CZ297479B6 - Zpusob výroby pálených materiálu, zejména páleného kaolinu - Google Patents

Abstract

Zpusob výroby pálených silikátových materiálu, zejména páleného kaolinu, jeho smesí, jílu a plnidelv granulované a mleté forme, které se vypalují v peci v keramických nosicích se provádí tak, ze se nejprve vytvarují keramické nosice z materiálu vybraného ze skupiny zahrnující drolenku nebo testo kaolinu, jíl, ostrivo, korundové ostrivo, plavený kaolin, plavený kaolin se zvýseným obsahem oxidu hlinitého, oxidu titanicitého nebo oxidu horecnatého, nebo smesi z techto materiálu, pak se vysusí a následne se vypalují soucasne se silikátovým materiálem v peci, nacez po výpalu a vyjmutí vypáleného silikátového materiálu (granule, prásek apod.) z keramických nosicu jako jednoho páleného silikátového produktu se tyto keramické nosice drtí a/nebo melou za úcelem jejich pouzití jako druhého páleného silikátového produktu. Obsah keramických nosicu není treba po výpalu drtit, popr. mlít a tím tentopostup muze nahrazovat tak zvané nezelezné jemné mletí. Keramické nosice s vlozeným silikátovým materiálem se vypalují na pozadovanou teplotu výpalu do 1600 .degree.C. Keramické nosice mohou mít trubkovitý tvar nebo tvar ohrádky, resp. vany pecního vozu. Pálený materiál keramických nosicu se po rozdrcení nebo rozemletí muze míchat s páleným silikátovým materiálem.

Description

Způsob výroby pálených materiálů, zejména páleného kaolinu

Oblast techniky

Předmětem vynálezu je způsob výroby pálených materiálů, zejména páleného kaolinu, jeho směsi, jílů a plnidel v granulované a mleté formě.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě pálených materiálů, zejména páleného kaolinu, jeho směsí, jílů a plnidel v granulované a mleté formě například v tunelové, komorové, vozokomorové, rolnové a pasové peci se materiál ve formě cihel, tvárnic a podobně, kterýje určen k pálení, umístí na pecní vůz (s výjimkou rotačních pecí), případně do uzavřeného pouzdra nebo obalu ze žáruvzdorného materiálu ve formě prášku, granulí nebo nudliček. V peci je vzduchový přetlak s pohybem vzduchu, resp. spalin, a mohlo by jinak docházet ke ztrátám páleného materiálu úlety. Produkt úpravy v podobě tvarovek, cihel a podobně, případně i s pálicími pomůckami, tvořenými například deskami, pouzdry, sloupky ze žáruvzdorného materiálu, jako je šamot, cordierit, SiC, se zahřívá často i s těmito pomůckami. Výpal granulovaných, mletých a rozpadavých, jemných práškových materiálů na nižší teploty výpalu (do cca 1000 °C) se zpravidla realizuje také v ocelových nosičích (např. bedny, koše, kontejnery apod.). Vypálené tvarovky páleného kaolinu se pak následně drží a melou na požadovanou granulometrii, s nutností magnetické separace k odstranění případného sekundárního znečištění, aby nedocházelo ke vzhledovým vadám, například vytaveninám a tečkám. Alternativně se uplatňuje tak zvané neželezné m letí s keramickou vyzdívkou a tělesy mlecího zařízení. Nevýhodou tohoto způsobu je skutečnost, že je nutno vyhřívat i pálicí pomůcky, tím se zvyšuje měrná spotřeba tepla a výrobní náklady.

Podstata vynálezu

Předložený vynález do značné míry odstraňuje uvedené nevýhody. Týká se způsobu výroby pálených silikátových materiálů, zejména páleného kaolinu, jeho směsí, jílů a plnidel v granulované a mleté formě, které se vypalují v peci v keramických nosičích. Podstata vynálezu spočívá v tom, že nejprve se vytvarují keramické nosiče z materiálu, vybraného ze skupiny, zahrnující drolenku nebo těsto kaolinu, jíl, ostřivo, korundové ostřivo, plavený kaolin, plavený kaolin se zvýšeným obsahem oxidu hlinitého, oxidu titaničitého nebo oxidu hořečnatého, nebo směsi z těchto materiálů, pak se vysuší a následně se vypalují současně se silikátovým materiálem v peci, načež po výpalu a vyjmutí vypáleného silikátového materiálu z keramických nosičů jako jednoho páleného silikátového produktu, například ve formě granulí, prášků nebo kousků, se tedy keramické nosiče drží nebo melou za účelem jejich použití jako druhého páleného silikátového produktu. Keramické nosiče s vloženým silikátovým materiálem se vypalují na požadovanou teplotu výpalu do 1600 °C. Tyto keramické nosiče mohou mít trubkovitý tvar, případně tvar ohrádky nebo vany, zhotovené z keramických cihel, tvárnic a podobně a mohou být umístěny na pecním voze. Pálený materiál keramických nosičů se po rozdrcení nebo rozemletí může míchat s páleným silikátovým materiálem.

