CZ309073B6 - Způsob získávání plniva nebo ostřiva kalcinací kaolinu a jeho směsí s aditivy, včetně možnosti zahřívání a vypalování dalších nerudných a rudných surovin a produktů ve víceúčelové peci - Google Patents
Způsob získávání plniva nebo ostřiva kalcinací kaolinu a jeho směsí s aditivy, včetně možnosti zahřívání a vypalování dalších nerudných a rudných surovin a produktů ve víceúčelové peci Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309073B6 CZ309073B6 CZ2021175A CZ2021175A CZ309073B6 CZ 309073 B6 CZ309073 B6 CZ 309073B6 CZ 2021175 A CZ2021175 A CZ 2021175A CZ 2021175 A CZ2021175 A CZ 2021175A CZ 309073 B6 CZ309073 B6 CZ 309073B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- products
- ore
- firing
- kaolin
- furnace
- Prior art date
Links
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 title claims abstract description 47
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000010304 firing Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000001354 calcination Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 71
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000009827 Prunus armeniaca Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 244000018633 Prunus armeniaca Species 0.000 claims abstract description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims 1
- 235000012149 noodles Nutrition 0.000 abstract description 5
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 18
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 18
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 13
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 8
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 5
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2,4-dichlorophenyl)pentyl]1,2,4-triazole Chemical compound C=1C=C(Cl)C=C(Cl)C=1C(CCC)CN1C=NC=N1 WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 3
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 3
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- QYFRTHZXAGSYGT-UHFFFAOYSA-L hexaaluminum dipotassium dioxosilane oxygen(2-) difluoride hydrate Chemical compound O.[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[F-].[F-].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O QYFRTHZXAGSYGT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 2
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 2
- -1 oxide Substances 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011031 topaz Substances 0.000 description 2
- 229910052853 topaz Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000006115 defluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001608 iron mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052629 lepidolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 206010025135 lupus erythematosus Diseases 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- WZDGZWOAQTVYBX-XOINTXKNSA-N tibolone Chemical compound C([C@@H]12)C[C@]3(C)[C@@](C#C)(O)CC[C@H]3[C@@H]1[C@H](C)CC1=C2CCC(=O)C1 WZDGZWOAQTVYBX-XOINTXKNSA-N 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001773 titanium mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
- B01J6/001—Calcining
Abstract
Způsob získávání plnidla nebo ostřiva kalcinací kaolinu a jeho směsí s aditivy nebo výpal či zahřívání jiných nerudných i rudných surovin nebo produktů v širokém teplotním rozmezí od 400 do 1600 °C ve víceúčelové vibrační šachtové peci se samostatným tlakovým poměrem plyn - vzduch v žárovém pásmu a samostatným tlakovým okruhem chladicího nebo sušicího vzduchu, který tlakové podmínky v žárovém pásmu neovlivňuje. Plnidlo nebo ostřivo na bázi kalcinovaného kaolinu a jeho směsí s aditivy nebo jinými nerudnými či rudnými produkty, získávané po předchozí kompaktaci pevných tělísek tvaru pecky od meruňky nebo odprášené nudličky, granule, průmyslového granulátu až jemného prášku o různé velikosti, se podrobí kontinuální kalcinaci resp. výpalu v teplotním pásmu 400 až 1600 °C ve vibrační peci s pohyblivou vypalovací vrstvou, umožňující konstantní a stabilní přetlakové podmínky v teplotním pásmu v teplotní oblasti 1000 až 1400 °C dané spalováním a regulovatelným poměrem zemního plynu a vzduchu s odděleným okruhem chladicího vzduchu nasávaným ze spodní části kónicky rozšířené válcové pece, proudícím po ochlazení vypalovaného ostřiva či plnidla mimo žárové pásmo, které tedy neovlivňuje, a předává teplo vlhkému vstupnímu materiálu, čímž dochází ke kontinuálnímu zahřívání a sušení vypalovaného materiálu na bázi kaolinu, jílu, bentonitu a jiných silikátových a keramických produktů, rudných a dalších nerudných surovin, polotovarů a produktů, včetně odpadních, buď samostatně nebo s přídavkem aditiv.
Description
Způsob získávání plniva nebo ostřiva kalcinací kaolinu a jeho směsí s aditivy, včetně možnosti zahřívání a vypalování dalších nerudných a rudných surovin a produktů ve víceúčelové peci
Oblast techniky
Předmětem vynálezuje způsob získávání vysoce hlinitého, žáruvzdorného, bílého nebo barevného, porézního, hutného nebo slinutého plnidla nebo ostřiva různé zrnitosti nízkoteplotní nebo vysokoteplotní kalcinací nerudných i rudných materiálů samostatně nebo s vhodnými aditivy anebo jinými produkty ve víceúčelové vibrační šachtové peci.
Dosavadní stav techniky
V současné době se získávání kalcinovaných produktů provádí výpalem v komorových, tunelových, rotačních, šachtových a jiných pecích buď s nepohyblivou anebo s pohyblivou vypalovací vrstvou kalcinovaného materiálu v teplotním pásmu cca 800 až 1600 °C. Cílem všech způsobů kalcinace převážně silikátových surovin je dosažení efektivního výkonu pece, požadované kvality výrobku a také úspora energie daná měrnou spotřebou plynu na tunu kalcinovaného produktu. Zahřívání do teplot cca 500 °C představuje proces sušení a předehřívání, resp. nízko teplotní kalcinací spojenou s dehydratací vypalované suroviny či upraveného produktu. Nevýhodou většiny způsobů kalcinace je vysoká spotřeba energie, neflexibilta v rychlé změně výrobního programu, složitost dlouhodobé stabilizace tlakových a tahových podmínek zároveň v předehřívacím, žárovém a chladicím pásmu v jednom samostatném okruhu, udržení změny atmosféry (redukční, resp. oxidační a neutrální) v peci zpravidla v žárovém pásmu, u velkokapacitních pecních agregátů nutnost zajištění dostatečného množství vstupního materiálu pro výpal, zajištění minimálního množství jemné prachovité fáze ve vypalovaném produktu apod. Kolísání nastavených podmínek v peci samozřejmě negativně ovlivňuje i výkon pece v kalcinací a především kvalitu vyráběného zboží, to je kalcinovaného produktu.
