CZ298891B6

CZ298891B6 - Zpusob zpracování jemných prachovitých podílu silikátových surovin, zejména kaolinu, jílu, jílovcu nebo jejich smesí

Info

Publication number: CZ298891B6
Application number: CZ20050377A
Authority: CZ
Inventors: Pticen@František
Original assignee: Sedlecký kaolin a. s.
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2008-03-05
Also published as: CZ2005377A3

Abstract

Pri zpusobu zpracování jemných prachovitých podílu silikátových surovin, zejména kaolinu, jílu, jílovcu nebo jejich smesí, vznikajících pri jejich tepelné úprave, prípadne drcení, trídení nebo mletí,se jemný prachovitý podíl silikátových surovin o zrnitosti až do 2 mm v polosuchém stavu pri relativní vlhkosti do 35 % mísí a smes se pak hnetením homogenizuje a zhutnuje. Prohnetená homogenní smes se protlacuje tlakem proti derovanému ústí, a tímto tažením se dále zhutnuje a tvaruje, a pak se delí na výrobky, vybrané ze skupiny zahrnující nudlicky, pelety a cihly, které po pusobení tepla ztuhnou, a následne se melou a trídí na požadovaný produkt. Pusobení tepla se provádí sušením a/nebo vypalováním. Prachovitý podíl se ješte po mísení nebo po hnetení dovlhcuje až na hodnotu relativní vlhkosti 15 až 35 %, nacež se ješte pred protlacováním homogenizuje dalším hnetením. Pri mísení nebo pri hnetení se do prachovitého podílu mohou pridávat plastifikátory nebo látky pro ovlivnení chemicko-technologických vlastností vypáleného produktu, vybrané ze skupiny, zahrnující kaolin, jíl, bentonit, polyvinylalkohol, organické látky jako jemné drevené piliny, uhlí, uhlík, humináty, celulózu a její deriváty, klih, dále sodu, potaš, vodní sklo, polyakryláty, tavidla jako živce, slouceniny s vysokým obsahem oxidu a hydroxidu železa, glazury, sklo, dále vápenec, dolomit, redukcní a oxidacní cinidla,lepidla.

Description

Předmětem vynálezu je způsob zpracování jemných prachovitých podílů silikátových surovin, zejména kaolinů, jílů, jílovců nebo jejich směsí, vznikajících při jejich tepelné úpravě především v rotační peci, případně při drcení, třídění nebo mletí, kde jemný prachovitý podíl silikátových io surovin o zrnitosti až do 2 mm se v polosuchém až vlhkém stavu při relativní vlhkosti do 35 % mísí, hnětením homogenizuje a zhutňuje do těstovitého stavu.

Dosavadní stav techniky 15

V současné době dochází především při výpalu kaolinu, jílu, jílovce a jiných silikátových surovin v rotační peci vlivem jejich abrazivity ke tvorbě jemných prachovitých podílů ve formě odprašků, resp. úletů, které vlivem tepelné úpravy nelze využít při výrobě žárovzdomého produktu, to je kaolinitického ostřiva, lupků a podobně. Plavený kaolin, jílovec nebo jíl v podobě granulí, pelet, kousků atd. se při průchodu rotační pecí obrušuje a vznikající jemný prachovitý podíl je v podobě úletu strháván proudem spalin, případně vzduchu do odpadu. Tím vznikají velké ztráty hotového vypáleného produktu a tato skutečnost také nepříznivě ovlivňuje tepelnou a ekonomickou bilanci vypalovacího procesu.

Jak jsme uvedli, není v oboru známé využití prachovitého podílu. Zpracování prachu je však známo z oboru odlehlého. Je známé zpracování létavých popílků, vznikajících při spalování tuhých paliv, popsaný v patentu CZ 280833. Zde se také prachovitý podíl zvlhčuje a míšením homogenizuje, případně částečně i zhutňuje. Způsobem zpracování ale dochází nabalováním k vytváření kulovitých peletek přímo na otáčivém peletizačním talíři a tak mají tyto peletky samozřejmě jiné vlastnosti, nevhodné pro zpracování silikátových prachovitých podílů. Za popsaných podmínek je totiž nutné k vytvoření požadovaného produktu přidávat další plnidla a pak další přísady, které působí na ztuhnutí a ztvrdnutí peletek, a to ne vždy na základě chemického procesu. Obdobné hodnocení lze vztáhnout i na jiné známé řešení peletizace práškového materiálu podle patentu US 4 108 932. Jde rovněž o jeho zpracování v aglomeračním bubnu po ovlhčení, s obdobnými nevýhodami pro zpracování silikátových podílů, které je řešeno v předloženém vynálezu.