Způsob výroby páleného kaolinu, jeho směsí, jílů a plnidel spočívá v tom, že se kusovitý granulovaný (nudličkovaný), mletý, nebo rozpadavý práškový produkt suché i mokré úpravy, včetně granulátu z rozprachové sušárny se zahřívá v keramickém nosiči (vysušený nebo vypálený silikátový materiál), ve tvaru válce, trubky z kaolinu, popř. jílu, hranatého dutého tělesa, tvarovky (cihly), vany a podobně. Keramický nosič je samostatně využitelný produkt (např. pálený kaolin, jeho směs, jíl, šamotové ostřivo, plnidlo apod.), který se po drcení a případném mletí dále využije.

Výhodou uvedeného způsobu zpracování upravených silikátových surovin výpalem v tunelové, vozokomorové, komorové, rolnové, pasové a jiné peci, s výjimkou pece rotační, je možnost zpracování a využití i silně rozpadavých lehkých, případně velmi jemných látek (jako jsou například tak zvané hrubozmné kaoliny, lehčené produkty, jíly s vysokým podílem organických látek, sypkých, za sucha upravených silikátových směsí a podobně) bez vznikajících ztrát produktu z důvodu úletů jako v rotační peci. Při výpalu pálených plavených nebo za sucha tříděných kaolinů, jílů, živců, křemene, bentonitu, organických látek, slídových minerálů, prášků (např. A1₂O₃, MgO, K₂CO₃, CaCO₃ atd.) a jejich směsí, včetně keramických hmot a směsí (např. granulát z rozprachové sušárny) v granulované nebo mleté formě lze podstatně snížit náklady na drcení ajemné mletí vypálených produktů bez možné kontaminace nežádoucími sloučeninami železa. Využitím keramického nosiče na bázi za mokra i za sucha upravených keramických a sklářských surovin (např. kaolin, jíl a jejich směsi s vysoce hlinitými ostřivy, tavidly (např. živec), křemenem apod.) místo tradičních pálicích pomůcek dochází při výpalu ke snížení měrné spotřeby tepla a tím ke snížení celkových nákladů na výrobu. Při výpalu jemných práškových směsí při vysokých teplotách (např. nad 1400 °C) lze očekávat zvýšení reaktivity a snadnější tvorbu žádoucích vysokoteplotních žáruvzdorných fází, například cristobalitu. Obsah keramických nosičů, například granule, granulát, mletá nebo prášková forma silikátových materiálů, se nemusí dále zpracovávat drcením, nebo mletím a tak nedochází k případnému nežádoucímu sekundárnímu znečištění minerály železa.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Výpal nudličkového jílu s vlhkostí 10 % na teplotu 1250 °C v keramickém nosiči (suchá, lisovaná směs z drolenky kaolinu, jílů a ostřiva) se provede na pecním voze vozokomorové pece. Produktem výpalu je kameninové ostřivo, které je možné dále zpracovávat drcením a mletím.

Příklad 2

Výpal granulátu z rozprachové sušárny s přísadou redukujících aditiv na teplotu v oblasti 900 až 1000 °C v keramickém nosiči (vysušená, tažená trubka z plaveného kaolinu s vyšší pevností) na pecním voze tunelové pece. Produkty úpravy pálením jsou bílé, vysoce kvalitní plnidlo, resp. hlinité ostřivo a dále po drcení a mletí i vypálený nosič jako plnidlo, metakaolin a podobně.

