CZ302028B6 - Zpusob výroby syntetických sklenených vláken a brikety vhodné pro jejich výrobu - Google Patents

Zpusob výroby syntetických sklenených vláken a brikety vhodné pro jejich výrobu Download PDF

Info

Publication number
CZ302028B6
CZ302028B6 CZ20001860A CZ20001860A CZ302028B6 CZ 302028 B6 CZ302028 B6 CZ 302028B6 CZ 20001860 A CZ20001860 A CZ 20001860A CZ 20001860 A CZ20001860 A CZ 20001860A CZ 302028 B6 CZ302028 B6 CZ 302028B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
weight
alumina
briquettes
aluminum
melt
Prior art date
Application number
CZ20001860A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20001860A3 (cs
Inventor
Ranlov@Jens
Witkamp@Peter
Nykyel@Guido
Original Assignee
Rockwool International A/S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26147717&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ302028(B6) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Rockwool International A/S filed Critical Rockwool International A/S
Publication of CZ20001860A3 publication Critical patent/CZ20001860A3/cs
Publication of CZ302028B6 publication Critical patent/CZ302028B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/06Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/002Use of waste materials, e.g. slags
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/02Pretreated ingredients
    • C03C1/026Pelletisation or prereacting of powdered raw materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2213/00Glass fibres or filaments
    • C03C2213/02Biodegradable glass fibres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Zpusob výroby syntetických sklenených vláken s obsahem nejméne 14 % hliníku, mereno podle hmotnosti Al.sub.2.n.O.sub.3.n., vztaženo na oxidy, skládající se z vytvorení samonosného sloupce minerální nakládky v šachtové peci alespon cástecne z briket, z roztavení nakládky za vzniku taveniny na dne pece, která má stejné složení jako vlákna, dále z odstranení taveniny ze dna pece a z jejího zvláknení. Nejméne jedna ctvrtina hliníku v nakládce je vložena jako cásticové minerály s obsahem aluminy do briket, a tyto minerály obsahují 0,5 až 10 % hmotn. kovového hliníku, 50 až 90 % hmotn. aluminy Al.sub.2.n.O.sub.3.n. a 0 až 49,5 % hmotn. ostatních materiálu.

