaném asi na pH 4,5. Vhodné rozpustnosti jsou popisovány ve WO 96/14 454. Rychlost rozpouštění je obvykle v tomto roztoku nejméně 10 nebo 20 nm za den.

Nejméně 4/5 celkové minerální nakládky je podle vynálezu materiál o nízkém obsahu halogenu atak všechny materiály, odpady nebo přírodní, mohou být tradičně používány pro přípravu minerální taveniny. Menší část celkové nakládky tvoří odpad s vysokým obsahem halogenu a jeho použití má tu výhodu, že tento odpadový materiál má nejen využití, neboť pro jeho používání v průmyslů jsou v současné době velmi přísné limity, ale že má také prospěšný vliv na vlastnosti taveniny.

Množství halogenu v nízkohalogenových materiálech je vždy menší než 0,5 % hmotn. a je obecně menší než 0,2 % hmotn. např. v mezích 0,01 až 0,1 % hmotn.

Množství halogenu ve vysocehalogenových složkách je vždy nejméně 1 % hmotn. a obecně nejméně 3 % hmotn. často nejméně 5 nebo 10 % hmotn., a může být až 25 % hmotn. nebo více hmotnostně. V celkové minerální hmotě jsou vždy nejméně 2 % hmotn. a obvykle nejméně 5 % hmotn. vysocehalogenového materiálu. Jeho obsah nemá být větší než asi 20 % hmotn., jelikož při vyšších hodnotách může být obtížné dosáhnout jak požadované chemické složení vláken, tak i dobrý průběh zvlákňování. Obecně nejméně 50 % hmotn., často 80 % hmotn., nebo dokonce 95 % hmotn. halogenu tvoří fluor.

Vysoce halogenové minerální odpady, které v rámci vynálezu mohou být použity, zahrnují vysocehalogenový létavý popílek, popílek z odsiřovacích zařízení, použité grafitové obložení z Al-výroby a pánvové a konvertorové strusky. Jiné vhodné odpady s vysokým obsahem hliníku i halogenu zahrnují hliníkovou strusku, jako např. odpady ze sekundární výroby hliníku. Takové materiály jsou všeobecně popisovány jako „hliníkový odpad“ („aluminium dross“), nebo „odpad oxidu hlinitého“ („aluminium oxide dross“). Nejžádanější materiály jsou takové, které obsahují 0,5 až 10% hmotn., výhodně 2 až 6% hmotn., výhodněji pod 5% hmotn. kovového hliníku, a 50 až 90 % hmotn., výhodně pod 85 % hmotn., výhodněji 60 až 72 % hmotn. oxidu hlinitého A1₂O₃. Preferované odpady jsou takové, které se získávají při odlévání hliníku. Mnohé z těchto materiálů jsou obecně popisovány jako hliníkový odpad. Proces odlévání hliníku poskytuje též specifický odpad bohatý na hliník, v průmyslu nazývaný jako „hliníkový odpad“ („alu dross“). Ten obsahuje významné množství kovového hliníku a proto je zpracováván kjeho zpětnému

-3 CZ 291441 B6 získávání. Hliníkový odpad se obecně drtí, mele a prosévá. Vyrábí se z něj hliník pro zpětný prodej a také frakce, bohatá na hliník, která se pak zpracovává v pecích k novému využití. Vedlejším výrobkem je produkt, bohatý na oxid hlinitý popisovaný jako „drcený hliníkový odpad“ („crushed alu dross“). Tento prášek, bohatý na oxid hlinitý, vznikající při zpracování 5 hliníkového odpadu, drceného hliníkového odpadu, může obsahovat určité množství materiálu s obsahem halogenů, např. 1 až 10 % hmotn. a může být využit dle tohoto vynálezu jako vysocehalogenový odpad. Frakce s vysokým obsahem hliníku se přetavuje v peci, volitelně spolu s ostatním hliníkovým odpadním materiálem. Touto pecí může být pec rotační nebo vypalovací.