Podstata vynálezu
Vynález se týká způsobu získávání plnidla nebo ostřiva kalcinací kaolinu a jeho směsí s aditivy nebo výpalu či zahřívání jiných nerudných i rodných surovin nebo produktů v širokém teplotním rozmezí od 400 do 1600 °C ve víceúčelové vibrační šachtové peci se samostatným tlakovým poměrem plyn-vzduch v žárovém pásmu a samostatným tlakovým okruhem chladicího nebo sušicího vzduchu, který tlakové podmínky v žárovém pásmu neovlivňuje.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že plnidlo nebo ostřivo na bázi kalcinovaného kaolinu a jeho směsí s aditivy nebo jinými nerudnými či rudnými produkty, získávané po předchozí kompaktaci pevných tělísek tvaru pecky od meruňky nebo odprášené nudličky, granule, průmyslového granulátu až jemného prášku o různé velikosti, se podrobí kontinuální kalcinací, resp. výpalu v teplotním pásmu 400 až 1600 °C ve vibrační peci s pohyblivou vypalovací vrstvou, umožňující konstantní a stabilní přetlakové podmínky v teplotním pásmu v teplotní oblasti 1000 až 1400 °C dané spalováním a regulovatelným poměrem zemního plynu a vzduchu s odděleným okruhem chladicího vzduchu nasávaným ze spodní části kónicky rozšířené válcové pece, proudícím po ochlazení vypalovaného ostřiva či plnidla mimo žárové pásmo, které tedy neovlivňuje, a předává teplo vlhkému vstupnímu materiálu, čímž dochází ke kontinuálnímu zahřívání a sušení vypalovaného materiálu na bázi kaolinu, jílu, bentonitu a jiných silikátových a keramických produktů, rodných a dalších nerudných surovin, polotovarů a produktů, včetně odpadních, buď samostatně nebo s přídavkem aditiv.
Tím dochází ke kontinuálnímu zahřívání a sušení vypalovaného materiálu na bázi kaolinu, jílu,
-1CZ 309073 B6 bentonitu a jiných silikátových a keramických produktů, rudných a dalších nerudných surovin, polotovarů a produktů, včetně odpadních, buď samostatně nebo s přídavkem vhodných aditiv. Uspořádání pece umožňuje pohyb žárového pásma podle tlakových podmínek regulovaných spalovacími hořáky. Uspořádání pece i vytvořené vysoušeči i kalcinační podmínky dovolují vypalovat (kalcinovat) různé výrobky s proměnlivou sypnou hmotností (od lehčených šamotů se sypnou hmotností částic cca 200 až 850 g/dm3 až po velmi těžkých, hutných a slinutých vypalovaných směsí a výrobků o sypné hmotnosti cca 850 až 2600 g/dm3).
Regulací chladicího vzduchu ventilátorem pomocí frekvenčního měniče a vibrací pevné desky na výstupu šachtové pece se ovládá pohyb materiálu, to je kalcinované vrstvy, jeho sušení a výpal v mikrocyklech, včetně kvality výpalu danou přehřátím kalcinovaného materiálu a tím i zdržnou teplotní výdrží, a rovněž výkon kontinuální vibrační šachtové pece a energetická náročnost vypalovaného procesu.
Kalcinovaný vstupní nerudní nebo i rudní materiál se sklouzává v šachtové peci nebo se mírně nadnáší ve vznosu u lehčených produktů a vibrací se plynule, řízeně posouvá z horního násypu pece ke spodní části s tím, že se kalcinovaný kaolin nebo směs s aditivy či jinými surovinami nebo produkty ve spodní části ochlazuje přisávaným vzduchem a v horní části se naopak výhodně předehřívá a dosouší kontinuálně sypaný, posléze vypalovaný materiál.
Novost navrhovaného řešení je v tom, že při způsobu kalcinace jsou vytvářeny dva samostatné okruhy proudění vzduchu, resp. jde o samostatné tlakové podmínky v žárovém pásmu na jedné straně a na druhé straně v samostatném v okruhu chlazení vypáleného zboží, předehřívání a sušení materiálu ke kalcinaci. Takový způsob zatím není znám u statických i kontinuálních vypalovacích pecí, kdy zpravidla protiproudný směr pohybu vzduchu ovlivňuje v jednom toku jak tlakové podmínky a tím i podmínky kalcinace v pásmu chlazení, tak i v nestabilitě a udržení tepelných a atmosférických podmínek v žárovém pásmu i předehřívání vstupního materiálu ke kalcinaci.
Navržený postup kalcinace umožňuje jeden z nejlevnějších způsobů získávání vypalovaných výrobků a velkou úsporu energie ve srovnání s jinými tepelnými agregáty (např. měrná spotřeba spalovaného plynu na 1 tunu vypáleného výrobku KERIAN HEAT v navrhované peci s pohyblivou vrstvou činí cca 70 m3 ve srovnání s výpalem v mikrotunelové kontinuální peci s nepohyblivou vypalovací vrstvou s měrnou spotřebou zemního plynu 340 m3/tunu stejného produktu). Velkokapacitní, víceúčelová vibrační šachtová pec SGSO2 umožňuje současné kontinuální sušení a výpal (kalcinaci) i velmi vlhkých vstupních materiálů s vlhkostí od 0 až 15 % hmotn. Navržený systém kalcinace umožňuje zvyšovat kvalitu výrobků tím, že lze v mikrocyklech řídit přehřátí materiálu podle doby zdržení v žárovém pásmu a jeho posouvání a tím i dobu k proběhnutí vysoko teplotních procesů (např. rozpouštění vznikajícího objemově nestálého cristobalitu vtavenině a tvorba žádaného sekundárního, vysoce rezistentního minerálu mullitu). Výpal je ekologický, neboť procházející vzduch se čistí přes cyklóny a filtry k separaci jemných, pevných částic.
