CZ303956B6

CZ303956B6 - Zpusob inhibice tvorby sulfanu pri príprave netvarových zárovzdorných a ohnivzdorných hmot

Info

Publication number: CZ303956B6
Application number: CZ20120395A
Authority: CZ
Inventors: Ptácek@Petr; Opravil@Tomás; Havlica@Jaromír; Soukal@Frantisek
Original assignee: Vysoké ucení technické v Brne
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-07-10
Also published as: CZ2012395A3

Abstract

Popisuje se zpusob inhibice tvorby sulfanu u netvarových záruvzdorných a ohnivzdorných hmot za pouzití kyseliny fosforecné a/nebo fosforecné soli v záruvzdorném ostrivu prídavkem síranu nebo dusicnanu kovu do anorganického pojiva za vzniku sulfidu nebo disulfidu kovu. Sulfan vzniká v prubehu reakce kyseliny fosforecné se sulfidy a disulfidy, které jsou prirozenou prímesí rady prírodních surovin pojiva, napr. bauxitu. Zamezení tvorbe toxického sulfanu pri výrobe techto hmot zvysuje hygienu pracovního prostredí a snizuje dopad výroby na zivotní prostredí.

Description

Vynález se týká způsobu inhibice tvorby sulfanu při přípravě netvářových žárovzdorných a ohnivzdorných hmot s použitím kyseliny fosforečné a/nebo fosforečných solí.

Dosavadní stav techniky

Přídavkem kyseliny fosforečné, směsi kyseliny fosforečné a fosforečnanů nebo přímo fosforečnanů do směsí ostřiva, případně ostřiva s nižším obsahem jílů, než je obvyklé u klasických žáromateriálů, vznikají fosforečné soli. Kyselina fosforečná nebo směsi kyseliny fosforečné a fosforečnanů se nejčastěji přidávají do ostřiv na bázi hlinitokřemičitanů. Působením kyseliny fosforečné vznikají v ostřivu většinou fosforečnany hlinité. Ty lze přidávat do ostřiva též přímo, především u vysoce hlinitých materiálů. Lze použít i fosforečnanů amonných nebo fosforečnanů sodných a draselných, přítomnost alkalických oxidů však snižuje žárové vlastnosti. Ostatní fosforečnany lze použít také, jejich efekt není však tak značný [a].

Netvářové žárovzdomé materiály jsou směsi žárovzdomého ostřiva a anorganického pojivá, které materiál zpevní a umožní jeho nezávadný výpal při prvním uvedení tepelného agregátu do provozu. Vzniku fosforečnanů se využívá při výrobě vedle jiných typů anorganických chemických sloučenin. Například hlinitanového cementu s hydraulickými vazbami se používá k pojení netvářových žáruvzdorných hmot, jako jsou žárobetony a dusací hmoty pro monolitické vyzdívky, spojovací hmoty, tj. malty a tmely, opravárenské směsi pro horké i studené opravy; nátěrové hmoty. O technologii keramiky souborně pojednávají publikace [a, b], kde je mimo jiné přehledně popsáno použití fosfátových pojiv a vlastnosti i použití netvářových žárovzdorných staviv.

K tvorbě sulfanu dochází v případě netvářových žárohmot s obsahem fosforečnanů „in sítu“ při reakci kyseliny fosforečné a/nebo fosforečných solí v ostřivu se sulfidy a disulfidy (nejčastěji FeS₂ ve formě minerálu pyritu či markazitu), které jsou přirozenou příměsí řady přírodních surovin, zejména pak nejčastěji používaného bauxitu, používaného jako anorganické pojivo.

Vyvíjený sulfan při přípravě výše uvedených žárohmot je toxický, což představuje závažný problém jak pro pracovní, tak pro životní prostředí.

Reference [a] V. Hanykýř, J. Kutzendórfer, Technologické keramiky, Druhé upravené vydání, vydala: Vega s.r.o., 2002. ISBN: 80-900860-6-3.

[b] J. Hlaváč, Základy technologie silikátů, SNTL 1988.

Podstata vynálezu

Výše uvedený problém tvorby sulfanu související s přípravou žárovzdorných a ohnivzdorných hmot obsahujících anorganické pojivo a ostřivo za použití kyseliny fosforečné a/nebo solí kyseliny fosforečné řeší způsob inhibice tvorby sulfanu podle vynálezu.

Způsob podle vynálezu spočívající v tom, že do pojivá žáruvzdorné nebo ohnivzdorné hmoty se přidá síran nebo dusičnan kovu v množství 0,5 až 5 kg na 1000 kg pojivá a sulfan vyvíjející se při

- 1 CZ 303956 Β6 reakci kyseliny fosforečné a/nebo fosforečných solí se sulfidy a/nebo disulfidy pojivá hmoty reaguje v kyselém prostředí za vzniku sulfidu nebo disulfidu kovu.