ío Hliníkový odpad se může zahřívat plazmovým topením nebo může být použita také pec konvenční. Pro snížení povrchového napětí hliníku a omezení oxidace se obvykle do pece přidá také sůl. Tímto procesem se vyrábí hliníková frakce pro zpětný prodej, dále něco hliníkového odpadu a solná struska. Ze solné strusky se může mokrým chemickým procesem, praním vodou a vysokotepelným zpracováním, vyrábět solná frakce, která se recykluje do pece k výrobě dalšího 15 prášku oxidu hlinitého. Tento sekundární prášek, bohatý na oxid hlinitý, je popisován jako „zpracovaná hliníková solná struska“ („treated aluminium salt slag“). Tento produkt může obsahovat halogeny v množství, např. 0 nebo 0,5 % hmotn. až 3 nebo 5 % hmotn., a dle vynálezu se může použít jako vysocehalogenový materiál, je-li množství halogenů nejméně 1 % hmotn. Vysocehalogenovým odpadem mohou být přírodní minerály s vysokým obsahem halogenu, 20 tj. třída apatitu, obsahující více než 2 % hmotn. nebo 5 % hmotn. fluoridu nebo jiného halogenidu. Vysocehalogenový létavý popílek a jiné odpady se liší od konvenčního létavého popílku a jiných odpadů, v literatuře navrhovaných, tím, že vysocehalogenové odpady obsahují nejméně 1 % hmotn. a obvykle více halogenu, obecně fluor samotný nebo fluor s chlorem.

Jejich použití je zvláště prospěšné, neboť jsou široce dostupné a je pro ně jen málo využití. Celkové množství halogenu v tavenině bývá typicky v rozmezí 0,2 nebo 0,3 % hmotn. až 5 % hmotn. výhodně je jeho množství nad 0,5 % hmotn., nejvýhodněji nad 1 % hmotn. nebo nad 2 % hmotn. Halogenid je přítomen v kombinované formě jako halogenid kovu. Množství chloru v tavenině je obvykle relativně nízké, vzhledem jeho nízké rozpustnosti v tavenině a pohybuje se typicky v rozmezí 0,01 až 0,5 % hmotn. Množství fluoru v tavenině může být vyšší a je typicky v rozmezí 0,05 až 5% hmotn. Nejlepších výsledků bylo dosaženo, když tavenina obsahovala 0,3 % hmotn. až 2 % hmotn., často nad 0,5 nebo 1 % hmotn. fluoru. Uvažuje-li se o těchto množstvích, je třeba si uvědomit, že množství fluoru nebo jiného halogenu bylo před tímto vynálezem v nakládce nulové, nebo blížící se nule, a bylo vždy významně nižší, než jaká se nyní záměrně přidávají. A především, tvorba taveniny s obsahem větším než 0,2 % hmotn. fluoru by byla, před tímto vynálezem, pro výrobu minerálních vláken nepřijatelná a zbytečná.

Výhoda přítomnosti fluoru nebo chloru v množstvích, shora navrhovaných je v tom, že snižuje viskozitu taveniny v relativně velkém teplotním rozsahu. Jelikož viskozita taveniny je velmi 40 důležitým parametrem pro řízení tvorby vlákna, schopnost snižovat ji tímto způsobem, a zejména snižovat ji ve značném teplotním rozsahu, významně umožňuje zlepšit řízení vláknotvomého procesu. Toto řízení je obzvláště důležité v případě, když odpady mají nízký obsah halogenových minerálů, jelikož tyto odpady mohou mít velice proměnlivé složení.

Přítomnost fluoru nebo jiného halogenu také prospěšně ovlivňuje teplotu tavení. To může usnadňovat proces tvorby vlákna nebo snižovat potřebnou teplotu tavení. Tím se šetří tepelná energie.

Jinou důležitou výhodou přítomnosti fluoru nebo jiného halogenu je to, že se snižuje povrchové napětí, např. až o 10 %, a to má opět významný dopad na vláknotvomý proces jak z hlediska 50 iniciace, tak i z hlediska tenčení vláken. Následkem toho se může snižovat množství granálií, tj. obsah hrubých částic, nad průměr 63 pm.

Další výhodou přítomnosti fluoru nebo chloru či jiného halogenu v tavenině je zlepšení rozpustnosti MMV vláken ve fyziologickém roztoku, např. při zkouškách rozpustnosti, prováděných in 55 vitro v simulované plicní tekutině. Tak zvyšováním množství fluoru a/nebo chloru přídavkem

-4CZ 291441 B6 vysocehalogenového minerálního odpadu při ponechání ostatních složek v tavenině v podstatě beze změny se fyziologická rozpustnost zvětšuje. Například měření rozpustnosti způsobem, popisovaným S. Mattsonem vAnn. Occup. Hyg., vol 38, p. 857-877, 1994, ukázala regresní analýza dat v % hmotn., že F₂ má vliv na rychlost rozpouštění srovnatelnou s CaO a BaO, tedy na vzrůstající rychlost rozpouštění.

