CZ364096A3

CZ364096A3 - Způsob výroby minerálních vláken

Info

Publication number: CZ364096A3
Application number: CZ963640A
Authority: CZ
Inventors: Lone Moller Sorensen; Vermund Rust Christensen; Soren Lund Jensen; Hans Hoyer; Jorgen Faarborg; Philip Sweeny
Original assignee: Rockwool International A/S
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1998-02-18
Also published as: ATE191209T1; HU9603444D0; AU2882595A; FI964952L; HU218046B; DE69508759D1; ATE178292T1; EP0767762A1; HUT77447A; DE69516002D1; SK160396A3; GB2303625A; EP0765295B1; DE69508759T2; SI9520066A; EP0768283A2; CZ285613B6; FI964952A0; EP0767762B1; ES2129832T3

Description

Tento vynález se týká výroby minerálních skelných vláken Man Made Vitreous Fibres (MMVF), která jsou biologicky rozpustná, to znamená Se mají přijatelnou rychlost biologicky užitečné degradace ve fyziologickém roztoku. MMV vlákna jsou vlákna vyrobená ze skelné taveniny, jako z horniny, strusky, skla nebo jiné minerální taveniny. Vynález se také týká nových granulí„

Dosavadní___stav techniky

Standardně se MMV vlákna vyrábějí způsobem, zahrnujícím tvarování granulí nebo kusového minerálního materiálu, utvoření taveniny tak, Se se v peci roztaví vsázka obsahující granule (popřípadě s jinými minerálními materiály) a utvoření vláken z taveniny.

Pro vytváření tvarovaných spojených, event. chemicky vázaných těles z kusového minerálního materiálu je známo mnoho způsobů. Například minerální ruda může být peletizována pomocí pojivá za přítomnosti vlhkosti, a lisované granule mohou být vyrobeny různými způsoby. Obecný přehled těchto způsobů lisování, event. tvarování, podal John D. Higginbotham na setkání v Seattlu v USA v říjnu 1993 ve svém referátu nazvaném Malasses as an Agglomerate Binder. V tomto referátu podal Dr. Higginbotham přehled používání různých pojiv, například škrobu, polyvinylalkoholu, 1igninsulfonaťu, oxidu vápenatého, pryskyřic a melasy s kyselinou fosforečnou jako pojiv pro granulování v oblasti anorganických kusových materiálů. Komentoval zde též,

V patentu US tvarují z velmi vody a popřípadě vláken. Podle toho není tvarováním. Účelem je kusový často že při použití ligninu pro aglomeraci sazí dochází k rozkladu při teplotě 250 ^OC přičemž se získají částice se slabší adhezí.

2,,578,,110 se granule ze sklářského kmenu jemně rozmělněného anorganického materiálu, glukózy, bentonitu a jiných materiálů jako pojiv, a pak se zahřívají v peci po dobu od půl do třech hodin. Výsledné granule se taví v nádobě za vzniku skloviny. V patentu US 2,970,924, se používají soli kyseliny 1igninsulfonové jako pojivá při peletizaci ve sklářském kmenu pro výrobu skleněných zahrnuta výroba granulí lisováním nebo aby granule byly roztaveny rychleji a dokonaleji a aby se zlepšil přenos tepla sklářským kmenem. Granule a tablety podle těchto dvou odkazů se přidávají do taveniny a nemusí být významně samonosné, pokud jsou roztavené.

V konvenčních pecích pro získávání taveniny z níž se tvoří MMV vlákna, se tavenina vyrábí roztavením v peci samonosného sloupce pevného kusového minerálního materiálu. Tento pevný může obsahovat surovou drcenou horninu ale granule utvořené z jemnějšího kusového minerálního materiálu. Te nezbytné, aby sloupec byl samonosný, aby udržel pevný materiál nad taveninou v základní části pece. Proto je nutné, aby granule, které jsou obsaženy ve vsázce, byly schopné udržet svoji soudržnost dokud nejsou zahřátý až není překročena teplota 1000 °C). nižších teplotách, teplotách pouze nežádoucí, protože granule by se rozpadaly na prach a sloupec surového materiálu by měl sklon ke spadnutí následkem zvýšené rezistence vůči spalnému vzduchu, zvyšoval by se tlak a výchylky tlaku u dna a tím by docházelo k rušení proudění proudění taveniny .

