CZ306481B6

CZ306481B6 - Způsob výroby hrudkujícího silikátového steliva

Info

Publication number: CZ306481B6
Application number: CZ2015-516A
Authority: CZ
Inventors: František Pticen; Vojtěch Zítko
Original assignee: Sedlecký kaolin a.s.
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-02-08
Also published as: CZ2015516A3

Abstract

Předmětem vynálezu je způsob výroby hrudkujícího steliva pro kočky a drobná zvířata ze vstupní silikátové suroviny. Nejdříve se upraví vlhkost vstupní silikátové suroviny z původní vlhkosti na maximální vlhkost 10 až 28 % hmotn., takto vytvořená hmota v těstovitém stavu se roztírá v prostoru mezi vnitřním otáčejícím se bubnem s vně vystupujícími výstupky a vnější statickou stěnou, čímž se v závislosti na rychlosti otáčení bubnu a vzdálenosti konců výstupků od vnější stěny vytváří vlhký granulát steliva např. ve formě oválků nebo kuliček požadované velikosti, načež se tento vlhký granulát suší ve vznosu na vzduchovém loži na požadovanou rovnoměrně v granulátu rozloženou vlhkost v rozsahu 10 .+-. 5 % hmotn. až 10 .+-. 3 % hmotn. a současně se jemná frakce filtrací odprašuje, čímž se získává bezprašný granulát steliva definované zrnitosti a vlhkosti.

Description

Způsob výroby hrudkujícího silikátového steliva

Oblast techniky

Předmětem vynálezu je způsob výroby bezprašného, hrudkujícího silikátového steliva pro kočky a drobná zvířata ve formě granulátu na bázi zejména bentonitu, zeolitu, jílu, kaolinu, písku, expandovaného perlitu, expandovaného vermikulitu, muskovitu, biotitu, expandovaného cypřišového jílu a lehčeného páleného kaolinu nebo jejich směsi.

Dosavadní stav techniky

Jako stelivo pro drobné domácí zvířectvo, zejména pro kočky, se používají granuláty, které slouží k zachycování a sorpci zvířecích odpadů. Na trhu jsou minerální granuláty různé zrnitosti s obsahem poj i v či jiných aditiv, které vytvářejí v přítomnosti tekutého odpadu aglomeráty, vlhké hrudky. Nevýhodou některých steliv je zvýšený podíl prachu, který se projevuje nejenom při výrobě a přepravě, ale i užití u spotřebitele, kde dochází ke znečišťování domácností. Velkou nevýhodou vyráběných komerčních steliv může být často jejich hmotnost, resp. sypná hmotnost steliva, která často limituje přepravu a jeho převzetí odběratelem. Stelivo pro kočky a drobná zvířata jako přírodní hrudkující sorbent se vyrábí např. způsobem podle CZ patentu 299576. Natěžená vhodná surovina na bázi bentonitu, zeolitu nebo jejich směsí se aktivuje přídavkem iontů Na⁺ hnětením v kolovém mlýně nebo rychlomísidle, nechá se odležet a poté se suší v kusovitém stavu v třípasové sušárně, zdrobňuje, drtí a třídí na komerční zmitostní frakci v rozmezí přibližně 0,5 až 7 mm, balí a expeduje jako přírodní stelivo pro kočky a drobná zvířata. Přitom má výrobek, podle použitých surovin, sypnou hmotnost nejčastěji v rozmezí 800 až 1200 kg/m³ a obsahuje nevýhodně velmi jemné prachovité částice. Cílem předloženého vynálezu je způsob výroby bezprašného silikátového steliva ve formě granulátu, které se získává speciální přípravou granulátu a sušením ve vznosu na vzdušném loži oproti běžnému způsobu výroby steliva pro kočky a drobná zvířata.