Description

Způsob výroby syntetických skleněných vláken a brikety vhodné pro jejich výrobu
Oblast techniky
Tento vynález se týká způsobů výroby syntetických skleněných vláken (MMVF) s vysokým obsahem aluminy, při jejichž výrobě se vychází z minerální nakládky, obsahující pro tento účel brikety. Dále se vynález týká přípravy vhodných briket.
Dosavadní stav techniky
MMVF se mohou vyrábět z minerální taveniny, vytvořené roztavením minerální nakládky v peci a zvlákněním této taveniny, obvykle pomocí centroběžného vláknotvomého procesu.
Mnohé pece používané pro výrobu jsou vybaveny velkou jímkou na taveninu, do které minerální nakládka po roztavení vteče. Příkladem jsou vanové a elektrické pece. V takových pecích není fyzikální forma (tj. hrudky a prášek) minerální nakládky relativně důležitá, jelikož roztavení probíhá ve velkém objemu předtím roztaveného materiálu.
K vytvoření taveniny pro výrobu MMVF vláken, zejména typů, zmiňovaných jako minerální (včetně horninových nebo struskových), se však používá jiný typ pecí. Jsou to pece šachtové, ve kterých je založen samonosný sloupec pevného surového minerálního materiálu. Tímto sloupcem pronikají spalovací plyny, ohřívají jej a způsobují roztavení materiálu. Tavenina stéká do spodní části sloupce, kde se obvykle vytvoří kaluž, a pak se tavenina odvádí z pece ven. Jelikož sloupec je jak samonosný tak propustný, je nezbytné, aby minerální materiál byt relativně hrubý a dostatečně pevný i za vysokých teplot ve sloupci (mohou překročit i 1000 °C).
Minerální materiál může být připraven z hrubě drceného kamene a strusky tak, aby odolal tlakům a teplotám, panujících v samonosném sloupci šachtové pece. Je znám způsob, jak převádět jemné ěásticové materiály, jako je písek, do tmelených briket, a v této formě je přidávat do pece. Tyto brikety by měly mít dostatečnou pevnost a tepelnou odolnost, aby odolaly podmínkám v samonosném sloupci šachtové pece a sloupec se nezhroutil drive než se materiál roztaví. Pro celou nakládku pece (tj. pro samotné drcené minerály nebo pro drcené minerály a brikety) je nezbytné vytvořit takovou směs, která je žádoucí pro vyrobení MM V vláken.
Při výrobě izolací má zvláštní význam používání MMVF vláken s obsahem více než 14 %, často však 18 až 30 % aluminy, jak je to např. popsáno ve WO 96/14274 a WO 96/14454. V nich je uvedena obecná představa používání odpadového materiálu jako součást výchozího výrobního materiálu. Ten zahrnuje strusku s vysokým obsahem aluminy (20 až 30 %), jako je pánvová struska, filtrační prach a odpad z výroby žáruvzdorných materiálů s vysokým obsahem aluminy. WO 96/14274 popisuje různé způsoby výroby speciálních fyziologicky rozpustných vláken, včetně způsobů, které používají různé druhy pecí, jako jsou pece elektrické a kopulové. Použití odpadových materiálů s vysokým obsahem hliníku je nyní již obecně známé, a v elektrických a jiných pecích výše diskutovaných, ve kterých je nakládka minerálních materiálů roztavena přímo do taveniny odpadového materiálu, může být odpadový materiál nakládán přímo do taveniny v jakékoli formě obvykle přijímané.
Spis US 5 198 190 obsahuje způsob recyklace průmyslového odpadu, dle kterého se vyrábí mine50 rální vlna. Tento způsob nesměřuje k výrobě vláken o vysokém obsahu hliníku.
Spis WO 92/04289 popisuje brikety pro výrobu minerální vlny, které obsahují pojivo z alkalicky aktivované strusky, avšak brikety, s vysokým obsahem aluminy, zde nejsou uvedeny. Spis EP 136 767 popisuje výrobu různých typů vláken, jmenovitě vláken keramických. Způsob, po55 užívající brikety nebo šachtové pece není diskutován.
- 1 CZ 302028 B6
Spis WO 97/30002 popisuje použití bauxitu. V praxi je bauxit (kalcinovaný nebo nekale i novaný) materiál, který se nejčastěji navrhoval a využíval k výrobě těchto vláken.
Bauxit je relativně drahá surovina a jeho použití v šachtových pecích, obsahujících samonosný sloupec minerálů, způsobuje, kromě jeho ceny, další obtíže.
Do šachtových pecí musí být bauxit zavážen ve formě, která tvoří součást samonosného sloupce. Může se tedy zavážet ve formě hrubých kusů.
Doba zádrže materiálu, v malé jímce pro taven inu na dně pece, je v šachtových pecích krátká. Surovina do této jímky musí být dostatečně rychle roztavena, aby získaná tavenina měla dobré vlastnosti pro finální produkt.
Bauxit ke svému roztavení vyžaduje velkou energii, zejména vyskytuje-li se ve formě hrubých kusů. Může být také používán v nakládce jako jedna ze složek briket, což vyžaduje větší spotřebu energie na drcení a mletí bauxitu k dosažení vhodné formy. I když je bauxit rozemlet na jemné částice a zpracován do briket, nastávají další problémy s jeho tavením, protože má vysokou tavící teplotu. Ve skutečnosti se část bauxitu netaví vůbec, místo toho se rozpouští v tavenině v jímce na dně pece. K tomu, aby se bauxit tavil v optimální době, je potřebná dostatečná zásoba paliv, zejména pevných fosilních, jako je koks. To sice zvyšuje náklady, ale zároveň zlepšuje tavení, ale i tak se malá část bauxitu úplně neroztaví. Neroztavený bauxit se shromažďuje u dna pece. To znamená, že tavenina, opouštějící pec, nemá přesně stejné složení jako počáteční nakládka surového minerálního materiálu. Kromě toho, nahromaděný bauxit zmenšuje objem jímky pro taveninu a doba zádrže v jímce se tím také snižuje. V důsledku toho se musí nahromaděný, neroztavený bauxit čas od času z pece odstraňovat. Pri výrobě vláken s vysokým obsahem aluminy, využívající šachtové pece, je často zapotřebí, aby velká část nakládky byla ve formě briket. Je žádoucí, aby brikety v šachtové peci byly odolné vůči vysokým teplotám a tlakům, a vytvářely tak pevný samonosný sloupec. Také by se měly dostatečně rychle a rovnoměrně tavit, aby tak svoji konstituci uvolňovaly do taveniny rovnoměrně. Zejména je žádoucí, aby tyto brikety měly zlepšené vlastnosti ve srovnání s briketami, obsahujícími mletý bauxit.
Podstata vynálezu