Je tedy nutné, aby granule byly tepelně odolné v tom smyslu, že granule udržují svou granulační strukturu tak dlouho materiál obsahuj e k teplotám tavení (pokud Dezintegrace granulí při několik stovek ^eC, je v peci k teplotě tavení. Je vyrábět granule jednoduchým (několik dnů) doby jak je možné během svého zahřívání také nezbytné, aby bylo možné způsobem tak, aby se dosáhlo dlouhé způsobem tak. aby se dosáhlo dlouhé (několik dnů) doby vytvrzování potřebné pro hydraulická pojivá. Bylo by žádoucí, aby granule měly vysokou pevnost po lisování, event. po tvarování, tedy lze říci, že je žádoucí, aby bylo možné manipulovat s granulemi velmi brzy po jejich vyrobení, aniž by hrozilo nějaké nebezpečí vytvrzovacímu způsobu a aniž by hrozilo nebepečí rozpadu čerstvě vyrobených granulí.

Podle patentu US 2,976,162 se granule tvarují za použití směsi kaolínu (jako je bentonit) a škrobu. Ačkoli jejich použití má za účel dodat odpovídající pevnost po lisování, event. po tvarování v peci (vůči kaolínu), ukazuje se, že tento systém není uspokojivý a není široce přijímán. Místo toho se obvykle dosahuje odpovídající tepelné rezistence a pevnosti vázáním granulí za použití hydraulického pojivá, obvykle tmelu, cementu. Ten má významný obsah hliníku a tedy i výsledné granule, a proto vsázka, a tedy má nevyhnutelně významný obsah hliníku, bez ohledu na obsah málo hydratovaného oxidu hlinitého (aluminy) v kusovém materiálu, který se použije k výrobě granulí. Podobně vazný systém v patentu US 2,976,162 nevyhnutelně vnáší do granulí aluminu (vzhledem k obsahu aluminy v kaolínu).

V patentu US W092/04289 je uvedeno, že přítomnost velkého množství aluminy není výhodné, jestliže je žádaný vysoký stupeň rozpustnosti vláken a to se navrhuje k dovolení minimalizace koncentrace železa a hliníku v tavenině použitím granulí, ve kterých pojivo obsahuje strusku, jež je aktivována zásaditým činidlem. Podle analýzy obsahuje typická struska pro tento způsob 38,1 7. hmotnostních CaO, 35,1 7. hmotnostní SiO₃, 12,2 7. hmotnostní MgO, 7,6 7. hmotnostních AΪ2Ο3 a další složky v malých podílech. Začlenění této strusky a jejího zásaditého aktivátoru nezbytně přivádí do taveniny aluminu, alkalické kovy a jiné složky ve významných a neodstranitelných množstvích.

V patentu WQ92/04298 se uvádí, že se granule vyrábějí smícháním vody, zásaditého roztoku a bezvodých složek granulí a poté se tvaruje směs známým způsobem do granulí. Podrobněji které se pravděpodobné týkají tvarovacích způsobů běžně používaných typů, jež se používají tehdy, je-li pojivém cement.

Je známo, že se rozpustnost minerálních vláken ve fyziologických roztocích může zvyšovat při vhodně zvoleném složení taveniny. Obecně jsou někdy nej lepši výsledky při pH 7,5 uváděny, je—li v tavenině přítomen hliník v množství, měřeno jako oxidy, pod 3 nebo 4 7. hmotnostních (s výhodou ne vyšší než 1 nebo 2 7. hmotnostní AIieO.·»). Podle toho, zda se požaduje biologická rozpustnost minerálních vláken ve fyziologickém roztoku při pH 7,5 pro tvorbu granulí, a jakýkoli přidávaný materiál jež je zahrnut ve vsázce, je třeba vybrat jej tak, aby vyhovoval jak požadavku nízkého obsahu hliníku, tak aby tavenina měla vhodné tavné vlastnosti. Vsázka tedy musí mít vhodné vlastnosti z hlediska teploty tavení a viskozitních vlastností tak, aby tavenina měla vhodné vláknotvorné vlastnosti.

Mnohé minerální látky, která mohou být vhodné pro výrobu MMV vláken s nízkým obsahem A1₂O₃ má tak vysoký obsah aluminy, že dokonce i tyto samotné materiály použité pro analýzu MMV vláken by mohly mít tak vysokou hodnotu obsahu aluminy, že je překročena žádaná limitní hodnota 3 nebo 4 7. hmotnostní. Skutečností je, že je v praxi nezbytné přidávat také obvyklá organická pojivá pro granule jako je cement nebo zásaditá struska nebo kaolín, jak se u kusových minerálních látek použ í vá.