Podstata vynálezu

Předložený vynález se týká způsobu výroby hrudkujícího steliva pro kočky a drobná zvířata ze vstupní silikátové suroviny. Podstata vynálezu spočívá v tom, že nejdříve se upraví vlhkost vstupní silikátové suroviny z původní vlhkosti na maximální vlhkost 10 až 28 % hmotn., takto vytvořená hmota v těstovitém stavu se roztírá v prostoru mezi vnitřním otáčejícím se bubnem s vně vystupujícími výstupky a vnější statickou stěnou, čímž se v závislosti na rychlosti otáčení bubnu a vzdálenosti konců výstupků od vnější stěny vytváří vlhký granulát steliva např. ve formě oválků nebo kuliček požadované velikosti, načež se tento vlhký granulát suší ve vznosu na vzduchovém loži na požadovanou rovnoměrně v granulátu rozloženou vlhkost v rozsahu 10 ± 5 % hmotn. až 10 ± 3 % hmotn. a současně se jemná frakce filtrací odprašuje, čímž se získává bezprašný granulát steliva definované zrnitosti a vlhkosti.

Vstupní silikátová surovina může být vybraná ze skupiny zahrnující surovinu na bázi bentonitu, zeolitu, jílu, kaolinu, expandovaného perlitu, expandovaného vermikulitu, muskovitu, biotitu, expandovaného cypřišového jílu a lehčeného páleného kaolinu nebo jejich směsi pomocí přídavku silně porézních a nasákavých látek a produktů ze skupiny expandovaného cypřišového jílu, expandovaného perlitu, páleného kaolinu, křemeliny nebo suchého odpadního produktu, zahrnující úlety a odprašky z bentonitu, jílu, kaolinu, zeolitu nebo zahrnující slídu, písek, dřevěné piliny, perlit nebo suchý prášek případně část vysušeného granulátu v podobě steliva pro kočky a drobná zvířata, kde původní vlhkost této vstupní silikátové suroviny je v rozsahu 30 až 45 % hmotn.

Alternativně může být vstupní silikátová surovina vybraná ze skupiny zahrnující suché bentoni

- 1 CZ 306481 B6 tické nebo zeolitové prášky, případně prášky z lehěených pálených kaolinů, o vlhkosti maximálně 5 % hmotn., ve směsi s předem připravenou ultra jemně vytříděnou, silně lepivou, zahuštěnou a natrifikovanou bentonitickou suspenzí s vysokým obsahem minerálu montmorillonitu v rozsahu 70 až 95 % hmotn.

V průběhu úpravy vlhkosti vstupní silikátové suroviny se může provádět její natrifikace přídavkem Na⁺ iontů.

Při tvorbě granulátu se jeho povrch může upravovat přídavkem práškových, tekutých nebo plynných látek pro dosažení změny jeho barvy nebo bělosti, zvýšení sorpěních schopností, ovlivnění jeho elektrické a tepelné vodivosti, kapilarity povrchových vrstev, velikosti adhezních sil a hrudkovatelnost, velikosti pH výrobku, pevnosti vytvořených hrudek, sypné hmotnosti, zářivosti nebo lesku.

Je výhodné, že způsob výroby podle tohoto vynálezu umožňuje snížení měrné spotřeby plynu na sušení granulátu. Dochází ke snížení výrobních nákladů, k žádanému nárůstu výkonu produkce bezprašného steliva a k úsporám tepelné energie, kterou lze následně převést i na energii elektrickou (kogeneraění jednotka).

Granulát steliva o přesném zmitostním složení ve tvaru oválků až kuliček se tvoří ve speciálním zařízení - granulátoru. Cílem granulátoru je dále rozmělnit předem míchaný produkt z výrobkového směšovače na granule o rozměrech, které jsou vhodné pro správné sušení v sušičce s fluidním ložem. Granulátor se skládá z otáčivého bubnu s nastavitelnými kolíky. Tvorbu správných granulí o přesné zrnitosti zajišťuje optimální rychlost otáčení kolíků v kombinaci s vhodně zvolenou vzdáleností mezi nimi a vnější stěnou tělesa. Vytvořený granulát pak vstupuje do fluidní, třídící sušárny s možností regulace granulometrického složení, vlhkosti steliva a optimalizace jeho vlhkostního a teplotního pole (rovnoměrné a citlivé sušení granulátu steliva ve vznosu, kdy nedochází k nevhodnému přesoušení vrchních vrstev granulátu a ten má potom rovnoměrně rozloženou požadovanou vlhkost). Při tvorbě granulátu lze silikátovou surovinu pro výrobu steliva také výhodně aktivovat (natrifikovat) s přídavkem sodných iontů, ale rovněž provádět úpravu povrchu granulátu (práškem, tekutinou, plynem), například zvyšovat jeho bělost a barevnost, zvyšovat jeho sorpční schopnost, ovlivňovat jeho elektrickou a tepelnou vodivost, kapilaritu povrchových vrstev steliva, velikost adhezních sil a tedy hrudkovatelnost, hodnotu pH výrobku, pevnost vytvořených hrudek, sypnou hmotnost, zářivost, lesk apod.