Podstata vynálezu

Předložený vynález se týká způsobu zpracování jemných prachovitých podílů silikátových surovin, zejména kaolinů, jílů, jílovců nebo jejich směsí, vznikajících při jejich tepelné úpravě, případně drcení, třídění nebo mletí. Podstata vynálezu spočívá v tom, že prohnětená homogenní polosuchá až těstovitá směs se protlačuje tlakem proti děrovanému ústí, a tímto tažením se dále zhutňuje a tvaruje, a pak se dělí na výrobky, vybrané ze skupiny zahrnující nudličky, pelety a cihly, které po působení tepla ztuhnou, a následně se melou a třídí na požadovaný produkt. Působení tepla se provádí sušením a/nebo vypalováním.

Působením tlaku na protlačovanou směs, která je ve formě polosuchého až vlhkého těsta, dochází k dalšímu zhutnění směsi do té míry, že protlačené výrobky po tepelné úpravě tuhnou bez chemického procesu a mají vysokou pevnost. Hnětením a protlačováním směsi dochází k delaminaci nedopálených nebo nepálených částic a tím k příznivému ovlivnění pevnosti zejména povrchové vrstvy výrobku, snižující nežádoucí otěr (abrazi) a tím i množství prachovitých podílů vznikajících při výpalu v rotační peci. Způsob je zvlášť vhodný pro výpal v peci, a umožňuje, proti uvedeným patentům, zpracovat prachovité podíly příznivě ovlivňující vysokou žáruvzdor55 nost požadovaného produktu.

-1 CZ 298891 B6

V dalším možném provedení vynálezu se prachovitý podíl ještě po míšení nebo po hnětení dovlhčuje až na hodnotu relativní vlhkosti 15 až 35 %, načež se ještě před protlačováním homogenizuje dalším hnětením. Prachovitý podíl se může dovlhčovat ještě před míšením. Vlhkost ovlivňuje hustotu, konzistenci těsta před protlačováním, a podle vlastností různých míchaných prachovitých podílů ovlivňuje vlastnosti požadovaného produktu.

Při míšení nebo hnětení se do prachovitého podílu mohou přidávat plastifikátoiy nebo látky pro ovlivnění chemicko-technologických vlastností vypáleného produktu, vybrané ze skupiny zahr10 nující kaolin, jíl, bentonit, polyvinylalkohol, organické látky jako jemné dřevěné piliny, uhlí, uhlík, humináty, celulózu a její deriváty, klíh, sodu, potaš, vodní sklo, polyakryláty, tavidla jako živce, sloučeniny s vysokým obsahem oxidů a hydroxidů železa, glazury, sklo, dále vápenec, dolomit, redukční a oxidační činidla, lepidla. Ovlivněnými vlastnostmi výrobku resp. požadovaného konečného produktu může být jeho nasákavost, pevnost po vysušení, bělost po výpalu, žáruvzdornost a podobně.Například přidáním jemných dřevěných pilin ve směsi spáleným úletem při výpalu kaolinu s vysokým obsahem oxidu hlinitého vzniká velmi kvalitní žáruvzdorný lehčený šamot. Prachovitý podíl, který vzniká při výrově žáruvzdorného ostřiva nebo plnidla, a který se zpracovává, může mít zrnitost menší než 0,1 mm.

Jemný prachovitý odpadní úlet z výpalu v rotační peci a také jemné podíly nepáleného i páleného kaolinu, jílu, popř. jiné vhodné silikátové suroviny vznikající například při pálení, sušení, drcení, třídění a mletí lze zpracovat navrženým způsobem, to je tažením z plastického těsta (vlhkost přibližně 10 až 35 %) nebo polosuché směsi (drolenky) s vlhkostí přibližně 5 až 15 % ve formě nudliček (granulí), popř. pelet, kousků, cihel apod. Výpal takto připravených výrobků je možné provádět v rotační nebo jiné peci (například tunelové, komorové, vozokomorové, rolnové, pasové, šachtové). Výhodou předloženého vynálezu je, že lze využít jemných prachovitých podílů kaolinu, jílu, jílovce apod. v zmitostní frakci přibližně do 1 mm, které vznikají při výrobě žáruvzdorných ostřiv, plnidel a jiných produktů především v rotační peci.

Výhody způsobu podle vynálezu pak jsou blíže patrny v daném oboru pro konkrétní materiály, jak vyplývá z níže uvedených konkrétních příkladů provedení.