Další omezení se týká skutečnosti, že u kusového materiálu je třeba, aby byl relativně hrubý proto, aby byl dostatečně pevný, což je možné při použití konvenčních pojiv jako je cement. Obvykle má mít alespoň 10 7. hmotnostních velikost nad 2 mm nebo dokonce 5 mm a 30 7. hmotnostních nad 1 mm. Uspokojivé výsledky se nezískají s hydraulickými a jinými konvenčními pojivý, jestliže je velikost částic stejnoměrně malá, například pod 1 mm. Složení musí být takové, aby se materiál roztavil v peci v předem určeném čase, relativně hrubé částice musí mít takové složení, aby tavení bylo rychlé při teplotě, jaká je v peci a/nebo musí být spojeny s tavidlem. Je velmi obtížné poskytnout ekonomicky přijatelné, relativné hrubě kusové materiály nebo směsi, které splňují všechny požadavky a přitom mají nízký obsah aluminy. Některé snadno dostupné materiály mající nízký obsah aluminy, jako jsou písky, zase mají příliš malé částice, často mají příliš vysokou teplotu tavení, aby mohly poskytnout granule uspokojivých vlastností při konvenčních způsobech granulování a tvarování např. lisováním.

Jiným hlediskem při výběru materiálů pro vsázku je jejich použití tak, aby nevznikly jiné problémy, spojené s chováním v peci nebo u vsázek v plynném stavu.

Proto je důležité při výběru kusového minerálního materiálu, aby byl pro granule použit tak, aby část nebo celá vsázka do pece pro výrobu MMV vláken měla nízký obsah Al^O-,. Proto je žádoucí nalézt hodně jednoduchý a snadný způsob výroby granulí z materiálů, jež jsou dostupnější a levnější a přitom mají vlastnosti, žádané pro tvorbu MMV vláken, zejména dobrou rozpustnost v tělních tekutinách a nízký obsah aluminy.

Podstata vynálezu

Podle tohoto vynálezu se MMV vlákna mající nízký obsah A1₂O₃ vyrábí utvářením lisovaných granulí z kusového materiálu, tvořením taveniny tavením minerální vsázky v peci, přičemž tato vsázka je tvořena granulemi a z této taveniny se tvoří vlákna. Při tomto způsobu má tavenina a vlákna obsah, měřeno jako oxidy, nižší než 4 7. hmotnostní A1₃O₃ a alespoň 50 7. hmotnostních minerální vsázky jsou ligninem vázané granule, které mají obsah pod 4 7. hmotnostní Al₂0₃ a které jsou vyrobeny lisováním kusového minerálního materiálu majícím velikost částic u alespoň 90 7. hmotnostních pod 2 mm, s pojivém jež v podstatě neobsahuje hliník a který obsahuje lignin.

pojivá je neobsahoval hmotnostních pojivovy rozdělení než 0,1 systém méně neí postatě 0,5 7.

7. hmotnostní Als-Das syntetické pryskyřice, jako je pokud se použije melasa, je je a obvykle alespoň 60 7.

suchém stavu) celkové

1igninsulfonat vápenatý.

Ligninem spojitelné granule mohou být vázány smícháním s pojivém jež obsahuje jak lignin tak sekundární pojivo vyskytující se v přírodním stavu, přičemž množství sekundárního takové, aby celý hliník (například a s výhodou méně vztaženo na hmotnost dané vsázky). Výhodné je, jestliže pojivo sestává v postatě jen z organického pojivá, ačkoli malá množství anorganického pojivá lze tolerovat.

Mezi sekundární organická pojivá, jež zde mohou být použita, patří například škrob, formaldehyd a melasa, přičemž výhodné ji použít spolu s oxidem vápenatým. Ligninu s výhodou alespoň 30 7. hmotnostních hmotnostních (hmotnost se udává v hmotnosti pojivého systému.

Ligninovým pojivém je s výhodou

Tento 1igninsulfonat se s výhodou získává jako vedlejší produkt z dřevné technické celulózy. Obvyklým 1igninsulfonatovým pojivém, jež lze použít podle tohoto vynálezu, mříže být stejný typ komerčního materiálu, který se běžně používá jako plastifikátor pro kaolín nebo dispergační prostředek pro agrochemikálie. Vhodný druh materiálu se prodává pod ochrannou značkou Borrespherse CAFN.