Tento vynález se tedy týká specifických problémů vznikajících v šachtových pecích při použití bauxitu a většiny odpadových materiálů s obsahem aluminy, zformovaných do briket. Zjistili jsme, že procesy probíhající v šachtových pecích pri výrobě vláken s vysokým obsahem aluminy, a to přednostně vláken fyziologicky rozpustných, při nichž se používají brikety, mohou být zlepšeny volbou specifických surovin, s definovaným obsahem aluminy a kovového hliníku.
Tento vynález navrhuje postup výroby syntetických skleněných vláken o složení nejméně 14% hliníku (měřeno jako hmotnost A12O3, vztaženo na oxidy), který probíhá v šachtové peci s minerální nakládkou ve formě samonosného sloupce sestaveného z briket. Postup se skládá z roztavení nakládky za vzniku taveniny, mající složení vyráběných vláken, dále z vypuštění taveniny ze dna pece a z jejího zvláknění. Postup je charakterizovaný tím, že nejméně jedna čtvrtina hliníku v nakládce je obsažena v briketách jako částicové minerály s obsahem aluminy. Tento minerál má složení 0,5 až 10% hmotn. kovového hliníku, 50 až 90% hmotn. aluminy A12O3 a 0 až
49,5 % hmotn. jiných materiálů.
Vynález také navrhuje nové brikety, vhodné pro použití při výrobě MMVF o vysokém obsahu hliníku (tj. MMVF obsahující nejméně 14 % hmotn. hliníku), které mají nejméně 5 % (na hmotnost briket) částicového minerálu s obsahem aluminy o složení 0,5 až 10% hmotn. kovového hliníku, 50 až 90 % hmotn. aluminy A12O3 a 0 až 49,5 % hmotn. jiných materiálů.
-2CZ 302028 B6
Důležitým bodem vynálezu je řízená distribuce velikosti částic suroviny. Částicové minerály s obsahem aluminy mají mít 90% hmotn. částic pod 1 mm, s výhodou 90% hmotn. pod 200 mikrometrů. Průměrná velikost částic je s výhodou od 10 do 100 mikrometrů, např. 20 až 30 mikrometrů.
Shledali jsme také, že kromě všech obecně známých přírodních a odpadních hliníkových materiálů, přináší použití definovaných specifických minerálů s obsahem aluminy obzvláštní užitek v těch procesech, při nichž se v šachtových pecích taví brikety. Přítomnost definované části kovového hliníku je v tavících procesech prospěšná, protože se v šachtové peci exotermický io oxiduje. To přispívá energeticky k tavení ostatních složek, jako je alumina A12O3, kovový hliník tak může snižovat nároky na palivo. Definované maximální množství aluminy A12O3 v rudě snižuje její teplotu tavení, ve srovnání s bauxitem a odpadními materiály s vysokým obsahem AI2O3, jako je filtrační prach, a tak tavení může probíhat v dané době zádrže mnohem snadněji a kompletněji. Tavení také usnadňuje preferovaná malá velikost částic materiálů.
Také jsme zjistili, že použití speciální horniny s vysokým obsahem hliníku a aluminy, zejména, má-li preferovanou distribuci velikosti částic, jak bylo shora zmíněno, udílí briketám zvýšenou pevnost.
Ruda s vysokým obsahem hliníku musí mít 0,5 až 10 % hmotn. kovového hliníku. S výhodou by měla obsahovat 2 až 6 % hmotn., výhodněji pod 5 % hmotn. kovového hliníku.
Ruda bohatá na hliník obsahuje 50 až 90 % hmotn. aluminy A12O3, s výhodou pod 85 % hmotn., výhodněji 60 až 72 % hmotn.
Obsah kovového hliníku a aluminy (a ostatních složek) je vztažen na sušinu a stanovuje se standardními metodami. Například, obsah kovového hliníku se stanoví reakcí materiálu se silnou kyselinou, jako je kyselina chlorovodíková. Množství kovového hliníku se určuje z množství uvolněného vodíku.
Hornina s obsahem aluminy má 0 až 49,5 % hmotn. ostatních látek, obecně nejméně 5 % hmotn. Správná volba těchto ostatních látek může zvýšit použitelnost na hliník bohaté horniny v briketách. Zejména některé další látky mohou působit jako tavidla, která zlepšují taviči schopnost materiálu v briketách. Zvláštní přednost se dává tomu, aby ostatní složky zahrnovaly nejméně
5 % hmotn. SiO2 a MgO. Např. celkové množství těchto oxidů je obecně 3 až 35 %, s výhodou až 25 %. Upřednostňované množství SiO2 je 3 až 20 %, výhodněji 6 až 15 %. Výhodné množství MgO je 3 až 15 %, výhodnější 5 až 10 %,
Hornina s obsahem aluminy má výhodně Fe2O3 v množství 0,5 až 10 % hmotn., výhodněji 1 až
6 % hmotn.
Přednost se dává tomu, aby aluminová hornina obsahovala oxidy korundu, spinelu a mulitu. Krystaly oxidů těchto minerálů mají s výhodou velikosti částic v rozsahu shora diskutovaném.
Mohou být použity jakékoli al um i nové minerální materiály, které odpovídají shora naznačeným požadavkům. Výhodný je odpadový materiál. Zvláště odpady ze sekundární výroby hliníku, tj. procesy odlévání hliníku, jsou použitelné. Ty jsou často obecně popisovány jako „hliníkový odpad“ („aluminium dross“) nebo „odpad oxidu hlinitého“ („aluminium oxide dross“). Při odlévání hliníku se vytváří odpadový materiál bohatý na aluminu, obecně popisovaný jako „hliníkový odpad“ („alu-dross“). Ten může obsahovat významnou část kovového hliníku a je proto zpracováván ke znovuzískání kovového hliníku. Tento „hliníkový odpad“ je většinou drcen, mlet a prose ván. Tak se vyrobí určité množství hliníku pro zpětný prodej a hliníkem obohacená frakce, která se vrací do pece k opětnému zpracování. Jako vedlejší produkt se též se vyrobí aluminou obohacený prášek. Tento prášek se může přidávat do briket, dle vynálezu, a je zde popisován jako „drcený hliníkový odpad“ („crushed alu-dross“). Aluminou obohacený prášek, vzniklý ze
-3CZ 302028 B6 zpracování hliníkového odpadu (drceného hliníkového odpadu), může obsahovat určité hmotnostní množství halo genových materiálů, např. 1 až 10 %, s výhodou 1 až 8%. Halogeny zahrnují zejména fluoridy a chloridy.