Systém zahřívání v kontinuální peci s pohyblivou vypalovací vrstvou umožňuje provádět i oxidačně-redukční procesy, nejčastěji ke zvyšování bělosti a snižování barevnosti silikátových a jiných produktů a zbavování se či využití za tepla uvolněných plynných složek (např. F2, organických látek spálených na CO2, ale i sloučenin typu LiCl apod.). Je tak možné provádět rozklady minerálů i sloučenin, aktivaci povrchu látek, minerálů a produktů s cílem zvýšení jejich reaktivity, povrchové úpravy zahřívaných produktů apod.
Kalcinovaný vstupní nerudní nebo i rudní materiál sklouzává nebo je mírně nadnášen ve vznosu u lehčených produktů a vibrací se plynule, řízeně posouvá z horního násypu pece ke spodní části s tím, že se kalcinovaný kaolin nebo směs s aditivy či jinými surovinami nebo produkty ve spodní části ochlazuje přisávaným vzduchem a v horní části se naopak výhodně předehřívá a dosouší kontinuálně sypaný, posléze vypalovaný materiál. Způsob posouvání a předehřívání pohyblivé vrstvy vypalovaného materiálu i chlazení kalcinovaného produktu (plnidla nebo ostřiva), včetně posunu žárového pásma v peci, vyráběných kalcinovaných produktů v celé teplotní škále je
-2CZ 309073 B6 jedinečný.
Víceúčelová šachtová vibrační pec umožňuje provádění nízkoteplotních (teplota zahřívání cca 500 až 800 °C) i vysokoteplotních výpalů (800 až 1600 °C) v kontinuálním režimu s pohyblivou vypalovací vrstvou, tlakově řízenou ve stabilním a regulovatelným žárovém pásmu, s možností změny atmosféry v peci (oxidace, redukce). To má zásadní význam například pro zvyšování bělosti a snižování barevnosti vypalovaného kaolinu, jílu nebo bentonitu nebo jiné silikátové suroviny provedením redukce hnědého iontu Fe3+ na modrošedý Fe2+. Pec je flexibilně nastavitelná, s rychlou možností kalcinace různých nerudných i rudných surovin, produktů a směsí v úzkém teplotním rozmezí. To umožňuje výpal (kalcinaci) kvalitativně zcela odlišných výrobků (produktů), od lehkých a silně porézních až po těžké, slinuté produkty s vysokou sypnou hmotností a výrazně odlišným chemicko-mineralogickým složením.
Navržený teplotní agregát umožňuje kromě nízko teplotní a vysoko teplotní kalcinace i zahřívání vysušených nerudných i rudných surovin a produktů do teploty cca 500 °C v čase s možností potřebné doby zdržení s cílem aktivace povrchu dehydratovaných částic. Tím získává silikátový a jiný materiál tzv. pucolánovou aktivitu i v nízko teplotní oblasti využitelnou pro reakce vzniklého metaaluminosilikátu s vápenným hydrátem Ca(OH)2 ve stavebních materiálech a výrobcích, v betonových a cementových směsích apod.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Nízkoteplotně připravený pucolánově aktivní metaaluminosilikát (speciální metakaolin) z kaolinu Sedlec la s pucolánovou aktivitou 950 mg Ca(OH)2/ gram vzorku pucolánu, který je měkký a výborně se mele byl získán po zahřívání a průchodem ve vibrační šachtové peci v teplotní oblasti 350 až 500 °C řízeným procesem sušení, resp. zahřívání se zdržnou teplotní výdrží 10 až 20 minut. Víceúčelová šachtová vibrační pec tak fungovala jako tepelné zařízení k aktivaci kaolinu. Kaolin byl v odprášených granulích (nudličkách) s vlhkostí 10 až 15 % hmotn. zbaven nejjemnějších, pracovitých částic a při zvýšeném výkonu pece 2 až 4 tuny/hod. nízko tepelně zahříván. Produkt má po prudké dehydrataci charakter plaveného kaolinu, ale má navíc žádanou pucolánou aktivitu, při zachování všech podstatných užitných vlastností plaveného kaolinu (má plasticitu, pevnost, bělost apod.).
Příklad 2
Pucolánově aktivní bílé, měkké plnidlo na bázi plaveného kaolinu KN-1 s vysokým obsahem AI2O3 (43 až 44 % hmotn. po vyžíhání) a extrémně nízkým obsahem K2O (0,4 až 0,5 % hmotn. po vyžíhání) bylo připraveno po kompaktaci nudliček (granulí) kaolinu s vlhkostí 12,5 % hmotn. do tvaru „pecek“ a dávkování do vibrační šachtové pece s uspořádáním dvou uzavřených okruhů proudění vzduchu podle navrhovaného řešení. Po průchodu žárovým pásmem s měřením teploty na vnějším okraji pláště pece nastavené na 950 °C ± 50 až 100 °C(uvnitř žárového pásma pece teplota cca 1000 °C) byl získán kalcinovaný produkt jako pucolánově aktivní metakaolin (metakaolinit) s bělostí R457 nm 89,5 % a pucolánovou aktivitou 1250 mg Ca(OH)2 / gram pucolánu. Výkon pece s pohyblivou vrstvou činil asi 1,0 tunu/hod. Po jemném rozemletí kalcinovaných kompaktovaných pecek na úderovém mlýně H1COM a jemném vytřídění na vzduchovém třídiči byl získán vysoce bílý, aktivní měkký metakaolin N-META, jako velmi jemný prášek zmitostní frakce 0-20 pm s příznivě velmi nízkou abrazivitou (cca 25 mg/100 g) a se zanedbatelným množstvím mullitu.