Příklady provedení vynálezu

Zpracovává se jemný upravený kaolin, jílovec, jíl apod. nebo prachovitý podíl, resp. úlet vznikající z uvedených surovin při výpalu v rotační peci. V těstovitém stavu (vlhkost cca 15 až 35 %) nebo v polosuchém stavu (vlhkost cca 5 až 15 %) se homogenizuje hnětením v rychlomísiči a z podavače poté prochází jednohřídělovým šnekovým lisem, případně i dvouhřídelovým mísid40 lem s děrovaným ústím, upraveným podle požadavků na výslednou formu výrobků, to je s možností přípravy granulí (nudliček), peletek, kousků, cihel a podobně. Část technologického zařízení (dvouhřídelový šnekový mísič) může být použita pro samostatné zpracování prachovitého podílu, to znamená bez využití rychlomísiče a podavače. Takto upravená směs se dále suší nebo přímo vypaluje v rotační nebo jiné peci. Po míšení nebo hnětení se jemný prachovitý podíl kaolinu, jílu, jílovce apod. nebo jeho směs s uvedenými látkami může navlhčit až na relativní vlhkost přibližně 15 až 35 %, načež se homonogenizuje hnětením a protlačuje děrovaným ústím do podoby nudliček, pelet nebo cihel, které se dále suší a zpracovávají pálením v rotační nebo jiné peci a po namletí a třídění se získá požadovaný produkt. Při míšení nebo hnětení se do úletu, to je prachovitého podílu, vznikajícího při výrobě žáruvzdorných tříděných ostřiv a plnidel v rotační peci, mohou přidávat plastifíkátory a chemické sloučeniny, pokud je konkrétní požadavek na chemicko-technologické vlastnosti vypáleného produktu (např. nasákavost, pevnost po vysušení, bělost po výpalu). Plastifíkátory nebo látky pro ovlivnění chemicko-technologických vlastností: kaolin, jíl, bentonit, polyvinylalkohol, organické látky (např. jemné dřevěné piliny, uhlí, uhlík, humináty, celulóza a její deriváty, klíh atd.), soda, potaš, vodní sklo, polyakryláty,

-2CZ 298891 B6 tavidla (např. živce, sloučeniny s vysokým obsahem oxidů a hydroxidů železa, glazury, sklo atd.), vápenec, dolomit, redukční a oxidační činidla, lepidla apod.

V následujícím textu jsou uvedeny příklady způsobu zpracování jemných prachovitých podílů, resp. úletů vznikajících při výpalu kaolinu, jílovce, jílů a dalších silikátových surovin v rotační peci.

Příklad 1 ío Při výpalu na teplotu 1350 °C nudličkovaného plaveného kaolinu s vysokým obsahem oxidu hlinitého (nad 36 % hmotn. po vysušení) vzniká průchodem rotační pecí 25 % prachovitého podílu o zrnitosti přibližně do 0,5 mm. Tento odpadní úlet je zpracováván způsobem podle vynálezu po ovlhčení a přídavku plastifikátoru (kaolin) ve dvouhřídelovém šnekovém mísidle na těsto o vlhkosti přibližně 25 %, které po protlačení vysokým tlakem přes děrované ústí vytváří zhutněné nudličky (granule) vhodné po vysušení nebo přímo bez sušení pro výpal žáruvzdorného ostřiva.

Příklad 2

Při výpalu kusovitého žáruvzdorného jílovce na teplotu 1300 °C dochází průchodem rotační pecí k abrazi a vzniku asi 20 % hmotn. prachovitého podílu, který je strháván do odpadu. Po aplikaci navrženého způsobu zpracování úletu do tvarovek, resp. cihel (vlhkost 10 %) tažením lze tento odpadní materiál zpracovat pro výpal ve vozokomorové peci. Výsledkem je vysoce kvalitní žárovzdomý lupek.

Příklad 3

Při výpalu hrubozmného kaolinu s vysokou bělostí po výpalu v rotační peci na teplotu asi 1200 °C vzniká jako odpadní produkt prachovitý podíl o zrnitosti pod 0,1 mm v hmotnostním množství 50 %. Po hnětení a homogenizaci prachovitého podílu o vlhkosti přibližně 17 % a pří30 dávku plastifikátoru v rychlomísiči a následném protlačení pod vysokým tlakem přes jednohřídelový šnekový lis se získá zhutněný granulovaný produkt, který po výpalu v rotační peci, mletí a třídění dává kvalitní plnidlo se zvýšeným obsahem nejjemnějších částic.

Příklad 4

Při výpalu kusovitého pórovinového žárovzdomého jílu v rotační peci vzniká abrazi odpad v hmotnostním množství 30 % v zmitostní skladbě pod 0,2 mm (kaolinit, slída, jemný křemen atd.). Po ovlhčení vodou v dvouhřídelovém šnekovém mísidle a protlačení pod tlakem přes děrované ústí vznikají peletky ze zhutněné směsi, které se vypálí v rolnové peci. Výsledkem je kvalitní žáruvzdorné ostřivo.