Fluidní sušení granulátu steliva ve vznosu (vzdušném loži) umožňuje šetrnou a eťektivní úpravu vlhkosti, granulometrie a teploty steliva s dosažením nízké měrné spotřeby plynu na sušení s možností dalšího využití vlhkého a teplého odpadního tepla. Výhodou tohoto způsobu sušení je také odsátí nejjemnějších prachovitých částic steliva v zrnitostní frakci 0 až 500 mikrometrů a dosažení bezprašného produktu o přesné granulometrii s minimální prachovitostí. Úpravou podmínek při sušení granulátu steliva ve vznosu lze vyrábět produkty, po provedeném vibračním a jiném třídění na sítech a drcení, s ostře ohraničeným zmitostním složením, například frakce cca 0,1 až 0,5 mm, 0,1 až 2 mm, 0,1 až 5,0 mm, 0,1 až 7,0 mm, ale i tradiční 0,5 až 5,0 mm, 0,5 až 7 mm, 0,5 až 10 mm apod. Snížením spodní hranice třídění odprášením nejjemnějších částic při sušení z cca 0,5 mm až na přibližně 0,1 mm dochází k příznivému zvýšení množství produkovaného steliva a snižují se i ztráty v úletech a odprašku, které jsou tak minimální. Způsob sušení dovoluje vyrábět steliva s úzce vymezenou hodnotou vlhkosti, například 10 % hmotn. ± 3 % hmotn. Produkt úpravy se výhodně nepřesušuje a nebo naopak neobsahuje vlhké kousky, které by byly nevýhodné např. příjemném mletí vysušeného granulátu pro slévárenská pojivá.

-2CZ 306481 B6

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Bentonitický jíl Osmosa s vlhkostí 38 % hmotn. z těžby se po odstranění kamenů nejprve aktivuje sodnou solí (např. NaiCOj) v kolovém mlýně nebo mísidle Morando a před anebo při granulaci v granulátoru se snižuje vlhkost aktivovaného bentonitu přídavkem asi 10 % hmotn. silně ίο porézního, vypáleného cypřišového jílu (keramzitu). Směs bentonitu a aktivního kameniva, které snižuje vlhkost bentonitu, vstupuje ve formě granulátu po zpracování v granulátoru do fluidní sušárny, kde dochází k šetrnému a homogennímu sušení granulátu steliva na vlhkost 10 % hmotn. ± 2 % hmotn. Sušením ve vzdušném loži se oddělí zároveň vedle hlavního produktu (steliva pro kočky a drobná zvířata) odtahem nejjemnější prachovité částice cca pod 0,3 mm, které se hroma15 dí ve filtru. Tím se získá kvalitní, bezprašné hrudkující stelivo v zmitostní frakci 0,3 až 10 mm, které je možné dále dotřídit na vibračních sítech na požadovanou zmitostní frakci, například 0,1 až 7,0 mm nebo 0,1 až 5,0 mm, resp. 0,3 až 5,0 mm apod.

Příklad 2

Směs bentonitického jílu Ruprechtov a bentonitu Osmosa připravená sendvičovým způsobem natrifikace na deponii v poměru 30 : 70 % hmotn. s vlhkostí přibližně 25 % hmotn. se pomocí podavače dopravuje do granulátoru, ve kterém se vytvoří oválky až kuličky o velikosti přibližně 25 0 až 10 mm, které se následně suší ve vznosu ve fluidní třídící sušárně na vlhkost 10 až 12 % hmotn. Zároveň tu dochází k žádanému vzduchovému odtřídění prachovitých částic, které se akumulují ve filtru (odprašek). Výsledkem úpravy je hrudkující stelivo pro kočky a drobná zvířata o přesné granulometrii, s vysokou pevností vytvořených hrudek a s homogenním rozložením vlhkosti.