-3CZ 309073 B6
Příklad 3
Víceúčelová, vibrační šachtová pec byla využita pro odstranění fluóru z lithné, cinvalditové slídy Cínovec v podobě koncentrátu lithné slídy v zrnitostní frakci 0 až 2 mm s obsahem Li asi 1,3 % hmotn. po jeho tepelném zahřátí do teploty cca 800 °C± 100 °C se zdržnou teplotní výdrží v žárovém pásmu asi 15 minut. Lithná slída byla v poměru 80 % hmotn. a 20 % hmotn., resp. i 70:30 smíchána s bentonitem s vlhkostí cca 10 % hmotn. a po vytvoření kompaktovaných tělísek ve tvaru pecky podrobena vysušení a nízkoteplotnímu zahřívání v kontinuální peci s pohyblivou vypalovací vrstvou. Průchodem tlakem zkompaktované směsi Li-slídy s bentonitickým jílem jako pojivém byly tak získány na jedné straně jako produkty aktivovaná, defluorizovaná slída a pucolánově aktivní metasilikát a zároveň odstraněn plynný fluór zachycený v plynném stavu na práškovém sorbentu (NaHCCL) nebo po probublávání spalin bohatých na HF a F2 vápenným mlékem Ca(OH)2. Po vysoko intenzívní suché magnetické separaci směsi tuhých produktů (směs aktivované Li slídy+metabentonit) byl v magnetickém podílu získán aktivní koncentrát lithné slídy bez fluóru, který se navíc lépe ultra jemně mele a v nemagnetickém podílu pucolán metabentonit s pucolánovou aktivitou asi 1000 mg Ca(OH)2/gram pucolánu.
Příklad 4
Plavený karlovarský kaolin Podlesí III s příznivě velmi vysokým obsahem minerálu kaolinitu (přes 93 % hmotn.) byl v podobě kompaktátů kalcinován ve víceúčelové, vibrační šachtové peci na teplotu cca 1000 °C ± 100 °C. Tím bylo získáno vynikající pucolánově aktivní, bílé, měkké plnidlo s příznivě velmi vysokou bělostí R 457 nm po výpalu 90,8 % obsahující až 15 % hmotn. chemicky i mechanicky rezistentního minerálu mullitu. Získaný produkt je velmi odolný a po jemném rozemletí pod asi 15 pm i velmi aktivní pucolán značky BOLTIN WHITE s vysokou bělostí určený pro nátěrové směsi, barvy a venkovní štuky a omítkoviny, fasádní nátěry apod. s vysokou odolností vůči kyselým dešťům, mrazu a plynným oxidům znečišťujícím životní prostředí (např. SO2, oxidy N apod.).
Příklad 5
Plavený kaolin Sedlec la s obsahem kaolinitu až 96 % hmotn., s množstvím AI2O3 po vyžíhání 44,2 % hmotn.) a sníženým obsahem Fe2O3 0,55 % hmotn., se zanedbatelným množstvím TÍO2 a sníženým obsahem K2O (0,75 % hmotn. po vysušení) byl kalcinován po předchozí kompaktaci bezprašných tělísek tvaru meruňkové pecky v kontinuální peci s pohyblivou vypalovací vrstvou při teplotě cca 1280 až 1350 °C. Po ultra jemném namletí v kontinuálním mlýně ALPINEHOSOKAWA a vytřídění na zrnitostní frakci s d?9 0 až 100 pm, se středním zrnem dso 20,8 pm bylo získáno žáruvzdorné bílé, tvrdé, chemicky a mechanicky odolné kaolinitické ostřivo KERIAN GLAZE WHITE, s bělostí 91,3 % R 457 nm, s příznivě vysokým obsahem mullitu 55,4 % hmotn. a s množstvím cristobalitu asi 15,5 % hmotn.
Příklad 6
Směs vysoce hlinitého, titaničitého, plaveného kaolinu Mírová s nízkým obsahem K2O, třídy K2B (50 % hmotn.) a koncentrátu topazu AI2O3.SÍO2 (až 93 % hmotn.), bez odstranění fluóru, získaného při úpravě a zpracování lithné horniny Cínovec, byla kalcinována na teplotu asi 1400 °C ± 50 °C ve víceúčelové, vibrační šachtové peci v podobě stlačených (kompaktovaných) tělísek s možností odtahu a zachycení plynného fluóru. Produkt výpalu po provedené difrakční mineralogické analýze vykázal 72 % hmotn. vysoce žáruvzdorného, chemicky i mechanicky odolného minerálu sekundárního mullitu 3AI2O3.2SÍO2. Jde o špičkové, nejkvalitnější mullitické ostřivo s obsahem mullitu nad 70 % hmotn. Při aplikaci defluorizovaného topazu lze předpokládat množství mullitu až kolem 75 % hmotn., což je unikátní žáruvzdorný produkt.
-4CZ 309073 B6
Příklad 7
Po nadrcení kvalitního jílovce ve frakci asi 2 až 4 cm s vysokým obsahem AI2O3 bylo kalcinací na teplotu asi 1300 až 1350 °C ve víceúčelové peci vyrobeno lupkové ostřivo s obsahem asi 40 až 42 % hmotn. mullitu a pouze asi 5 % hmotn. cristobalitu, s nízkou hodnotou nasákavosti (pod cca 3 % hmotn.). Kvalitní lupek nejvyšší kvalitativní třídy AAA byl získán rovněž po výpalu (kalcinací) ve vibrační šachtové peci, ovšem při výhodně nižší kalcinační teplotě asi 1250 až 1350 °C z kompaktovaného, za sucha získaného kaolinu Velký Luh, značky VLF s obsahem jemné draselné muskovitické slídy a velmi jemných živců (s K2O po vysušení 2,8 % hmotn.), která při výpalu pomáhá vytvářet taveninu, ve které se rozpouští vznikající objemově nestálý cristobalit a zároveň se snižuje nasákavost a zvyšuje pevnost zrn připraveného lupkového ostřiva.