Granule se obvykle vyrábějí mícháním kusového minerálního materiálu (a popřípadě rostlinných vláken) s roztokem ligninového pojivá, poté houstnutí směsi a její tvarování, event. lisovánbí. Jestliže se použije dodatkové pojivo, je obvykle přítomno ve směsi s ligninem.

promíchání kusového minerálního materiálu s pojivá lze dosáhnout smícháním minerálního (a popřípadě rostlinných vláken) s práškovým pojivém a vodou, jehož výsledkem je rozpuštění pojivá během míchání. Alertnativně se při míchání

Počáteční ho vodným roztokem materiálu 1igninovým práškového může mísit kusový materiál s roztokem ligninového pojivá,

Celkové množství vlhkosti ve smési je v rozmezí od 0,5 do do 5 7. hmotnostních. Celkové v rozmezí od 1 do 10 7.

7. hmotnostních, vztaženo na ve formě předem připraveného může být vybavena interními mísiče jež mohou vybaveny externími topnými horká voda kolem

7. hmotnostních, s výhodou od množství ligninu je obvykle hmotnostních, často od 2 do celkovou hmotnost směsi.

Ligninové pojivo se aplikuje roztoku, přičemž se tento roztok udržuje při mírně zvýěené teplotě (např. 20 nebo 30 až 70 ^raC) aby se redukovala viskosita roztoku, ale podmínky skladování musí být takové, aby během skladování nedošlo k polymerizaci nebo degradaci pojivá.

Směs roztoku ligninového pojivá a kusového materiálu se s výhodou nechává zhoustnout (tj. stane se více viskózní a klade odpor vůči mícháni) předtím, než se podrobí tvarování, event. lisování. Pro urychlení tohoto účinku je žádoucí směs zahřát, čehož lze dosáhnout zahříváním během míchání. Aparatura, použitá k míchání, tedy topnými články jako jsou vyhřívané lopatkové předem zahřívány a/nebo mohou být články nebo vodným pláětěm, jímž proudí aparatury během míchání.,

Obvykle má směs vnitřní teplotu v rozmezí od 20 do 70 ^C během míchání s pojivém dokud nenastane zhoustnutí směsi. Toto zhoustnutí může být způsobeno chemickým tvrzením ale obecně je způsobeno odpařováním vlhkosti ze směsi během míchání.

Jednoduché míchání může být při tomto způsobu vhodné, když částice kusového materiálu již mají velikost v žádaném rozmezí. Nicméně pokud nějaký podíl kusového materiálu nebo veěkerý kusový materiál je příliě hrubý, je výhodné drtit jej během míchání. Drcení v průběhu míchání má výhodu v tom, že tepelná energie, která se uvolňuje během drcení, způsobí žádané zvýěení teploty

Zvláětě výhodné je takové provedení způsobu podle tohoto vynálezu, při němž způsob v sobě zahrnuje současné míchání, drcení a zahřívání směsi minerální látky a pojivá (a popřípadě vláken), kdy se při drcení také dosahuje promíchávání.

S výhodou se toho dosahuje při použití tyčového mlýna. Například se může míchání a drcení provádět po vhodnou dobu jako je 10 až 20 minut, aby se dosáhlo žádané velikosti částic a optimálního smíchání pojivá s kusovým materiálem.

Drcení a míchání tímto způsobem je zvláětě výhodné nejen z ekonomického hlediska kvůli vývoji tepla k zahřátí směsi, ale také se dosahuje extrémně vysokého pokrytí povrchu částic s minimálním množstvím pojivá.

Jakmile má směs žádané vlastnosti (například pokud se týká velikosti částic a hustoty), je již schopna tvarování, event. lisování, suěí se nebo jinak dostatečně tvrdí, aby byla natolik hustá, aby mohla být dávkována do forem.

Tvarování se může provádět jakoýmkoli vhodným způsobem používaným při kompresním tvarování, lisováním. Velice výhodné je lisování pomocí válcového lisu. Válcový lis může obsahovat dvojici válců, jež se spolu otáčejí, přičemž charakter otáčení je závislý na definovaném typu zpracovávání a podmínky se přizpůsobují tak, aby zpracovávání bylo přizpůsobeno přiměřeně pro oba válce. Tyto válce mají silnou dlouhou osu nebo mohou mít. kola. Válce pro granulování uvedeného obecného typu jsou velmi dobře známé pro účely granulování krmivá pro dobytek nebo pro tvarování palivových briket.