Frakce bohaté na hliník jsou volitelně, spolu s ostatními odpadovými materiály s obsahem hliníku, v pecí přetavovány. To se může provádět v rotačních nebo ve vypalovacích pecích. Hliníkový odpad se může ohřívat plazmovým topením. Mohou být použity i konvenční pece, Obvykle se do pece přidává sůl, aby se snížilo povrchové napětí hliníku a omezila oxidace. Tímto procesem se získá hliníková frakce pro odprodej, větší množství hliníkového odpadu a solná struska. Solná struska může být podrobena mokrému chemickému procesu (tj, vodní praní a vysokotepelné zpracování), jímž se vyrobí solná frakce, která se recykluje zpět do pece, a další prášek obohacený aluminou. Tento sekundární aluminový prášek může být také přidáván do briket, dle vynálezu, a je popisován jako „zpracovaná hliníková solná struska“ („treated aluminium salt slag“). Tento produkt mívá nižší obsah halo genových materiálů (tj. fluoridů) než aluminový prášek, vyrobený zpracováním hliníkového odpadu (drceného hliníkového odpadu). Sekundární aluminový prášek mívá hmotnostní obsah halo genů 0 až 5 %, často nejméně 0,5 nebo 1 %, a s výhodou ne více než 3%.
Který z prášků bohatých na aluminu bude zvolen, závisí na požadavcích procesu. Aluminou bohaté prášky, obsahující halo geny, mohou být výhodné, jak je diskutované v přihlášce vynálezu WO 99/28253. Práškům s obsahem 1 až 3 % halogenu, tj. zpracované hliníkové solné strusce, je v tomto vynálezu dávána přednost.
Má se za to, že jak drcený hliníkový odpad, tak zpracovaná hliníková solná struska jsou výhodné proto, že mají velikost částic v rozmezí shora diskutovaném, nebo v blízkosti tohoto rozmezí. Oba materiály mohou být použity pro přidávání do briket bez dalšího snížení velikosti, nebo, není-li distribuce přesně taková jak bylo uvedeno, až po výběru příslušných frakcí. Mají další výhodu před bauxítem, neboť není zapotřebí jejich rozsáhlého mletí a drcení.
Některé prášky bohaté na aluminu se používají v cementárnách a prodávají se pod obchodními názvy Oxiton, Valoxy, Oxidur. Tyto druhy mohou být ve vynálezu použity. Velká množství aluminových prášků jsou v přítomné době odesílány na skládky a výhoda tohoto vynálezu je vtom, že poskytuje další využití pro tyto materiály (jakož i technický užitek, získaný jejich použitím).
Vlákna, vyrobená podle vynálezu, mají vysoký obsah hliníku (měřeno na základě hmotnosti AI2O3), jmenovitě nejméně 14%, s výhodou nejméně 15%, výhodněji nejméně 16% a především nejméně 18 %. Obecně není množství hliníku větší než 35 %, s výhodou ne větší než 30 %, výhodněji ne větší než 26 nebo 23 %,
Vlákna a taven i na, ze které byly vyrobeny, mají obecně složení dle analýzy (měřeno na základě hmotnosti oxidů) ostatních prvků v různých rozmezích, definovaných následujícími normálními a preferovanými spodními a horními limity:
- SiO2: nejméně 30, 32, 35 nebo 37; ne více než 51,48, 45 nebo 43
- CaO: nejméně 8 nebo 10; ne více než 30, 25 nebo 20
- MgO: nejméně 2 nebo 5; ne více než 25, 20 nebo 1 5
- FeO (včetně Fe2O3): nejméně 2 nebo 5; ne více než 15, 12 nebo 10
- FeO+MgO: nejméně 10, 12 nebo 15; ne více než 30, 25 nebo 20
- Na2O+K2O: nula nebo nejméně 1; ne více než 10
- CaO+Na2O+K2O: nejméně 10 nebo 15; ne více než 30 nebo 25
- TÍO2: nula nebo nejméně 1; ne více než 6, 4 nebo 2
- TiO2+FeO: nejméně 4 nebo 6; ne více než 18 nebo 12
-4CZ 302028 B6
- B2O3: nula nebo nejméně 1; ne více než 5 nebo 3
- P2O5: nula nebo nejméně 1; ne více než 8 nebo 5
- ostatní: nula nebo nejméně 1; ne více než 8 nebo 5
Ve vynálezu se dává přednost tomu, že množství železa ve vláknech je 2 až 15 %, s výhodou 5 až 12 %. Šachtové pece, jako jsou pece kopulové, mívají redukující atmosféru, která může způsobovat redukci oxidů železa na kovové železo. To se do taveniny a do vláken nesmí dostat a musí se z pece odstraňovat- Podmínky v peci se musí přísně kontrolovat, aby nedocházelo k nadměrné redukcí železa. Je překvapující, že příměs kovového hliníku je v takových procesech výhodná, io jelikož hliník se v peci oxiduje, a lze očekávat, že dojde ke zvýšení redukce železa. My jsme však ve shodě s vynálezem zjistili, že je možné vyrobit finální produkt vláken, s významným obsahem oxidu železa.
Vynález má význam zejména pro výrobu vláken, která jsou rozpustná ve fyziologickém roztoku.
Vhodná, vysoce hliníková, biologicky rozpustná vlákna, která mohou být výhodně vyrobena podle předloženého vynálezu, jsou popsána ve WO 96/14454 a ve WO 96/14274. Další jsou popsána ve WO 97/29057, DE-U 2970027 a ve WO 97/30002. Ke každému z nich jsou dány reference.
Vlákna jsou přiměřeně rozpustná v plicních tekutinách, jak ukazují testy in vivo nebo in vitro, typicky prováděných ve fyziologických roztocích, pufrovaných asi na pH 4,5. Vhodné rozpustnosti jsou popsány ve WO 96/14454. Obvyklá rychlost rozpouštění v solném roztoku je nejméně 10 nebo 20 nm za den.
Vlákna mají s výhodou teplotu slinutí nad 800 °C, výhodněji nad 1000 °C.
Tavenina má s výhodou viskozitu, při teplotě zvláknění, 0,5 až 10 Pa.s, s výhodou 1 až 7 Pa.s při 1400 °C. V tomto vynálezu je podstatné to, že pec je šachtová, samonosný sloupec minerálního materiálu je zahříván a tavenina odtéká ke spodku sloupce, kde obvykle vytvoří kaluž, ze které dále odtéká do vláknotvomého procesu. V některých případech může tavenina odtékat ze spodku sloupce do jiné komory, kde se shromažďuje jako zásoba a odtud odtéká do vláknotvomého procesu. Přednostní typ šachtové pece je pec s kopulí.
Dále je ve vynálezu podstatné to, že nakládka je ve formě briket. Brikety se zhotovují známým způsobem, uhnětením směsi požadovaných částieových materiálů (zahrnující vysoce hliníkový materiál), přidáním pojivá, zformováním do briket a vytvrzením pojivá.
Pojivém může být hydraulické pojivo, které se aktivuje vodou, např. portlandský cement. Jiná hydraulická pojivá mohou zčásti nebo zcela nahradit cement, příkladem je vápno, prášková vysokopecní struska (JP-A 51075711) a některé jiné strusky, dále prach z pece na pálení cementu a mleté granálie MMVF (US 4 662 941 a US 4 724 295).
Alternativní pojivá zahrnují též jíl. Brikety se mohou také připravovat s organickým pojivém, jako je melasa, jak to popisuje např, WO 95/34514; takové brikety jsou zde popisovány jako „formstones“.
Nejméně jednu čtvrtinu hliníku ve vláknech tvoří definovaný, vysoce hliníkový minerál, přidaný do briket, s výhodou nejméně 50 %, výhodněji nejméně 75 % a nej výhodněj šíje, když v podstatě veškerý hliník ve vláknech pochází z tohoto definovaného, vysoce hliníkového materiálu.