Příklad 8
K základním kalcinovaným produktům vyráběných na víceúčelové, vibrační šachtové peci patří standardní mullitické šamotové ostřivo KEŘI AN HEAT s min. obsahem mullitu 55 % hmotn. (nejčastěji 55 až 60 % hmotn.) a se zanedbatelným obsahem cristobalitu (0 až 0,5 % hmotn.). Vyrábí se z nejvíce kaolinitických plavených kaolinů s obsahem AI2O3 po vysušení 37 až 38,5 % hmotn., se zvýšeným obsahem tavidla (přídavek aditiva potaše K2CO3) a s regulováním obsahu K2O v kaolinu. Produkt získaný po kalcinací v teplotním pásmu 1350 až 1430 °C je navíc slinutý, tj. má max. nasákavost (pórovitost otevřených pórů) do 2 % hmotn. a velmi vysokou sypnou hmotnost vypálených částic např. 1 až 3 mm (1300 až 1600 g/dm3).
Příklad 9
Průmyslový kaolinový granulát získaný z rozprachové sušárny byl v různé zmitostní skladbě, od nejjemnějšího s velikostí kuliček a oválků cca kolem 0,3 mm, přes tělíska o velikosti 0,3 až 1 mm až po větší kulovité útvary (1 až 10 mm), kalcinován jako plnidlo a ostřivo ve víceúčelové, vibrační šachtové peci na teplotu 1250 °C až 1410 °C. Po výpalu byly získány kalcinované granulované, bezprašné produkty s vysokou bělostí, ihned využitelné v keramických, sklářských a žáruvzdorných směsích bez potřeby jemného mletí. Aplikací nižší vypalovací teploty (950 až 1250 °C) na kaolinový, bentonitový, jílový a jiný granulát a sekundární produkty úpravy kaolinů apod. byly získány pucolánově aktivní meta aluminosilikáty (metakaoliny, metajíly apod.). Velkou výhodou takto připravených kalcinovaných výrobků je skutečnost, že se nemusí jemně mlít a v případě hrubozrnných metakaolinů, metabentonitů a metajílů jde o získání nových možností průmyslového využití bezprašných, pucolánově aktivních produktů, které ve stavebních směsích zlepšují jejich licí a reologické vlastnosti a zvyšují jejich pevnost v čase. Porcelánový granulát připravený ze směsi surovin (například cca 50 % hmotn. kaolinu, 26 % hmotn. křemene a 24 % hmotn. živce) po kalcinací na teplotu cca 900 až 1000 °Cposkytl přežahový koncentrát použitelný pro jednožárový výpal užitného porcelánu pro izostatické lisování po přídavku vhodných pojiv a jiných aditiv. Podobně lze s výhodou víceúčelovou, vibrační šachtovou pec využít i pro výrobu vysoce čistých například korundových, mullitických, oxidových, vápenných, zeolitových a jiných průmyslových, kalcinovaných granulátů. S výhodou lze takto získávat až oxidické a hydroxidické formy hliníku (AI2O3, A1(OH)3 atd.) po vyloužení rozpustných hlinitých a železitých solí z kyselých důlních vod a průchodu koncentrátu rozprachovou sušárnou nebo po jeho vysrážení. Uvedenou technologií kalcinace lze připravit i lehčené, silně porézní granuláty o různé zrnitostní skladbě se sypnou hmotností částic 200 až 1000 g/dm3.
Příklad 10
Víceúčelová, vibrační šachtová pec umožňuje kalcinací i velmi lehkých, porézních a křehkých silikátových materiálů se sypnou hmotností například částic zrnitostní frakce 1 až 4 mm 700 ± 50 g/dm3. Lehčený šamot připravený po vysušení o přesné zrnitosti různou technologií využití vysoce žáruvzdorných kaolinů (například částice vytvořené z napěněného kaolinu,
-5CZ 309073 B6 s přídavkem lehčených látek, s přídavkem vyhořívajících látek nebo vytvořené póry vzduchu atd.) byl citlivě kalcinován v mírném přetlaku vzduchu s možností lehkého nadnášení částic ve víceúčelové peci na teplotu 1350 až 1400 °C. Po výpalu byl získán jako produkt například lehčený šamot o velikosti částic cca 1 až 10 mm, který po vytřídění vzduchem poskytl žádané zrnitostní 5 frakce 4 až 8 mm a 1 až 4 mm, s minimem nejjemnější frakce 0 až 1 mm. Podobně byly získány i granule (nudličky) o průměru 10 až 20 mm, které po kalcinací vykázaly sypnou hmotnost asi 600 až 900 g/dm3. Pevnost velmi lehkých a křehkých částic vysoce hlinitého lehčeného šamotu byla zvyšována přídavkem kaolinu Velký luh s podílem jemné draselné muskovitické slídy a jemných živců.
Příklad 11
Patentovaným postupem bylo připraveno kalcinací vysoce hlinitého kaolinu s přídavkem aditiva obsahujícího AI2O3 (korundový prášek, vysrážená forma hlinitého produktu loužení silikátu 15 či metaalumosilikátu, kamenec apod.) na teplotu cca 1400 až 1450 °C ve víceúčelové vibrační šachtové peci vysoce žáruvzdorné (Sž min. 175) mullitické ostřivo s obsahem mullitu 65 až 75 % hmotn. typu kalcinovaného kaolinu MULCOA. Po jeho jemném rozemletí nebo nadrcení a vytřídění bylo aplikováno do speciální teplotně, chemicky i mechanicky odolné žáruvzdorné moučky. Po rozemletí na jemnost 0 až 100 pm šlo o plnidlo, v hrubší zrnitostní frakci, např. 0,1 až 20 0,5 mm, resp. 0,1 až 1 mm, popř. i 0,1 až 3 mm se jednalo o nesmírně kvalitní mullitické ostřivo.