Rozpustné soli kovů přidávané do pojivá hmoty jsou výhodně netoxické soli kationtů kovů srážející sulfidy v kyselém prostředí zahrnující Cu, Ag, Bi, Sb nebo Sn.

Sulfan, vznikající reakcí pojivá obsahujícího jako přirozenou součást sulfidy železa (pyrit, markazit) s kyselinou fosforečnou a/nebo fosforečnany ostřiva, se vysráží jako sulfid nebo disulfid výše uvedeného kovu a k tvorbě HjS nedochází.

Způsobem podle vynálezu se zamezí tvorbě toxického sulfanu při přípravě netvářových žáruvzdorných a ohnivzdorných hmot, zvýší se hygiena pracovního prostředí a sníží se dopad výroby na životní prostředí.

Podstata vynálezu je dále vysvětlena pomocí příkladů provedení, které však žádným způsobem neomezují jiná možná provedení v rozsahu patentových nároků.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Inhibice tvorby sulfanu „in šitu“ v netvářové žárohmotě na bázi kyseliny fosforečné přídavkem rozpustné soli mědi do pojivá

Do pojivové bauxitové netvářové žárohmoty na kapalné bázi kyseliny fosforečné se přidal síran měďnatý (bezvodý nebo hydrát) v množství 0,5 kg na 1000 kg pojivá. Smísením takto upraveného pojivá s ostřivem vznikl sulfid měďnatý, čímž se účinným způsobem zabránilo tvorbě sulfanu uvolňujícího se při vzniku fosforečných solí v ostřivu netvářové žárohmoty.

Příklad 2

Inhibice tvorby sulfanu „in šitu“ v netvářové žárohmotě na bázi kyseliny fosforečné a fosforečnanů hlinitých přídavkem rozpustné soli mědi do pojivá

Do pojivové bauxitové netvářové žárohmoty na bázi kyseliny fosforečné a fosforečnanů hlinitých se přidal síran měďnatý (bezvodý nebo hydrát) v množství 5 kg na 1000 kg pojivá. Smísením takto upraveného pojivá s ostřivem vznikl sulfid měďnatý, čímž se účinným způsobem zabránilo tvorbě sulfanu uvolňujícího se při vzniku fosforečných solí v ostřivu netvářové žárohmoty.

Příklad 3

Inhibice tvorby sulfanu „in šitu“ v netvářové žárohmotě na bázi kyseliny fosforečné a fosforečnanů hlinitých přídavkem rozpustné soli stříbra do pojivá

Do kapalné bauxitové hmoty netvářové žárohmoty na bázi směsi kyseliny fosforečné a fosforečnanů hlinitých se přidal dusičnan stříbrný v množství 2 kg na 1000 kg pojivá. Smísením takto upraveného pojivá s ostřivem vznikl sulfid stříbrný, čímž se významným způsobem zabránilo tvorbě sulfanu uvolňujícího se při vzniku fosforečných solí v ostřivu netvářové žárohmoty.

. 9 CZ 303956 B6

Průmyslová využitelnost

Způsob inhibice tvorby sulfanu podle vynálezu brání tvorbě tohoto toxického plynu během přípravy žárovzdomých hmot a staviv obsahujících fosforečné sloučeniny, zvyšuje hygienu a tedy i bezpečnost pracovního prostředí ve výrobním závodě, ale také při instalaci monolitických vyzdívek přímo u odběratele těchto hmot. Toto hledisko je zásadní při vyzdívání tepelných agregátů přímo u odběratele, neboť zvláště u menších a tvarově složitějších zařízení je zajištění účinného větrání takových prostorů obtížné. Dalším významným hlediskem využitelnosti vynálezu je snížení dopadu výroby na životní prostředí.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1, Způsob inhibice tvorby sulfanu při výrobě žárovzdomých a ohnivzdorných hmot obsahujících anorganické pojivo a ostřivo za použití kyseliny fosforečné a/nebo solí kyseliny fosforečné, vyznačující se tím, že se do pojivá přidá síran nebo dusičnan kovu v množství 0,5 až 5 kg na 1000 kg pojivá a sulfan vyvíjející se při reakci kyseliny fosforečné a/nebo fosforečných solí se sulfidy a/nebo disulfidy pojivá hmoty reaguje v kyselém prostředí za vzniku sulfidu nebo disulfidu kovu.
2. Způsob inhibice tvorby sulfanu podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozpustné soli kovu reagující za vzniku sulfidu nebo disulfidu v kyselém prostředí jsou soli kationtů kovů zahrnující Cu, Ag, Bi, Sb nebo Sn.