Obecně nejméně 20 až 25 %, s výhodou nejméně 30 % hmotn. nakládky tvoří brikety. V některých procesech se dává přednost vyššímu množství, tj. 45 až 55 % a někdy jsou upřednostňována množství nad 80 %. Vynález je zvláště prospěšný v procesech, kde významná část nakládky (tj. nad 25 %) je ve formě briket.
-5CZ 302028 B6
Brikety obecně obsahují nejméně 5 % hmotn. definovaného hliníkového minerálu, s výhodou nejméně 10 až 15 %. Mohou obsahovat více než 20 % ale obecně neobsahují více než 45 nebo 50 % definovaného hliníkového materiálu.
Ostatními materiály v briketách a ve zbytku nakládky mohou být jakékoli vhodné přírodní nebo odpadové materiály. Jiné vhodné odpady, které mohou být použity ve vynálezu, zahrnují strusky z metalurgického průmyslu, zvláště strusky z výroby ocele, jako jsou konvertorové strusky nebo EAF strusky a strusky z průmyslu slitin železa, jako jsou slitiny železo—chrom, železo-mangan nebo železo-křemík; strusky. Dále rezidua z primární výroby hliníku, jako jsou opotřebovaná io vyložení hliníkových pánví, nebo červený kal („red mud“); sušený nebo mokrý kal z papírenského průmyslu, splaškový kal, melasa, bělicí hlinka, zbytky ze zpopelnění domácích a průmyslových odpadů, zvláště strusky nebo popely z filtrů ze spalování městských pevných odpadů. Také se do briket může použít skleněný odpad (nebo strusky) ze zeskelňování ostatních odpadních produktů, skleněná drť, odpadní produkty z těžebního průmyslu, zvláště hlušina („minestone“) z těžíš by uhlí, zbytky ze spalování fosilních paliv, hlavně ze spalování koksu z elektráren. Dále opotřebovaný brusný písek, opotřebovaný písek z přípravy forem pro odlévání železa a oceli, odpad z prosévání písku, sklem ztužené plasty, drobný materiál a zlomkový odpad z cihelného a keramického průmyslu. Též se mohou použít toxické přírodní horniny.
Protože vynález může s výhodou využívat odpadní materiály, které mohou mít proměnlivý obsah, je žádoucí kontrolovat taveninu a vlastnosti vláken a měnit podle potřeby výrobní podmínky, aby se docílila jednotná produkce. Nejlépe se to provádí tak, jak je popisováno v přihlášce vynálezu WO 99/28251. MMV vlákna se mohou vyrábět z vláknotvomé minerální taveniny obvyklým způsobem. Obecně jsou zhotovována centroběžným tažením. Vlákna se např. dají vyrábět způsobem, který využívá zvlákňovací perforovaný pohárek, z něhož se taven ina vy štrikuje otvory ven, nebo může být taven ina vymršťována z rotujícího disku a tvorba vláken je podporována profukováním plynu taveninou. Výroba vláken se s výhodou provádí naléváním taveniny na první rotor kaskádového rozvlákňovacího kotouče. S výhodou se tavenina nalévá na první ze sady dvou, tří nebo čtyř rotorů, z nichž každý rotuje kolem v podstatě horizontální osy. Tavenina na prvním rotoru je primárně odstřikována na druhý (nižší) rotor, přičemž část taveniny může opouštět první rotor ve formě vláken. Tavenina na druhé rotoru jej opouští už ve formě vláken, přitom část taveniny může být odstřikována na třetí (nižší) rotor, atd.
Následují příklady. Každý z nich popisuje nakládku pro kopulovou pec a uvádí analýzu následné taveniny určené ke zvláknění, např. za použití kaskády rozvlákňujících kotoučů.
-6CZ 302028 B6
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Cementové brikety se zpracovanou hliníkovou solnou struskou Složení zpracované hliníkové solné strusky
SiO2 (hmotn* %) A12O3 (hmotn* %) TiO2 (hmotn. %) FeO (hmotn* %) CaO (hmotn. %) MgO (hmotn. %) Na2O (hmotn. %) K2O (hmotn. %) F (hmotn. %) Ztráty spalová- ním (hmotn. %)
7,0 65,3 0,3 1,4 3,0 8,6 1,0 0,4 2,2 9
Cementové brikety:
Zpracovaná hliníková solná struska: 16,5 %, cement: 14,5 %, procesní odpadní vlna: 37% procesní odpadní struska: 21 %, pánvová struska: 4,5 %, struska ze dna: 3,5 %, bauxit: 3%
Tyto cementové brikety mají výhodu oproti „normálním“ cementovým briketám ve vyšší odolnosti k mechanické zátěži při dopravě a různých přesunech, kde se ztráty způsobené drobením snižují. Také mají zlepšenou stabilitu v peci.
Nakládka do pece:
Cementová briketa: 50 %, čedič: 50 %
Složení taveniny z pece
SiO2 (hmotn. %) A12O3 (hmotn, %) TiO2 (hmotn* %) FeO (hmotn. %) CaO (hmotn. %) MgO (hmotn. %) Na2O (hmotn, %) K2O (hmotn, %) MnO (hmotn* %) Viskozi- ta (Pa.s)
40,2 20,6 2,1 5,4 17,9 10,0 1,3 1,4 0,3 2,02
Příklad 2
Brikety z jílu se zpracovanou hliníkovou solnou struskou 35 Brikety z jílu:
Zpracovaná hliníková solná struska: 8 %, jíl: 50 %, olivínový písek: 4 %, železná ruda: 2 %, procesní odpadní vlna: 32 %, ostatní procesní odpad: 4%
-7CZ 302028 B6
Cementové brikety:
Zpracovaná hliníková solná struska: 40 %, pánvová struska: 51 %, cement: 9 %
Nakládka do pece:
Brikety z jílu: 86 %, cementové brikety: 6 %, konvertorová struska: 6 %, kusová procesní struska: 2 %
Celkový obsah zpracované hliníkové solné strusky v nakládce je 9,3 %.
Složení taveniny z pece
SiO2 (hmotn, %) A12O3 (hmotn, %) TiO2 (hmotn, %) FeO (hmotn. %) CaO (hmotn, %) MgO (hmotn. %) Na2O (hmotn. %) K2O (hmotn. %) MnO (hmotn. %) Viskozi- ta (Pa.s)
42,9 18,8 0,8 6,3 20,5 6,6 0,6 1,7 0,5 2,61
Ve srovnání s normálními podmínkami, byla spotřeba koksu snížena o 1,5 % (z 13,2 na 11,7 %) při použití briket z jílu se zpracovanou hliníkovou solnou struskou. To bylo doprovázeno vzrůstem teploty taveniny (z 1495 až 1510 °C na 1526 až 1530 °C).
Příklad 3 „Formstones“ se zpracovanou hliníkovou solnou struskou „Formstones“:
Zpracovaná hliníková solná struska: 19 %, vápno: 3%, melasa: 9 %, výrobní odpad: 64 %, železná ruda: 5 %
Nakládka do pece:
,,Formstones“: 31 %, diabas: 47 %, vysokopecní struska: 16 %, dolomit 6 %
Složení taveniny z pece
SiO2 Al2o3 TiO2 FeO CaO MgO Na2O K2O MnO Viskozi-
(hmotn. (hmotn. (hmotn. (hmotn. (hmotn. (hmotn. (hmotn. (hmotn. (hmotn. ta
%) %) %) %) %) %) %) %) %) (Pa.s)
40,1 20,3 1,8 6,2 18,4 7,9 3,0 1,1 0,2 2,46
Při náhradě normálně používaných bauxitových hrud 20 % „formstones“ se ušetří 1 % koksu (z 12,8 na 11,8%).