Příklad 12
Navržená víceúčelová, vibrační šachtová pec byla využita pro získávání sloučenin lithia kalcinací 25 koncentrátu lithné slídy Cínovec ve směsi s vhodnými aditivy (např. vápenec, Na2SO4, CaCf apod.) a pojivý (bentonit, kaolin, jíl atd.) tzv. spečenco-loužencovou metodou. Po kompaktaci směsi Li-slídy, aditiva a pojivá do pevných peckovitých tělísek byla provedena jejich kalcinace na teplotu 800 až 1100 °C. Po výpalu byl kalcinovaný produkt jemně rozemlet na zrnitost asi 0 až 40 pm a provedeno loužení jemného prášku ve slabě kyselém či alkalickém roztoku, s následným 30 odvodněním pevného podílu v kalolisu. Rozpuštěné sloučeniny Li přešly do filtrátu a nerozpustný zbytek tvořil pucolánově aktivní a průmyslově využitelný výrobek buď se zbytkovou vlhkostí cca do 25 % hmotn. nebo ve formě husté suspenze po rozmíchání vylisovaných placek z kalolisu anebo po jejich vysušení jako jemný pucolánový prášek, navíc nabělený po rozpuštění chromatogenních prvků typu Fe a Ti v kyselém, loužicím prostředí.
Příklad 13
Granulát plaveného kaolinu připravený ze suroviny za mokra nebo i za sucha o vlhkosti do 5 % hmotn., získaný patentovaným postupem ve frakci 0 až 2 mm nebo průmyslový kaolinový granulát 40 získaný z rozprachové sušárny o přesné, řízené granulometrii (střední zrno dso 0,2 až 0,5 mm, resp.
až 2 až 5 mm), zbavené jemných prachovitých částic pod cca 100 pm, byl kalcinován v kontinuální víceúčelové, vibrační peci v pohyblivé vypalovací vrstvě při teplotě výpalu 1350 °C± 30 °C v řízené pecní, oxidačně-redukční atmosféře. Po odsátí bílého plnidla se získalo výborné aktivní kamenivo (ostřivo) s vysokou hodnotou odrazivosti (0,85 až 0,95) pro střešní krytiny, směsi desek 45 s vysokou odrazivosti světla a plochy domů zamezujícím jejich přehřátí odrazem slunečních paprsků a tím snížení nákladů na provoz klimatizace. Výhodou kalcinace rovných částeček kaolinu (kaolinitu) s velkou plochou odrazivosti dle patentovaného postupu je to, že se kalcinovaný granulát nemele a tím nedochází ke snížení jeho odrazivosti vůči světelnému paprsku.
Příklad 14
Systém zahřívání ve víceúčelové, vibrační peci s pohyblivou vypalovací vrstvou umožňuje provádět aktivaci, defluorizaci i slinutý stav koncentrátu lithné slídy (zinnwaldit, polylithionit, lepidolit apod.) s obsahem Li asi 1,2 až 1,5 % hmotn. Slída o zrnitosti například 0 až 2 mm se 55 nejprve zamíchá s pojícím bentonitem nebo vysoce plastickým, illitickým kaolinem (dávka pojivá
-6CZ 309073 B6 až 15 % hmotn./ a za vlhka (vlhkost 5 až 15 % hmotn.) se kompaktuje, tj. kontinuálně stlačí do kompaktních, pevných tělísek tvaru pecky od meruňky nebo jiného tvaru a velikosti. Po průchodu pecí nastavenou na teplotu asi 500 °C až 600 °C se Li-slída zahřívá, ztrácí chemicky vázanou vodu, dehydratuje s otevřením povrchu částic a měkne. Tím se stává výhodně reaktivnější a je křehčí pro 5 následné ultra jemné mletí. Takto nízkoteplotně kalcinované pevné produkty se drtí, popř. magneticky upravují, se získáním aktivního koncentrátu lithné slídy, který se výhodně mnohem lépe ultra jemně mele než původní, pružná slída. Pokud je teplota kalcinace kompaktované slídy cca 500 °C až 900 °Cdochází k tzv. defluorizaci Li-slídy, tj. k úniku sloučenin fluóru, které jsou na výstupu z pece vázány na práškový sorbent nebo spaliny probublávají roztokem vápenného ίο hydrátu nebo vápence a získá se kompaktovaný produkt Li-slídy zbavený fluóru, který se po jemném namletí stává velmi atraktivní pro další průmyslové využití při získávání lithia, resp. LÍ2CO3 nebo LiF, LiOH apod. Pokud se kompaktáty koncentrátu lithné slídy kromě malé dávky pojivá spojí i s vybranými aditivy (tavidly) vybrané ze skupiny např. soda, NaCl, kamenec, potaš apod., kalcinací na teplotu až 900 °C± 100 °C se získá slinutý koncentrát lithné slídy, který lze po 15 jemném namletí přímo loužit, odvodňovat v kalolise a získávat lithné sloučeniny.