Příklad 3

Odprašek světle žlutozeleného zeolitu Bartošova Lehótka v podobě jemného suchého prášku se 35 přidává do aktivovaného bílošedého bentonitu BM před granulací v granulátoru ke snížení vlhkosti směsi, která potom vstupuje do fluidní sušárny, kde probíhá zároveň homogenní, stejnoměrné sušení granulátu steliva a vytřídění prachovitých částic do filtru. Výsledkem úpravy je světlé stelivo pro kočky a drobná zvířata v podobě granulátu.

Příklad 4

Aktivovaná směs bentonitu Osmosa o vlhkosti přibližně 35 % hmotn. se musí před granulací upravit malým přídavkem vysušeného granulátu steliva na vstupní vlhkost pro granulací v rozme45 zí 25 až 28 % hmotn. Vytvořený granulát se potom suší ve vznosu ve fluidní sušárně, kde zároveň dochází kjeho odprášení, to je zbavení částic pod 100 až 500 mikrometrů (odtah do filtru). Oprášená část granulátu o vlhkosti 10,8 % hmotn. v zmitostní frakci 0,5 až 10 mm se dále třídí na sítech a drtí se získáním velmi kvalitního přírodního sorbujícího a hrudkujícího steliva.

Příklad 5

Odprašek Na⁺ aktivovaného, hnědého bentonitu jako prachovitý podíl ve frakci 0 až 1 mm z výroby bentonitického steliva pro kočky a drobná zvířata nebo mletý aktivovaný anebo suchý 55 neaktivovaný práškovitý bentonitický jíl se přidává do granulátoru k bentonitické surovině a pří

-3CZ 306481 B6 znivě snižují celkovou vlhkost bentonitického vstupu do granulátoru z 35 % hmotn. na 25 % hmotn. a homogenně a velmi citlivě se suší ve vznosu ve fluidní třídící sušárně na vlhkost přibližně 12 % hmotn. Výsledkem je hrudkující stelivo o zrnitosti 0,3 až 10 mm, které se dále na vibračním sítě nebo vzduchovém třídiči upravuje na komerční zmitostní frakci.

Příklad 6

Vlhký, světlý bentonitický jíl s obsahem zeolitu s vlhkostí 30 % hmotn. se upravuje před vstupem do granulátoru přídavkem cca 10 % hmotn. suchých dřevěných pilin a tím dochází k požadovanému snížení celkové vlhkosti směsi na přibližně 24 % hmotn. Po vytvoření granulí ve tvaru kuliček až oválků v granulátoru se tyto suší ve vzdušném loži na požadovanou výstupní vlhkost. Produktem úpravy je vysoce kvalitní, lehké, hrudkující stelivo pro kočky a drobná zvířata se sorpčními vlastnostmi (pohlcuje tekutiny a pachy) se sypnou hmotností v rozmezí 500 až 800 kg/m³.

Příklad 7

Mletý nebo jinak práškovitý, suchý kaolin s vysokým podílem lehké, muskovitické slídy (20 až 60 % hmotn.) s vlhkostí pod 1 % hmotn., získaný podle patentu CZ 300585 se míchá při anebo před granulací v granulátoru s bentonitem s vysokou důlní vlhkostí až 45 % hmotn. Granulát se potom rovnoměrně suší ve vznosu v třídící sušárně, ve které se zároveň odstraňuje tzv. prachovitý podíl o zrnitosti 0 až 350 mikrometrů. Tím se získá bezprašné hrudkující stelivo pro kočky a drobná zvířata.

Příklad 8

Slévárenský bentonit Brody jako pojivo slévárenských forem ve směsi bentonitu a slévárenského písku pro lití železa a litiny se vyrábí po aktivování natrifikací bentonitického jílu a přípravě granulátu v granulátoru rovnoměrným sušením ve vznosu na požadovanou teplotu a vlhkost. Granulát bentonitického slévárenského pojivá s vysokým obsahem montmorillonitu nad 70 % hmotn. ve formě kuliček a oválků má vynikající slévárenské vlastnosti a dále se jemně mele ve mlýně nájemný práškovitý produkt. Výhodou navrženého způsobu sušení slévárenského granulátu je jeho rovnoměrné rozložení vlhkosti, což je nezbytný požadavek na kvalitní a nelepivý způsob jemného mletí granulátu.