Claims (19)

1. Způsob výroby syntetických skleněných vláken, používající prostředek, který obsahuje nejméně 14 % hliníku, měřeno jako hmotnost A12O3 vztaženo na oxidy, přičemž způsob se skládá z
- vytvoření samonosného sloupce z minerální nakládky ve formě briket,
- roztavení nakládky tak, že na dně pece vytvoří taveninu, mající stejné složení jako vlákna,
- odstranění taveniny ze dna pece a zvláknění taveniny, vyznačující se tím, že nejméně jedna čtvrtina hliníku v nakládce je vložena do briket jako částicové minerály s obsahem aluminy, a že tyto ěásticové minerály s obsahem aluminy mají 0,5 až 10% hmotnostních kovového hliníku, 50 až 90% hmotnostních aluminy AI2O3 a 0 až 49,5 % hmotnostních ostatních materiálů.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že 90 % hmotnostních částicových minerálů s obsahem aluminy má velikost částic pod 200 mikrometrů.
3. Způsob podle nároku 1 nebo nároku 2, vyznačující se tím, že minerály sobsahem aluminy mají 2 až 6 % hmotnostních kovového hliníku.
4. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že minerály s obsahem aluminy mají 60 až 72 % hmotnostních aluminy A12O3.
5. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že minerály s obsahem aluminy mají 3 až 20 % hmotnostních SiO2 a 3 až 15 % hmotnostních MgO.
6. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že minerály s obsahem aluminy jsou drcený hliníkový odpad.
7. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž5, vyznačující se tím, že minerály s obsahem aluminy jsou zpracovaná hliníková solná struska.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že zpracovaná hliníková solná struska obsahuje halogen, s výhodou fluor, v množství 1 až 4 % hmotnostních.
9. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že vlákna obsahují 18 až 30 % hliníku, měřeno podle hmotnosti Al2O3.
10. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že vlákna obsahují 5 až 12 % hmotnostních železa, měřeno podle hmotnosti FeO.
11. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že typem pece je pec kopulová.
12. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nejméně 25 % minerální nakládky je ve formě briket.
13. Brikety vhodné pro výrobu syntetických skleněných vláken, vyznačující se tím, že obsahují nejméně 5% hmotnostních částicového minerálu s obsahem aluminy, který má složení 0,5 až 10 % hmotnostních kovového hliníku, 50 až 90 % hmotnostních aluminy AI2O3 a 0 až 49,5 % hmotnostních ostatních materiálů, vztaženo na hmotnost brikety.
-9CZ 302028 B6
14. Brikety podle nároku 13, vyznačující se tím, že obsahují nejméně 10 % hmotnostních částicového materiálu s obsahem aluminy, vztaženo na hmotnost brikety.
15. Brikety podle nároku 13 nebo 14, v y z n a č u j í c í se t í m , že mají kterýkoli z dalších
5 charakteristických rysů, uvedených v nárocích 2 až 8.
16. Způsob výroby syntetických skleněných vláken skládající se z přípravy minerální nakládky zahrnující brikety, z roztavení nakládky za vytvoření taveniny a ze zvláknění taveniny, vyznačující se tím, že se použijí brikety obsahující nejméně 5 % hmotnostních částiio cového minerálu s obsahem aluminy, který má složení 0,5 až 10 % hmotnostních kovového hliníku, 50 až 90 % hmotnostních aluminy A12O3 a 0 až 49,5 % hmotnostních ostatních materiálů, vztaženo na hmotnost brikety.
17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že vlákna obsahují nejméně 14 %
15 hliníku, měřeno jako hmotnost A12O3, vztaženo na oxidy.
18. Způsob podle nároku 16 nebo nároku 17, vyznačující se tím, že minerální nakládka je v šachtové peci připravena ve formě samonosného sloupce a je roztavena tak, že vytváří na dně pece taveninu.
19. Způsob podle kteréhokoli z nároků 16 až 18, v y z n a č u j í c í se t í m , že brikety obsahují nejméně 10% hmotnostních částicového minerálu s obsahem aluminy, vztaženo na hmotnost brikety.
CZ20001860A 1997-12-02 1998-12-02 Zpusob výroby syntetických sklenených vláken a brikety vhodné pro jejich výrobu CZ302028B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97309674 1997-12-02
EP97309675 1997-12-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20001860A3 CZ20001860A3 (cs) 2001-04-11
CZ302028B6 true CZ302028B6 (cs) 2010-09-08