Příklad 15
Sekundární produkt získaný z úpravy kaolinu supravodivou magnetickou separací při indukci 20 magnetického pole 5 Tesla, tzv. magnetický podíl (směs zachycených jemných, zmagnetizovatelných částic minerálů železa a titanu spolu se zbytky nej lepšího plaveného kaolinu) byl v podobě granulátu z rozprachové sušárny nebo vlhkých nudliček po kompaktaci kalcinován ve víceúčelové, vibrační šachtové peci na teplotu 1000 °C až 1250 °C. Bylo získáno pucolánově aktivní barevné pojivo nebo ostřivo vhodné jako hrubozrnný metakaolin anebo barevné šamotové 25 ostřivo. Podobně lze zpracovat na velmi dobrý hrubozrnný pucolán i bentonitové nebo zeolitové stelivo pro kočky a drobná zvířata, kdy se při relativně nízké teplotě cca 400 °C až asi 800 °C získá pucolánově aktivní barevné, dekorační kamenivo vhodné například pro vodní akvária, jako rudě červené, žluté až oranžové aktivní kamenivo o zrnitosti např. 1 až 5 mm do dlažby, betonových směsí, střešní krytiny, dekorační keramiky apod.
Příklad 16
Navržená víceúčelová, vibrační šachtová pec umožňuje výhodně kalcinovat i všechny keramické a sklářské obrusy, úlety, odprašky, které se po kompaktaci do pevných a bezprašných těles vypalují 35 v širokém teplotním pásmu podle charakteru vyráběného produktu. Dokonce je možné tepelně zahřívat nebo rozkládat například i zrnité minerály a materiály bohaté na sloučeniny hliníku nebo titanu, popř. i wolframu, germania a jiných vzácných a strategických prvků a minerálů (např. topaz AI2O3.S1O2, hlinitý jílovec, korundové střepy, jíl s vysokým obsahem Ti, uhlí apod.), které se ve spojení s vhodným pojivém a po teplotní expozici stávají křehčími, s degradací anorganické či 40 organické mřížky, výhodně lépe melitelnými a mohou sloužit buď jako hlinitá plnidla či ostřiva anebo jako zdroj Al3+iontů, popř. i Ti4+ pro rozpouštěcí či loužicí metody získávání vzácných, většinou žáruvzdorných sloučenin, například až AI2O3 nebo TÍO2 anebo strategických prvků.
Příklad 17
Syntetický kordierit (MgLAhiAISFjOis, tj. žáruvzdorné ostřivo s minimální teplotní roztažností, vysokou tvrdostí a mineralogickou stabilitou se vyrábí kalcinací kaolinu se surovinami bohatými na MgO (např. mastek, magnezit atd.). Po smíchání plaveného kaolinu s dávkou hořečnaté suroviny, resp. upraveného produktu nejprve probíhá kompaktace směsi stlačením to bezprašných 50 tělísek s následným sušením, zahříváním a kalcinací (výpalem) ve víceúčelové, vibrační šachtové peci na teplotu 1350 až 1400 °C. Po výpalu se kordieritové ostřivo, odolné proti náhlým změnám teploty, s nízkým koeficientem teplotní roztažností a s nízkou teplotní vodivostí dále drtí na zmitostní frakce například 0 až 0,5 mm, resp. 1 až 3 mm apod. Jde významný a žádaný žáruvzdorný materiál pro výstavbu pecí, výrobu pálicích pomůcek, s využitím v elektrotechnickém průmyslu, 55 při výrobě komínových vložek apod. Speciálním druhem kordieritu je i lehčený, porézní kordierit,
-7 CZ 309073 B6 který lze rovněž ve víceúčelové peci SGSO2 kalcinovat. Při výrobě kordieritu lze s výhodou využít i odpadní, sekundární produkty vznikající při výrobě nej lepších plavených kaolinů.
Příklad 18
Víceúčelová, vibrační šachtová pec umožňuje dokonce i kalcinaci (výpal) jednoduchých, menších tvarových výrobků či produktů (například dutých válečků, mlecích koulí či válečků, kuliček různých rozměrů, destiček, trubiček a jiných tvarovaných menších produktů připravených například kompaktací nebo tlakovým lisováním za sucha či polo sucha z drolenky, litím apod.).
Průmyslová využitelnost
Předložený vynález je využitelný při získávání vysoce hlinitého, žáruvzdorného, bílého nebo 15 barevného, porézního, hutného nebo slinutého plnidla nebo ostřiva různé zrnitosti nízkoteplotní nebo vysokoteplotní kalcinaci nerudných i rudných materiálů samostatně nebo s vhodnými aditivy anebo jinými produkty ve víceúčelové vibrační šachtové peci.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob získávání plnidla nebo ostřiva kalcinací kaolinu a jeho směsí s aditivy nebo výpal či zahřívání jiných nerudných i rudných surovin nebo produktů v širokém teplotním rozmezí od 400 do 1600 °C ve víceúčelové vibrační šachtové peci se samostatným tlakovým poměrem plynvzduch v žárovém pásmu a samostatným tlakovým okruhem chladícího nebo sušícího vzduchu, který tlakové podmínky v žárovém pásmu neovlivňuje, vyznačující se tím, že plnidlo nebo ostřivo na bázi kalcinovaného kaolinu a jeho směsí s aditivy nebo jinými nerudnými či rudnými produkty, získávané po předchozí kompaktaci pevných tělísek tvaru pecky od meruňky nebo odprášené nudličky, granule, průmyslového granulátu až jemného prášku o různé velikosti, se podrobí kontinuální kalcinaci resp. výpalu v teplotním pásmu 400 až 1600 °C ve vibrační peci s pohyblivou vypalovací vrstvou, umožňující konstantní a stabilní přetlakové podmínky v teplotním pásmu v teplotní oblasti 1000 až 1400 °C dané spalováním a regulovatelným poměrem zemního plynu a vzduchu s odděleným okruhem chladícího vzduchu nasávaným ze spodní části kónicky rozšířené válcové pece, proudícím po ochlazení vypalovaného ostřiva či plnidla mimo žárové pásmo, které tedy neovlivňuje, a předává teplo vlhkému vstupnímu materiálu, čímž dochází ke kontinuálnímu zahřívání a sušení vypalovaného materiálu na bázi kaolinu, jílu, bentonitu a jiných silikátových a keramických produktů, rudných a dalších nerudných surovin, polotovarů a produktů, včetně odpadních, buď samostatně nebo s přídavkem aditiv.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že regulací chladícího vzduchu ventilátorem pomocí frekvenčního měniče a vibrací pevné desky na výstupu šachtové pece se ovládá pohyb materiálu, to je kalcinované vrstvy, jeho sušení a výpal v mikrocyklech, včetně kvality výpalu danou přehřátím kalcinovaného materiálu a tím i zdržnou teplotní výdrží, a rovněž výkon kontinuální vibrační šachtové pece a energetická náročnost vypalovaného procesu.