Příklad 3

Výpal upravené zmitostní frakce lehčeného šamotu (např. 1,1 až 4,4 mm) jako směs vysoce hlinitého plaveného kaolinu a dřevěných pilin na teplotu v oblasti 1250 až 1320 °C v keramickém nosiči (vysušená hranatá, popřípadě kulatá trubka z čistého plastického plaveného kaolinu s velmi nízkým obsahem oxidu železitého a vysokým obsahem oxidu hlinitého) na pecním voze tunelové pece. Výsledkem úpravy pálením jsou dva produkty, a to velmi čistý, bílý, lehčený šamot s obsahem oxidu hlinitého přibližně 41 až 43 % hmotn. po výpalu a sypnou hmotností v rozmezí 450 až 750 kg/m³, s vysokou odolností vůči oxidu uhelnatému CO jako konečný produkt bez nutnosti dalšího drcení nebo mletí a dále po drcení a neželeznatém mletí i kaolin pro glazury na porcelán a bílé ostřivo pro sanitární keramiku.

-2CZ 297479 B6

Příklad 4

Výpal jemně mletého plaveného kaolinu s nízkým obsahem oxidu železitého a s obsahem oxidu hlinitého 36 až 38 % hmotn. po vysušení na teplotu v oblasti 1300 až 1350 °C v keramickém nosiči (vysušená, tažená nebo lisovaná trubka z plastického kaolinu) na pecním voze tunelové pece. Produktem úpravy pálením je bílé jemné ostřivo s velmi vysokou bělostí po výpalu a s příznivě vysokým obsahem A1₂O₃ (cca 42 až 44 % hmotn. po výpalu) univerzálně využitelné v keramickém, chemickém, sklářském a jiném průmyslu (dobře rozplavitelný prášek bez nutnosti dalšího jemného mletí) a bílé vysoce hlinité ostřivo pro sanitární předměty, případně vysoce kvalitní glazury.

Příklad 5

Výpal jemně mletého plaveného keramického kaolinu s velmi vysokým obsahem oxidu hlinitého (36 až 38 % hmotn. po vysušení) na teplotu 1400 až 1480 °C v keramickém nosiči (vysušená, tvarovaná trubka z téhož plaveného kaolinu) na pecním voze vozokomorové pece. Produkty úpravy pálením jsou vysoce hlinitý pálený kaolin s vysokým obsahem žáruvzdorné fáze mullit, tak zvaný molochit, který není třeba dále zpracovat mletím a dále kvalitní šamotové ostřivo s nulovou nasákavostí. Pro zvýšení bělostí produktu po výpalu je možné výhodně využít redukční atmosféru ve vozokomorové peci.

Příklad 6

Výpal jemně mletého plaveného kaolinu s vysokým obsahem oxidu titaničitého a oxidu hlinitého na teplotu v oblasti 1150 °C v keramickém nosiči (vysušená, tažená trubka ze směsi kaolinu a jílu) na pecním voze tunelové pece. Výsledkem je, po mletí v kladivovém mlýně například Atritor a jemném třídění na vzduchovém třídiči, vysoce kvalitní jemné, bílé plnidlo, případně hlinité ostřivo a podobně a dále po zpracování nosiče drcením a mletím bílé, hlinité ostřivo.

Příklad 7

Výpal granulovaného (nudličkovaného) plaveného kaolinu na teplotu v oblasti 1350 °C v keramickém nosiči (vysušená, tažená tvarovaná trubka z velmi plastického kaolinu) na pecním voze vozokomorové pece. Produkt výpalu jsou kvalitní bílé ostřivo s vysokým obsahem oxidu hlinitého, bez mletí (granule) nebo s mletím (kladivový mlýn, bubnový mlýn) pálený kaolin pro glazuru a dále po drcení a mletí nosiče i tak zvaný lupek, to je slinuté bílé žáruvzdorné ostřivo s obsahem oxidu hlinitého 41 až 43 % hmotn. po výpalu. Výhodně lze využít redukční atmosféry v peci.

Příklad 8

Výpal upravené jemně mleté a tříděné suché směsi surového kaolinu (např. frakce pod 90 až 100 pm) na teplotu přibližně 1350 °C v keramickém nosiči (vysušená trubka ze směsi plastického kaolinu a korundového ostřiva) na pecním voze tunelové pece. Výsledkem jsou tyto produkty: jemné šamotové ostřivo bez nutnosti dalšího mletí a dále po drcení a případně mletí nosiče i vysoce hlinité ostřivo pro sanitu a žáruvzdorné směsi.

-3 CZ 297479 B6

Příklad 9

Výpal vybrané zrnitosti frakce (např. 1 až 5 mm, resp. 0,7 až 2,5 mm) plaveného kaolinu s vysokým obsahem barvicích oxidů nebo pórovinového jílu ve směsi se smrkovými pilinami na teplotu přibližně 1250 °C v keramickém nosiči (vysušená, tažená dutá tvarovka, resp. trubka z plastického kaolinu nebo jeho směsi s plastickým jílem) na pecním voze tunelové pece. Výsledkem tepelné úpravy jsou: nehrudkující bílý sorbent (stelivo pro drobná zvířata, zvláště pro kočky) a dále pro drcení a případném mletí vypáleného nosiče i šamotové ostřivo.