Příklad 9

Odprašek nebo úlet o zrnitosti 0 až 250 pm z drcení a třídění lehčeného bílého páleného kaolinu se ve směsi s úlety a odprašky z ultra jemného mletí bílého bentonitu slouží jako vysoušedlo v dávce 5 až 15 % hmotn. ke snížení vlhkosti bentonitického jílu s vlhkostí 35 až 40 % hmotn., kterou je nutné snížit na cca 23 až 26 % hmotn. pro přípravu granulátu v granulátoru. Po natrifikaci směsi sodou Na₂CO₃ přímo v granulátoru se vytvořené kuličky a oválky granulátu suší ve vzdušném loži fluidní sušárny. Získá se kvalitní přírodní sorbent jako stelivo pro kočky a drobná zvířata.

Příklad 10

Aplikací jemného a suchého vysoce žáruvzdorného prášku ve formě korundu (A1₂O₃), andalusitu (Al₂SiO₅), mullitického ostřivajako páleného kaolinu, dinasu apod. ve frakci pod 100 mikrometrů do směsi vlhkého slévárenského bentonitu lze nejen snížit jeho vlhkost na optimální hodnotu pro tvorbu granulátu v granulátoru, ale slouží i ke zvýšení termostability slévárenského pojivá,

-4CZ 306481 B6 který se rovnoměrně a citlivě suší ve vznosu ve fluidní sušárně a dále jemně mele na požadovanou zrnitost ve frakci cca pod 350 mikrometrů. Lze tak získat vysoce tepelně odolné slévárenské pojivo pro výrobu slévárenských forem pro lití tekutého železa nebo litiny či kovových slitin.

Příklad 11

Ultra jemné stelivo pro kočky a drobná zvířata se získává v odprášené zmitostní frakci 0,1 až 2 mm, popř. i 0,1 až 3 mm po vytvoření bentonitického granulátu ve frakci v rozsahu 0,5 až 10 10 mm, jeho vysušení ve fluidním loži ve vznosu a nadrcení v čelisťovém drtiči s minimálním obsahem prachovitého podílu.

Příklad 12

Bílý, suchý, expandovaný a velmi lehký kuličkovitý perlit (sypná hmotnost cca 80 až 200 kg/m³) o zrnitosti 0 až 5 mm se v granulátoru nebo mísiči s rotačním pohybem ovlhčuje zahuštěnou suspenzí speciálně jemně vytříděného Na⁺ aktivovaného bílého bentonitu, upraveného v suspenzi tříděním na hydrocyklónu tak, aby obsahoval minimální množství balastních minerálů a 70 až 20 95 % hmotn. extrémně lepivého a jemného sorpčně vysoce aktivního minerálu montmorillonitu.

Výsledkem jsou, po optimálním vysušení ve fluidní sušárně ve vznosu, velmi lehké a hrudkující bílé kuličky a oválky kompozitního steliva o zrnitosti například 0,1 až 1 mm, resp. až 5 mm, které mají extrémně nízkou sypnou hmotnost v rozsahu 200 až 400 kg/m³.

Příklad 13

Drcený, suchý, silně porézní a lehčený bílý metakaolin nebo lehčený kaolin KTM o zrnitosti 0,5 až 5 mm se jako kamenivo obaluje v mísidle nebo v granulátoru ve směsi s jemně vytříděným 30 světlým a aktivovaným (natrifikovaným) bentonitem ve frakci pod 10 mikrometrů. Granule steliva se pak suší ve vzduchovém loži fluidní sušárny. Produkt úpravy je světlé kompozitní a odlehčené stelivo pro kočky a drobná zvířata.