Family

ID=26147717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20001860A CZ302028B6 (cs) 1997-12-02 1998-12-02 Zpusob výroby syntetických sklenených vláken a brikety vhodné pro jejich výrobu

Country Status (13)

Country Link
EP (2) EP1911729A1 (cs)
JP (1) JP2001524447A (cs)
AU (1) AU2156999A (cs)
CA (1) CA2312838C (cs)
CZ (1) CZ302028B6 (cs)
DE (2) DE69838798T2 (cs)
ES (1) ES2291000T3 (cs)
HU (1) HUP0004516A3 (cs)
PL (1) PL193566B1 (cs)
PT (1) PT1037861E (cs)
SI (1) SI1037861T1 (cs)
SK (1) SK286948B6 (cs)
WO (1) WO1999028252A1 (cs)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU6149400A (en) * 1999-06-10 2001-01-02 Rockwool International A/S Briquettes, their use in mineral fibre production and their production
FI110607B (fi) * 2000-06-20 2003-02-28 Paroc Group Oy Ab Menetelmä briketin ja mineraalivillan valmistamiseksi
ES2254540T3 (es) * 2001-02-21 2006-06-16 DEUTSCHE ROCKWOOL MINERALWOLL GMBH & CO. OHG Procedimiento para fabricar materiales aislantes de fibras minerales.
DE10114985C5 (de) * 2001-03-26 2017-08-24 Hans-Peter Noack Verfahren zur Herstellung von Mineralwolle
DE10352323B4 (de) * 2002-11-06 2011-09-15 Deutsche Rockwool Mineralwoll Gmbh + Co Ohg Verfahren zur Herstellung einer mineralischen Schmelze
HRP20050490A2 (en) * 2002-11-06 2006-02-28 Rockwool International A/S Processes of forming mineral fibres
DE102005040268A1 (de) * 2004-10-20 2006-05-04 Deutsche Rockwool Mineralwoll Gmbh + Co Ohg Formkörper für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern
DE102005001570A1 (de) * 2004-10-20 2006-04-27 Deutsche Rockwool Mineralwoll Gmbh + Co Ohg Formkörper für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfaser
DE102005040269B4 (de) * 2004-10-20 2007-11-08 Deutsche Rockwool Mineralwoll Gmbh & Co. Ohg Formkörper für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Formkörper
US7919631B2 (en) 2007-02-14 2011-04-05 Eastman Chemical Company Production of ionic liquids
GB2454231B (en) * 2007-11-01 2012-10-03 Advanced Mineral Recovery Technologies Ltd Method of and system for processing red mud
US8158777B2 (en) 2008-02-13 2012-04-17 Eastman Chemical Company Cellulose esters and their production in halogenated ionic liquids
KR101477733B1 (ko) * 2011-04-12 2014-12-30 주식회사 케이씨씨 생용해성 미네랄울 섬유 조성물 및 미네랄울 섬유
ES2761326T3 (es) 2011-04-13 2020-05-19 Rockwool Int Procesos para formar fibras vítreas artificiales
WO2014171562A1 (ko) * 2013-04-15 2014-10-23 주식회사 케이씨씨 체액에 대한 용해성이 우수한 미네랄울 섬유 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 미네랄울 섬유
FR3043399B1 (fr) * 2015-11-09 2018-01-05 Eco'ring Procede de production de laine de roche et de fonte valorisable
FR3104568B1 (fr) * 2019-12-11 2022-07-22 Saint Gobain Isover Procede de fabrication de laine minerale
CN115279703A (zh) * 2020-01-30 2022-11-01 洛科威有限公司 人造玻璃质纤维的制造方法
CA3166594A1 (en) * 2020-01-30 2021-08-05 Ejvind Voldby LARSEN Method of making mineral fibres
CA3166601A1 (en) * 2020-01-30 2021-08-05 Lars Elmekilde Hansen Method for making man-made vitreous fibres
CN116648434A (zh) 2020-11-19 2023-08-25 洛科威有限公司 用于生产人造矿物纤维的熔体的制备方法
CN118251367A (zh) 2021-11-05 2024-06-25 洛科威有限公司 制备用于生产人造矿物纤维的熔体的方法
WO2024047238A1 (en) 2022-09-02 2024-03-07 Rockwool A/S Process for recycling waste mineral material
WO2025181094A1 (en) 2024-02-27 2025-09-04 Rockwool A/S Process for recycling waste mineral material