Příklad 10

Výpal granulovaného žáruvzdorného jílu s vysokým podílem lignitu na teplotu výpalu 1250 °C v nosiči (vysušená, lisovaná hranatá tvarovka ve tvaru trubky z plaveného kaolinu s vysokým obsahem oxidu titaničitého) na pecním voze tunelové pece. Výsledkem je lehčený šamot, nehrudkující sorbent, a po drcení a mletí nosiče i bílé žáruvzdorné ostřivo pro sanitární keramiku. Výpal organických látek obsažených v jílu má příznivý vliv na bělost vypáleného kaolinu.

Příklad 11

Výpal aktivovaného granulovaného (nudličkového) nebo jemně mletého kaolinu s přídavkem práškového oxidu hlinitého a potaše K₂CO₃ na teplotu 1400 až 1500 °C v keramickém nosiči (vysušená, tažená trubka ze směsi vysoce hlinitého kalinu a MgO) na pecním voze upravené tunelové pece. Produkty výpalu jsou vysoce žáruvzdorné materiály na bázi mullitu, resp. v případě nosiče cordieritu.

Příklad 12

Výpal granulovaného (nudličkového) kaolinu v tak zvané vaně (ohrádce), vystavěné na pecním voze tunelové pece z cihel (tvarovek) jako keramickém nosiči (plavený kaolin, směs jílů a ostřiva apod.) na teplotu 1320 °C. Výsledkem je vysoce bílé, žáruvzdorné ostřivo (plnidlo) a kyselinovzdomé, slinutá cihly, využitelné samostatně v chemickém, stavebním aj. průmyslu nebo po jejich drcení a případném mletí i kvalitní šamotové ostřivo.

Příklad 13

Výpal granulovaného (nudličkovaného) nebo přesně zmitostně omezeného (frakce) jílu, či kaolinu s vysokým podílem organické hmoty v ohrádce z cihel (vaně) pecního vozokomorového nebo tunelového vozu na teplotu 1250 až 1300 °C. Výsledkem je granulovaný nebo o určité frakce lehčený šamot a po drcení cihel (z ohrádky) i kvalitní ostřivo.

Příklad 14

Výpal nudličkovaného, plaveného kaolinu nebo jílu na teplotu 800 až 1000 °C v ohrádce (vaně) tvořené z cihel (tvarovek) nízce slinujícího jílu na pecním voze tunelové pece. Produktem je metakaolin (A1₂O₃.2 SiO₂), který se dále upravuje mletím např. kladivovém mlýně a tříděním na jemný produkt a hrubší metakaolin pro stavební průmysl. Drcením a tříděním cihel (nosiče) z ohrádky lze získat například nehrudkující sorbent (stelivo pro kočky) nebo šamotové ostřivo.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby pálených silikátových materiálů, zejména páleného kaolinu, jeho směsí, jílů a plnidel v granulované a mleté formě, které se vypalují v peci v keramických nosičích, vyznačující se tím, že nejprve se vytvarují keramické nosiče z materiálu vybraného ze skupiny zahrnující drolenku nebo těsto kaolinu, jíl, ostřivo, korundové ostřivo, plavený kaolin, plavený kaolin se zvýšeným obsahem oxidu hlinitého, oxidu titaničitého nebo oxidu hořečnatého, nebo směsí z těchto materiálů, pak se vysuší a následně se vypalují současně se silikátovým materiálem v peci, načež po výpalu a vyjmutí sypkého vypáleného silikátového materiálu z keramických nosičů jako jednoho páleného silikátového produktu se tyto keramické nosiče drtí nebo melou za účelem jejich použití jako druhého páleného silikátového produktu.
2. 2. Způsob výroby podle nároku 1, vyznačující se tím, že keramické nosiče s vloženým silikátovým materiálem se vypalují na požadovanou teplotu výpalu do 1600 °C.
3. 3. Způsob výroby podle nároků laž2, vyznačující se tím, že keramické nosiče mají trubkovitý tvar, případně tvar ohrádky nebo vany.
4. 4. Způsob výroby podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že pálený materiál keramických nosičů se po rozdrcení nebo rozemletí míchá s páleným silikátovým materiálem.