Příklad 14

Kompozitní, odlehčené stelivo pro kočky a drobná zvířata lze vyrobit v granulátoru po zabalení lehkého plnidla expandovaného vermikulitu s nízkou sypnou hmotností vytříděnou suspenzí bentonitu s velmi vysokým obsahem minerálu montmorillonitu s extrémně vysokou sorpční schop40 ností, vazností a lepivostí jako ovlhčující hustou kapalinou. Sypná hmotnost lehkého a hrudkujícího granulovaného steliva získaného sušením ve fluidní sušárně činí podle poměru plnidla a pojivá 300 až 800 kg/m³.

Příklad 15

Granulátor umožňuje při výrobě granulátu steliva i jeho povrchové úpravy, například změnu bělosti a barevnosti, jasu a zářivosti, lesku apod. Například byl vytvořený lepivý světle zelenošedý bentonitový granulát steliva před sušením ve vzduchovém loži povrchově upraven ultra jem50 ným práškem bílého bentonitu, který pevně ulpěl v povrchové vrstvě (filmu) po vysušení a příznivě změnil barvu produktu na stříbrně šedou až bílošedou. Po aplikaci světlé muskovitické slídy o vhodné granulometrii (0 až 1 mm) po vytvoření lepivého bentonitického granulátu před sušením ve fluidní sušárně bylo zase získáno stelivo na povrchu se slídou se zvýšeným leskem a zářivostí.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby hrudkujícího steliva pro kočky a drobná zvířata ze vstupní silikátové suroviny, vyznačující se tím, že nejdříve se upraví vlhkost vstupní silikátové suroviny z původní vlhkosti na maximální vlhkost 10 až 28 % hmotn., takto vytvořená hmota v těstovitém stavu se roztírá v prostoru mezi vnitřním otáčejícím se bubnem s vně vystupujícími výstupky a vnější statickou stěnou, čímž se v závislosti na rychlosti otáčení bubnu a vzdálenosti konců výstupků od vnější stěny vytváří vlhký granulát steliva např. ve formě oválků nebo kuliček požadované velikosti, načež se tento vlhký granulát suší ve vznosu na vzduchovém loži na požadovanou rovnoměrně v granulátu rozloženou vlhkost v rozsahu 10 ± 5 % hmotn. až 10 ± 3 % hmotn. a současně se jemná frakce filtrací odprašuje, čímž se získává bezprašný granulát steliva definované zrnitosti a vlhkosti.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstupní silikátová surovina je vybraná ze skupiny zahrnující surovinu na bázi bentonitu, zeolitu, jílu, kaolinu, expandovaného perlitu, expandovaného vermikulitu, muskovitu, biotitu, expandovaného cypřišového jílu a lehčeného páleného kaolinu nebo jejich směsi pomocí přídavku silně porézních a nasákavých látek a produktů ze skupiny expandovaného cypřišového jílu, expandovaného perlitu, páleného kaolinu, křemeliny nebo suchého odpadního produktu, zahrnující úlety a odprašky z bentonitu, jílu, kaolinu, zeolitu nebo zahrnující slídu, písek, dřevěné piliny, perlit nebo suchý prášek případně část vysušeného granulátu v podobě steliva pro kočky a drobná zvířata, kde původní vlhkost této vstupní silikátové suroviny je v rozsahu 30 až 45 % hmotn.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstupní silikátová surovina je vybraná ze skupiny zahrnující suché bentonitické nebo zeolitové prášky, případně prášky z lehčených pálených kaolinů o vlhkosti maximálně 5 % hmotn., ve směsi s předem připravenou ultra jemně vytříděnou, silně lepivou, zahuštěnou a natrifikovanou bentonitickou suspenzí s vysokým obsahem minerálu montmorillonitu v rozsahu 70 až 95 % hmotn.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v průběhu úpravy vlhkosti vstupní silikátové suroviny se provádí její natrifikace přídavkem Na⁺ iontů.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že při tvorbě granulátu se jeho povrch upravuje přídavkem práškových, tekutých nebo plynných látek pro dosažení změny jeho barvy nebo bělosti, zvýšení sorpčních schopností, ovlivnění jeho elektrické a tepelné vodivosti, kapilarity povrchových vrstev, velikosti adhezních sil a hrudkovatelnost, velikosti pH výrobku, pevnosti vytvořených hrudek, sypné hmotnosti, zářivosti nebo lesku.