- 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kalcinovaný vstupní nerudní nebo i rudní materiál se sklouzává v šachtové peci nebo se mírně nadnáší ve vznosu u lehčených produktů a vibrací se plynule, řízené posouvá z horního násypu pece ke spodní části s tím, že se kalcinovaný kaolin nebo směs s aditivy či jinými surovinami nebo produkty ve spodní části ochlazuje přisávaným vzduchem a v horní části se naopak výhodně předehřívá a dosouší kontinuálně sypaný, posléze vypalovaný materiál.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021175A CZ2021175A3 (cs) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | Způsob získávání plniva nebo ostřiva kalcinací kaolinu a jeho směsí s aditivy, včetně možnosti zahřívání a vypalování dalších nerudných a rudných surovin a produktů ve víceúčelové peci |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021175A CZ2021175A3 (cs) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | Způsob získávání plniva nebo ostřiva kalcinací kaolinu a jeho směsí s aditivy, včetně možnosti zahřívání a vypalování dalších nerudných a rudných surovin a produktů ve víceúčelové peci |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ309073B6 true CZ309073B6 (cs) | 2022-01-12 |
| CZ2021175A3 CZ2021175A3 (cs) | 2022-01-12 |
Family
ID=80038206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2021175A CZ2021175A3 (cs) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | Způsob získávání plniva nebo ostřiva kalcinací kaolinu a jeho směsí s aditivy, včetně možnosti zahřívání a vypalování dalších nerudných a rudných surovin a produktů ve víceúčelové peci |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2021175A3 (cs) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4671497A (en) * | 1984-02-15 | 1987-06-09 | Klockner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft | Apparatus and method for the continuous calcination of aluminum hydroxide |
| WO2007112496A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Calix Ltd | System and method for the calcination of minerals |
| CN111495281A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-07 | 河南理工大学 | 煤系高岭土脉动流态化煅烧、表面改性一体化装置及方法 |
-
2021
- 2021-04-08 CZ CZ2021175A patent/CZ2021175A3/cs unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4671497A (en) * | 1984-02-15 | 1987-06-09 | Klockner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft | Apparatus and method for the continuous calcination of aluminum hydroxide |
| WO2007112496A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Calix Ltd | System and method for the calcination of minerals |
| CN111495281A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-07 | 河南理工大学 | 煤系高岭土脉动流态化煅烧、表面改性一体化装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2021175A3 (cs) | 2022-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20060260512A1 (en) | Cementitious mixtures and methods of use thereof | |
| CZ288842B6 (cs) | Způsob výroby cementového slínku v podlouhlé cementářské rotační peci | |
| JP2008536781A (ja) | Ｉｂａおよび低カルシウムのケイ素アルミニウム材料を含む焼成骨材および該骨材の製造方法 | |
| CZ309557B6 (cs) | Způsob úpravy lithné suroviny | |
| Wei et al. | Reduction of sintering energy by application of calcium fluoride as flux in lightweight aggregate sintering | |
| RU2374206C1 (ru) | Сырьевая смесь и способ изготовления керамических изделий | |
| Darweesh et al. | Densification and thermomechanical properties of conventional ceramic composites containing two different industrial byproducts | |
| JP4554217B2 (ja) | 水硬性鉄鉱セメントクリンカの製造方法 | |
| CZ309073B6 (cs) | Způsob získávání plniva nebo ostřiva kalcinací kaolinu a jeho směsí s aditivy, včetně možnosti zahřívání a vypalování dalších nerudných a rudných surovin a produktů ve víceúčelové peci | |
| CN116177990A (zh) | 煤矸石协同石膏渣生产陶粒轻骨料的方法及系统 | |
| Abdelfattah et al. | The effect of calcium fluoride on mineral phases and properties of lightweight expanded clay aggregates | |
| KR20050104936A (ko) | 무독성 시멘트의 제조방법 | |
| Ersoy et al. | The effect of BaCO3 addition on the sintering behavior of lignite coal fly ash | |
| Salami et al. | Performance of POFA-Based Alkali-Activated Mortar Exposed to Elevated Temperatures | |
| RU2005702C1 (ru) | Способ изготовления керамических изделий | |
| CZ297479B6 (cs) | Zpusob výroby pálených materiálu, zejména páleného kaolinu | |
| RU2167125C2 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий | |
| PL234361B1 (pl) | Sposób wytwarzania kruszywa lekkiego z popiołów lotnych i kruszywo lekkie | |
| Jiarawattananon et al. | Utilization of lignite ash as raw materials for ceramic tile | |
| CZ2006793A3 (cs) | Zpusob výroby prumyslového silikátového granulátu, zejména kaolinového, jílového, betonitového a páleného | |
| CZ2005831A3 (cs) | Zpusob úpravy nerudné suroviny, zejména silikátové nebo uhelné suroviny | |
| CZ304806B6 (cs) | Způsob výroby průmyslového silikátového granulátu, zejména kaolinového, jílového, bentonitového a páleného | |
| RU2277072C2 (ru) | Жаростойкий безобжиговый материал на основе глиношлакового вяжущего | |
| Oleksandrivna et al. | FLY ASH MICROSPHERES AS A PERSPECTIVEFILLER OF BUILDING MATERIALS | |
| RU2362748C1 (ru) | Способ получения ангидритового вяжущего |