Jestliže jsou podmínky tavení takové, že se vyvíjejí odpadní plyny s nepřijatelným množstvím halogenu, vypírají se před vypuštěním do atmosféry materiálem, který reakcí s odpadními plyny vytvoří pevný halogenid. Vhodným materiálem pro vypírání je mokré nebo suché vápno, obvykle nehašené vápno. Jiným materiálem je hydrogenuhličitan sodný. Pevný halogenid se může odvézt na skládku nebo použít k jinému účelu, ale výhodně se přidává do nakládky jako její minerální součást, obvykle jako část vysocehalogenového minerálního odpadu. Halogenidy ve výrobním odpadu se tak s výhodou recyklují zpět jako minerální součást nakládky.

Tavení minerálních pevných částic se může provádět společným roztavením nízkohalogenových materiálů s vysocehalogenovým minerálním odpadem v peci. Obecně se před naložením do pece tyto materiály přemíchávají. Alternativně se vysocehalogenový minerální odpad taví v peci za vzniku vysocehalogenové taveniny. Nízkohalogenový minerální materiál je roztaven ve zvláštní peci, za vzniku nízkohalogenové taveniny, je-li to však požadováno, část nízkohalogenového minerálního materiálu může být přimícháno do pece s vysocehalogenovým materiálem, a výsledné vysocehalogenové a nízkohalogenové taveniny se smíchají za vzniku směsné taveniny. Vlákna se pak vyrobí z této směsné taveniny.

Pro tvorbu MMV tavenin je možno použít jakékoli obvyklé pece. Například pec šachtová, ve které se zahřívá vrstva granulovaného minerálního materiálu a tavenina odtéká na dno vrstvy do jímky a odtud do vláknotvomého procesu. V některých případech však tavenina odtéká ze dna vrstvy do jiné komory, kde se shromažďuje v jímce a z ní pak odtéká do vláknotvomého procesu. Přednost se dává šachtové peci typu kopule.

Místo šachtových pecí se mohou použít pece vanové, vyhřívané plynem nebo topným olejem, dále vanové pece s molybdenovými nebo grafitovými elektrodami a pece, vyhřívané elektrickým obloukem. S výhodou se vysocehalogenové odpady taví v elektrické nebo plazmové peci, kde se tvoří minimum odpadních plynů. Nízkohalogenový odpad se může tavit v konvenční peci, jako jsou kopulové nebo jiné šachtové pece. Takový proces je popsán ve spisech WO 99/28 247 a WO 99/28 248.

Aby se minimalizovala těkavost halogenu, může být do taveniny s výhodou přidáván vysocehalogenový minerální odpad, a to buď přímo do taveniny a nebo bezprostředně nad taveninu. Tak např. práškový vysocehalogenový minerální odpad může být dávkován do taveniny ve vanové peci nebo do jímky v šachtové peci šnekovým podavačem, nebo vháněním práškového odpadu, smíšeného se vzduchem, přívodní trubkou. Prášek se pak roztaví na taveninu s minimálním únikem halogenu.

V jiných procesech, používajících šachtovou pec, se spalovací vzduch vhání do pece dmýšní trubicí u jejího dna. Spalovací vzduch je smíšený s práškovým vysocehalogenovým minerálním odpadem. Uváděním odpadu tímto způsobem se minimalizuje únik halogenu spolu s odpadními plyny. Aby bylo možno vhánět podstatné množství vysocehalogenového odpadu dmýšní trubicí bez nežádoucího ochlazovacího efektu, je zapotřebí zahřívat odpad ve směsi se spalovacím vzduchem nad 700 °C, např. tak, jak je popisováno ve spisech WO 99/28 247 a WO 99/28 248.

Je-li vysocehalogenový odpad přidáván jako prášek, velikost jeho částic bývá obvykle pod 3 mm, např. v rozmezí 0,1 až 2 mm.