Tlak, který se používá ke zpracování směsi ve formě je často v rozmezí od 10 do 50 kN na cm.

Konečné rozměry jsou určeny podle rozměrů získaných granulí. Obecně mají takové granule minimální rozměry alespoň 5 mm a obvykle alespoň 40 mm. Maximální rozměr může být například 200 mm ale obvykle ne větěí než 150 mm. Výhodou tohoto vynálezu je to, že se dosáhne velmi rychlého spojování s tím, že výsledné produkty mají na výstupu z aparatury odpovídající pevnost (k čemuž dochází velmi rychle). Granule získávají úplnou celkovou pevnost v podstatě za velmi krátkou dobu, například za dobu kratěí než 2 hodiny a často za 1/4 hodiny až 1 hodinu, od počátku míchání pojivá a kusového materiálu. Získávají tuto pevnost aniž by je bylo třeba tepelně vytvrzovat v peci. Místo toho se ponechají v běžných podmínkách uložení za působení atmosféry. Granule tedy nevyžadují skladování (jak je požadováno s běžnými pojivý) delěí dobu k tomu, aby doělo k hydraulickému vázání, ale místo toho s nimi lze manipulovat a používat je ihned po jejich vytvarování.

Tavná teplota v peci je obvykle vyěěí než 1400 ^eC a teplota tání granulí je obvykle vyěěí než 1100 “C nebo vyěěí než 1200 °C. Ligninové pojivo je zvláětě výhodné vzhledem k tomu, že granule, vyrobené za použití takových pojiv, jsou obecně dostatečně odolné a dosahují odpovídající pevnosti.

Jinou výhodou ligninových pojiv je to, že látky těkající během vytvrzování a tavení pojiv jsou takového typu, že se snadno zpracovávají za použití běžných zpracovatelských systémů pro plyny, u nichž normálně dochází ke styku s pecí.

Důležitou výhodou tohoto vynálezu je dobré vázání a granule je možno tvořit z jemného kusového materiálu. Ačkoli je možné při tomto vynálezu používat. kusový materiál o velikosti částic pod 2 mm alespoň u 90 7. hmotnostních, je výhodné, jestliže je velikost. částic kusového materiálu meněí . Například obvykle má alespoň 98 7. a s hmotnostních, velikost pod 2 mm. Zejména alespoň 80 7., například 50 až 80 7. hmotnostních, mělo velikost pod 1 mm a výhodněji pod 0,5 mm. Žádoucí je přítomnost kusového materiálu, a to do alespoň 20 7. hmotnostních, nad 1 mm. Kusový materiál je často převážně nad 0,1 mm a obvykle převážně nad 0,2 mm.

výhodou 100 7.

je? výhodné, aby

U granulí spojených vazbou (vázaných) je možné použít rozmanitý anorganický materiál. Jak je výěe uvedeno, významná výhoda použití ligninových pojiv v porovnání s konvenčními hydraulickými pojivý je v tom, že se získají dobré výsledky dokonce i když je velikost částic malá. Když se použije hydraulické pojivo, je nezbytné, aby obsahovalo významné množství kusového materiálu ve směsi, aby měly granule odpovídající pevnost. V tomto vynálezu se nicméně nepožaduje, aby takový kusový materiál v podstatě sestával z materiálu majícího velikost částic menší než je konvenční materiál pro granule MMVF.

Použití těchto částic o malé velikosti má dvě významné výhody. První dovoluje za podmínek stejně doby zdržení a teploty v peci, rychlejší tavení než je u konvenčního kusového materiálu a dovoluje použít materiály s vyšším bodem tání. Například alespoň 70 “/. hmotnostních složek anorganického materiálu mohou být látky s bodem tání nad 1450 °C. Druhá dovoluje použít materiály s nízkým obsahem A 1^0.-^, jež jsou snadno dostupné ve velmi jemně kusové formě, zejména je dobré upozornit, že sem patří písek. Tedy, pokud je to žádoucí, může být podle tohoto vynálezu kusovým materiálem v granulích písek. Malá velikost částic také minimalizuje nebo eliminuje potřebu začleňovat tavidla, a tedy se lze vyhnout jejich výběru při volbě chemického složení.