Příklad 5

Prachovitý podíl vzniklý při sušení, mletí a třídění kaolinu se po přídavku vody (vlhkost asi

25 %) homogenizuje a hněte v rychlomísidle s prachovitým podílem z výroby žárovzdomých osiřiv v rotační peci a následně protlačuje přes děrované ústí dvouhřídelového šnekového mísiče. Výsledkem je, po výpalu granulí v rotační peci, kvalitní žárovzdomé ostřivo.

Příklad 6

Při výpalu v rotační peci vzniká 28 % hmotn. nedopáleného jemného prachovitého kaolinu s vysokým podílem oxidu hlinitého (nad 37 % ). Po přídavku jemných tvrdých dřevěných pilin do

-3 CZ 298891 B6 rychlomísiče a ovlhčení vodou na vlhkost asi 22 % vzniká směs, která po průchodu jednohřídelovým šnekovým mísiěem s děrovaným ústím se zhutní a vytvořené nudličky se dále vypalují. Výsledkem je velmi kvalitní lehěený šamot.

Příklad 7

Při výpalu metakaolinu na teplotu přibližně 800 °C v rotační peci vniká 35 % hmotn. odprašku, resp. úletu. Po ovlhčení produktu ve dvouhřídelovém šnekovém mísidle a přídavku plaveného kaolinu se směs protlačuje pod tlakem přes děrované ústí a vzniká tvarovka, resp. cihla se zhutnělo nou konzistencí, která se po vysušení pálí v tunelové peci. Výsledkem je kvalitní žárovzdomé ostřivo se zvýšenou bělostí po výpalu.

Příklad 8

Při tepelném zpracování (výpalu) plaveného kaolinu, popř. jílu nebo jílovce v rotační peci na teplotu 1350 °C vzniká jemný prachovitý podíl v množství 33 % hmotn. Odpadní prachovitý podíl je zpracován způsobem podle vynálezu bez přídavku plastifikátoru, kdy po ovlhčení na vlhkost 18 % se protlačí vysokým tlakem proti děrovanému ústí dvouhřídelového šnekového lisu na granule (nudličky), resp. pelety, kousky, cihly apod. Výsledkem je produkt, který lze opět pálit v rotační nebo jiné peci pro výrobu žárovzdomého ostřiva nebo plnidla.

Průmyslové využití vynálezu

Vynález je využitelný pro zpracování jemných prachovitých podílů silikátových surovin, zejména kaolinů, jílů, jílovců nebo jejich směsí, vznikajících při jejich tepelné úpravě především v rotační peci.

Claims

35 1. Způsob zpracování jemných prachovitých podílů silikátových surovin, zejména kaolinů, jílů, jílovců nebo jejich směsí, vznikajících při jejich tepelné úpravě, případně drcení, třídění nebo mletí, kde jemný prachovitý podíl silikátových surovin o zrnitosti až do 2 mm se v polosuchém stavu při relativní vlhkosti do 35 % mísí a hnětením homogenizuje a zhutňuje, vyznačující se tím, že prohnětená homogenní směs se protlačuje tlakem proti děrovanému ústí, a tímto

40 tažením se dále zhutňuje a tvaruje, a pak se dělí na výrobky, vybrané ze skupiny zahrnující nudličky, pelety a cihly, které po působení tepla ztuhnou, a následně se melou a třídí na požadovaný produkt.
2. Způsob výroby podle nároku 1, vyznačující se tím, že působení tepla se provádí

45 sušením a/nebo vypalováním.
3. Způsob výroby podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že prachovitý podíl se ještě po míšení nebo po hnětení dovlhčuje až na hodnotu relativní vlhkosti 15 až 35 %, načež se ještě před protlačováním homogenizuje dalším hnětením.
4. Způsob výroby podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že prachovitý podíl se dovlhčuje ještě před míšením.

-4CZ 298891 B6
5. Způsob výroby podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že při míšení nebo při hnětení se do prachovitého podílu přidávají plastifikátory nebo látky pro ovlivnění chemicko-technologických vlastností vypáleného produktu, vybrané ze skupiny, zahrnující kaolin, jíl, bentonit, polyvinylalkohol, organické látky jako jemné dřevěné piliny, uhlí, uhlík,

5 humináty, celulózu a její deriváty, klih, dále sodu, potaš, vodní sklo, polyakiyláty, tavidlajako živce, sloučeniny s vysokým obsahem oxidů a hydroxidů železa, glazury, sklo, dále vápenec, dolomit, redukční a oxidační činidla, lepidla.
6. Způsob výroby podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že prachovitý ío podíl má zrnitost menši než 0,5 mm.
7. Způsob výroby podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že prachovitý podíl má zrnitost menší než 0,1 mm.

Konec dokumentu