Není-li vysocehalogenový odpad přidáván jako prášek, může být naložen do pece k tavení v obvyklé granulované formě, přičemž rovněž tak může být přidán zbytek celkové nakládky. Tak

-5CZ 291441 B6 např., jsou-li granule taveny ve vanové peci, jejich velikost může být nad 50 mm. Granulovaný materiál se může také nakládat ve formě briket. Brikety mohou být utvořeny ze směsi vysoce a nízkohalogenových materiálů.

Nízkohalogenové materiály mohou být přírodní nebo recyklované, obvykle používané pro vý robu minerálních vláken. Vysocehalogenové materiály mohou být jakékoli materiály s požadovaným vysokým obsahem fluoridu nebo jiného halogenu, jak bylo výše uvedeno.

Protože odpadové materiály mohou mít proměnlivé složení, je žádoucí sledovat vlastnosti taveniío ny nebo vláken a měnit výrobní podmínky podle potřeby, aby se dosáhlo jednotné produkce.

Nejlépe tak, jak je popsáno ve spisech WO 99/28 247 a WO 99/28 248.

Vlákna MMV mohou být vyrobena zvláknotvomé minerální taveniny obvyklým způsobem.

Obecně se vyrábějí centroběžným vláknotvomým postupem, při němž je tavenina vrhána na 15 preferovanou stěnu otáčející se nádobky nebo je odmršťována rotujícím diskem a tvorba vláken je podporována proudem plynu, procházejícím taveninou.

Vlákna se také mohou tvořit naléváním taveniny na první rotor v kaskádě rozvlákňovacích kotoučů. S výhodou se tavenina nalévá na první ze sady dvou, tří nebo čtyř rotorů, přičemž každý 20 žních rotuje kolem v podstatě horizontální osy. Tavenina na prvním rotoru je primárně odstřikována na druhý, nižší, rotor, přičemž část taveniny může opouštět první rotor už ve formě vláken. Tavenina na druhém rotoru jej opouští už ve formě vláken, přitom část taveniny může být odstřikována na třetí, nižší, rotor, atd..

Následují příklady. Každý žních popisuje nakládku pro pec skopulí a uvádí analýzu následné taveniny určené ke zvláknění, např. za použití kaskády rozvlákňujících kotoučů.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Diabas 40 % hmotn.

Brikety % hmotn., obsahující v % hmotn.:

cement 9 % konvertorová struska 14% hliníkový odpad, zpracovaná hliníková solná struska 13 % odpad z výroby minerální vlny 41 % štěpený diabas 23 %

Výsledné chemické složení v % hmotn.:

SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K₂O F₂

43,1 17,3 1,8 7,8 15,5 9,8 2,2 1,0 0,35

Příklad 2

Diabas Brikety

40 % hmotn., 60 % hmotn., obsahující v % hmotn.:

cement pánvová struska

9%

23%

-6CZ 291441 B6 hliníkový odpad (zpracovaná hliníková solná struska) odpad z výroby minerální vlny štěpený diabas

14%

45%

9%

Výsledné chemické složení v % hmotn.:

SiO,

38,0

AbOj

22.S

TiO,

1,5

FeO

6,8

CaO

18,5

MgO

7,7

Na,O

1,7

K,0

1,0

Fa

0,45

Příklad 3

Diabas

Kusové vápno

Pánvová struska % hmotn., % hmotn. a % hmotn..

Výsledné chemické složení v % hmotn.:

SiO₂	AI2O3	TiO,	FeO	CaO	MgO	Na₂O	K₂O	f₂
39,7'	19,9	1,9	8,0	17,8	8,1	2,2	0,9	0,5

Příklad 4
Diabas	50 % hmotn.,
Opotřebované vyložení sklářské pánve	10 % hmotn. a
Brikety	40 % hmotn..
Složení briket v % hmotn.:
portlandský cement	15%
odpad z výroby minerální vlny	40%
kalcinovaný čínský bauxit	24%
konvertorová struska	21 %
Vyložení sklářské pánve i struska obsahují fluor.
Chemické složení taveniny v % hmotn.:
SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO CaO MgO	Na₂O K₂O	f₂ Cl₂
38,5 23,1 1,9 7,4 15,9 7,8	4,0 0,8	0,6 0,0

Viskozita taveniny nebyla vyšší než 2,5 Pa.s při 1400 °C.

Příklad 5

Diabas

Opotřebované vyložení sklářské pánve

Brikety % hmotn., 10 % hmotn. a 40 % hmotn..