Vhodné jemnozrnné podíly, jež zahrnují jemné kamenné podíly (jako jsou jemné podíly strusky běžně vznikající při výrobě z minerálů nebo minerálních tavenin), odpad při výrobě skla, železné rudy, použité slévárenské písky a rozmanité MMV odpadní vláknité materiály, například to mohou být odpady z vláknotvorných způsobů nebo tom mohou být nepoužité nebo odpadní finální produkty. Podle tohoto vynálezu se nepočítá s možností použití odpadů z výroby MMV ve významných množstvích. Mezi takové vláknitě materiály patří odpady ze spřádacích způsobů a suchý vlněný odpad, což jsou odpadní tvrzené vláknité produkty jako odpadní podíly z jednotlivých výrobních sekcí, dále mokrý vlněný odpad, což jsou netvrzené podíly z výroby vlny při výrobním způsobu a vznikajících přerušeních během výroby.

Místo nebo kromě přidávání anorganických vláken je možné do směsi, z níž se tvoří granule, dávat organická vlákna. Výhodnými organickými vlákny jsou rostlinná (včetně vlny) vlákna, zejména vlákna papírová, vlákna z chaluch, citruosvé odpady a sláma Použití slámy má výhodu v tom, že lze zavádět v suchéformě a tedy se neovlivňuje obsah vlhkosti ve směsi, z níž se tvoří granule a tedy je možné zavádět, jiná vlákna v mokré formě, čímž se zvyšuje obsah vlhkosti ve směsi. Použití rostlinných vláken může mít za následek zvýšenou pevnost po tvarování, které lze dosáhnout při zvětšeném rozsahu obsahu vlhkosti. Množství rostlinných nebo jiných organických vláken je obecně od 0,2 do 10 díltl, častěji 0,5 až 5 dílfl, vztaženo na hmotnost ligninu (suchá hmotnost). Sláma je obvykle řezaná nebo nasekaná na délku ne větší než 5 nebo 10 mm, což je vhodné maximum pro všechna rostlinná vlákna.

Kusový minerální materiál pro tvorbu granulí může být drcený minerální materiál nebo v přírodě se vyskytující jemně kusový minerální materiál. Vhodnými materiály jsou vysoce tavné látky jako je křemen, olivínový písek, vápenec, dolomit, rutil, magnesit, magnetit a brucit. Lze také použít jiné obvyklé složky pro MMVF granule, jako struska, horniny a minerální produkty.

Minerální materály vybírané pro tvoření granulí lze volit s ohledem na požadovanou chemickou analýzu a tavné vlastnosti. Obecně méně než 75 7. hmotnostních a často pod 20 7. hmotnostních granulí se taví při teplotě 1250 ^eC, ale obvykle se granule celkově taví při teplotě 1300 C a často při 1375 °C.

Chemická analýza granulí je s výhodou taková, aby obsah hliníku byl pod 4 7. hmotnostní, výhodněji pod 2 7. hmotnostních a obvykle pod 1 7. hmotnostní. Celkové množství Na₂0 a K^-O není obvykle vyšší než 67. hmotnostních a je s výhodou pod 4 7. hmotnostních. Celkové množství FeO + MgO + CaO je s výhodou pod 50 7. hmotnostních.

Výhradně organicky vázané granule tvoří v minerální vsázce do pece až 50 7. hmotnostních, obvykle ne více než 20 7. hmotnostních nebo 30 7. hmotnostních minerální vsázky se zavádí v jiné formě. Například určitý podíl minerální vsázky obsahuje granule vázané nějakým jiným způsobem, například za použití cementu, nebo obsahuje běžné složky pro tvorbu tavenin pro MMV vlákna jako horniny, struska, skelný odpad a jiné obvyklé materiály. Jestliže se takové materiály nezavádějí jako granule, zavádějí se běžně ve formě mající velikost částic obecně v rozmezí od 40 mm do 160 mm. Tyto doplňkově materiály mají pro dané použití obsah hliníku nižší než maximálně 6 7. hmotnostních, s výhodou pod 4 7. hmotnostní.

Celkově by vsázka měla mít obsah Α1^0₃ pod 4 7. hmotnostní, obecně pod 2 7. hmotnostní a s výhodou pod 1 7. hmotnostní .

Tavenina může obsahovat buď organicky vázané granule nebo ve zbytku vsázky složky, jež jsou známé tím, že jsou užitečné ke zlepšení rozpustnosti jako jsou obecně sloučeniny fosforu a bóru, v celkovém množství nepřevyšujícím 10 až 20 7.

hmotnostních (měřeno jako oxidy).