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992004289A1 (en) * 1990-08-29 1992-03-19 Paroc Oy Ab Raw material briquette for mineral wool production and process for its preparation and its use
US5198190A (en) * 1990-12-21 1993-03-30 Enviroscience, Inc. Method of recycling hazardous waste
CZ281311B6 (cs) * 1990-09-11 1996-08-14 Rockwool International A/S Způsob přípravy taveniny pro výrobu minerálních vláken a pec k provádění způsobu
WO1997030002A1 (en) * 1996-02-16 1997-08-21 Partek Paroc Oy Ab Mineral fibre
CZ288196B6 (en) * 1994-02-11 2001-05-16 Rockwool Int Synthetic glass fibers

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6077147A (ja) * 1983-10-04 1985-05-01 Isolite Babcock Taika Kk Al↓2O↓3−SiO↓2系セラミツク繊維とその製造法
FI78447C (fi) * 1987-11-27 1989-08-10 Outokumpu Oy Tillsaettning av ferrokromslagg foer framstaellning av eldfasta och kemiskt bestaendiga fibrer.
DE69525645T2 (de) * 1994-11-08 2002-08-22 Rockwool International A/S, Hedehusene Synthetische Glasfasern

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992004289A1 (en) * 1990-08-29 1992-03-19 Paroc Oy Ab Raw material briquette for mineral wool production and process for its preparation and its use
CZ281311B6 (cs) * 1990-09-11 1996-08-14 Rockwool International A/S Způsob přípravy taveniny pro výrobu minerálních vláken a pec k provádění způsobu
US5198190A (en) * 1990-12-21 1993-03-30 Enviroscience, Inc. Method of recycling hazardous waste
CZ288196B6 (en) * 1994-02-11 2001-05-16 Rockwool Int Synthetic glass fibers
WO1997030002A1 (en) * 1996-02-16 1997-08-21 Partek Paroc Oy Ab Mineral fibre

Also Published As

Publication number Publication date
EP1911729A1 (en) 2008-04-16
WO1999028252A1 (en) 1999-06-10
ES2291000T3 (es) 2008-02-16
DE69838798D1 (de) 2008-01-10
JP2001524447A (ja) 2001-12-04
EP1037861A1 (en) 2000-09-27
SK7952000A3 (en) 2001-03-12
CA2312838C (en) 2008-08-26
SK286948B6 (sk) 2009-08-06
PT1037861E (pt) 2007-12-18
HUP0004516A3 (en) 2011-03-28
DE69838798T2 (de) 2008-04-10
EP1037861B1 (en) 2007-11-28
CZ20001860A3 (cs) 2001-04-11
SI1037861T1 (sl) 2008-10-31
WO1999028252B1 (en) 1999-08-05
DE98965734T1 (de) 2007-01-18
PL193566B1 (pl) 2007-02-28
AU2156999A (en) 1999-06-16
CA2312838A1 (en) 1999-06-10
PL341005A1 (en) 2001-03-12
HUP0004516A2 (hu) 2001-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ302028B6 (cs) Zpusob výroby syntetických sklenených vláken a brikety vhodné pro jejich výrobu
RU2358917C2 (ru) Способ получения минерального расплава
EP1036044B1 (en) Production of man-made vitreous fibres
JPH0925137A (ja) 高強度ロックウール及びその製造方法
CN115298144A (zh) 人造玻璃质纤维的制造方法
WO2017091607A1 (en) System and method for forming spherical silica-based proppant and pig iron utilizing mining slag
BG62480B1 (bg) Метод за получаване на минерални влакна
EP1036041B1 (en) Processes for the production of man-made vitreous fibres
WO2000076929A1 (en) Briquettes, their use in mineral fibre production and their production
EP1036042B1 (en) Production of man-made vitreous fibres
CN105819871A (zh) 一种铁水包用吹气赶渣喷枪及其制备方法
CN107973586A (zh) 处理铬铁渣的方法和陶瓷砖
EP1036043B1 (en) Process for the production of man-made vitreous fibres
WO2000076927A1 (en) Production of man-made vitreous fibres
CN115279704A (zh) 制造矿物纤维的方法
RU2365542C2 (ru) Способ изготовления изоляционных материалов из минеральных волокон и засыпка для плавильного агрегата для получения минерального расплава
EP1042238A1 (en) Apparatus and method for the production of man-made vitreous fibres
EP1036040B1 (en) Processes and apparatus for the production of man-made vitreous fibres
JPH04332386A (ja) 窯炉内面のコーティング材料と方法

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MK4A Patent expired

Effective date: 20181202