Složení briket v % hmotn.:

portlandský cement odpad z výroby minerální vlny

15%

40%

-7 CZ 291441 B6 hliníkový odpad zpracovaná hliníková struska 24 % konvertorová struska 21 %

Chemické složení taveniny v % hmotn.:

SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K.O F,

39,4 20,3 1,6 7,7 16,5 8,7 4,2 0,9 0,7

Cl₂

0,0

Viskozita taveniny nebyla vyšší než 2,1 Pa.s při 1400 °C.

Příklad 6

Diabas

Brikety

Složení briket v % hmotn.:

% hmotn., % hmotn..

melasa 8 % pálené vápno 3 % odpad z minerální vlny 28 % hliníkový odpad (zpracovaná hliníková solná struska) 24 % konvertorová struska 3 %

MSW, tedy „Municipal Solid Watste“, městský pevný odpad, létavý popílek 34 %

Odpad, struska a létavý popílek obsahují halogeny.

Chemické složení taveniny v % hmotn.:

SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO

40,5 20,4' 1,86,4

CaO MgO Na₂O K₂O

17,6 8,5 2,31,6

F₂Cl

0,3 0,5 (v tavenině)

2,5 % (při procesu)

Viskozita taveniny nabyla vyšší než 2,4 Pa.s při 1400 °C.

Příklad 7

Brikety 100 % hmotn., obsahující v % hmotn.:

cement	11,9%
apatit obsahující fluor	13,4%
olivínový písek	17,2%
drcený vápenec	26,2 %
křemenný písek	31,3 %

Výsledné chemické složení v % hmotn.:

SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K₂O

46,5 1,6 0,2 1,2 32,8 10,3 0,2 0,4

P2O5 F₂

6,2 0,45

-8CZ 291441 B6

Příklad 8

Brikety

100 % hmotn., obsahující v % hmotn.:

cement apatit s obsahem fluoru olivínový písek struska z výroby ocele s obsahem Cr a F₂křemenný písek

Výsledné chemické složení v % hmotn.:

Claims

1. Způsob tvorby minerálních vláken, vyznačující se tím, že zahrnuje roztavení minerálních pevných látek a tím vytvoření taveniny, která obsahuje nad 15 % hmotn. vápníku, hořčíku a železa, hmotnostně ve formě oxidů, a vytvoření vláken z taveniny, přičemž 80 až 98 % hmotn. minerálních pevných látek jsou nízkohalogenové minerální materiály, kde každá z těchto látek obsahuje pod 0,5 % hmotn. halogenu, a 2 až 20 % hmotn. minerálních pevných látek jsou vysocehalogenové minerální odpady s obsahem nejméně 1 % hmotn. halogenu.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tavení vysocehalogenového minerálního odpadu je doprovázeno tvorbou odpadních plynů s obsahem halogenů, tyto plyny jsou před vypuštěním do atmosféry vyčištěny materiálem, vytvářejícím pevné halogenidy a výsledný pevný halogenid se přidává k minerálním látkám jako součást vysoce halogenového odpadu.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vy z n ač u j í c í se t í m, že nízkohalogenové minerální materiály a vysocehalogenový minerální odpad jsou společně roztaveny v peci.

4. Způsob podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vy z n a č uj í c í se t i m , že tavenina se vytvoří z nízkohalogenového minerálního materiálu a vysocehalogenový minerální materiál se přidává jako prášek do taveniny nebo bezprostředně nad taveninu.

5. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vysocehalogenový minerální odpad se roztaví v elektrické nebo plazmové peci za vytvoření vysocehalogenové taveniny a nízkohalogenový minerální materiál se roztaví ve zvláštní peci za vytvoření nízkohalogenové taveniny a tyto vysoce a nízkohalogenové taveniny se smíchají na směsnou taveninu, ze které se pak vytvoří vlákna.

6. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se t í m , že tavenina obsahuje 0,2 až 5 % hmotn. halogenu.

7. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že tavenina obsahuje 0,3 až 2 % hmotn. fluoru.

-9CZ 291441 B6

8. Způsob podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že tavenina obsahuje nejméně 15 % hmotn. hliníku.

5 9. Způsob podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že tavenina obsahuje méně než 10 % hmotn. oxidů alkalického kovu.