Výhodné složení vláken a taveniny a také granulí je: 45 až 50 7. hmotnostních SiOs, 0,5 až 4 7. hmotnostních Al₂0_3! 0,1 až 4 hmotnostní TiO^:, 5 až 12 7. hmotnostních FeO, 10 až 25 7.

hmotnostních CaO, 8 až 18 7. hmotnostních MgO, do 4 7 hmotnostních Na₂0, do 2 7. hmotnostních K₌0, do 6 7. hmotnostních Na₌0 + Ka.0, od 2 do 10 7. hmotnostních Ρ-sO» a do 10 7« hmotnostních jiných složek.

Pecí může být jakákoli pec, používaná k tavení válce pevného kusového minerálního materiálu obsahujícího granule. Válec je Často vysoký alespoň 1 metr.Pecí může být elektrická pec nebo tavící vanová pec nebo s výhodou kupolová pec, kde je hořlavinový materiál obsažen ve vsázce. Teplota tavení závisí na použitém materiálu a na vláknotvorném způsobu, ale obvykle je v rozmezí 1200 °C až 1600 °C, často od 1400 “C do 1550 °C.

Vlákna se mohou tvořit konvenčními způsoby jako je způsob za použití spřádacího stroje, výhodně nalitím do spřádacího stroje vybaveného alespoň dvěma spřádacími přeslicemi, jak je například popsáno v W092/06047. Vlákna se vyrobí nalitím taveniny do prvního rotoru spřádacího stroje, poté tavenina pokračuje postupně do dalších po sobě následujících spřádacích rotorů, z nichž se postupně získávají vytvářená vlákna.

Produkty podle tohoto vynálezu lze použít k jakémukoli běžnému používání vláken MMV, jako tepelné izolace, snižování hluku a regulace, protipožární ochrana, růstová média, výztuže a plniva.

Dále budou uvedeny příklady, kde v každém z těchto příkladů se uvádí anorganické materiály a organická vlákna, jež se podrobují drcení v tyčovém mlýně, na začátku se rozdrtí, pak se přidá vodný roztok ligninového pojivá v takovém množství, aby obsah vody ve směsi byl 12 7. hmotnostních a obsah ligninu (hmotnost v suchém stavu) 4 7, hmotnostní. Drcení pokračuje po 10 až 20 minut za teploty směsi v rozmezí od 20 °C do 50 °C a velikost částic je alespoň z 98 7. hmotnostních pod a alespoň z 80 7. hmotnostních pod 80 7. hmotnostních pod a alespoň Z 50 7. hmotnostních pod 0,5 7» mm mm hmotnostních. Směs se zahř í vá lopatkovém mísiči, kde je obsah vlhkosti 1 až hmotnostní ch.

Alternativně se směs může i>U š 1 sušárně

Granule vycházejí vs tu pn í ho d áv k ovač e takovou pevnost po s fluidním ložem při teplotě 60 °C dokud se nedosáhne žádaného obsahu vlhkosti. Směs prochází tvářecími prohlubněmi ve válcovém lisu, kde se směs lisuje za tlaku nad 20 k.N na cm do tvaru granulí, jejichž velikost, je typicky od 100 mm do 50 mm.

: tohoto lisu po několika minutách a do se přivádí kusové směs. tyto granule mají lisování, že je možné s nimi manipulovat inhed poté, co projdou výstupním místem. Je možné je nechat půl hodiny až hodinu, po kterýžto čas získají dodatečnou pevnost.

V každém případě se granule dávkují do kupolové pece spolu s koksem jako palivem. Granule jsou podstatnou částí při dávkování minerální dávky do pece. Teplota tavení v peci je 1610 “C. Tavenina postupuje z pece do rotoru spřádacího stroje tak, jak je popsáno v patentu WD92/06047. Výsledná vlákna se shromažďují a lze je vázat pomocí organického pojivá konvenčním z působem.

Dále budou uvedeny příklady ilustrující tento vynález, přičemž nijak neomezují jeho obsah ani rozsah.

Přík1ady_provedení.

7. železná ruda

Z dolomit

27' Z oxid vápenatý 42 Z křemičitý oísek

Z olivínový písek a lig ni nové poj i να chemické složení vláken (složky ivn (ch

Si0₂ Ais»

59,3 0,3

FeO

6,4

CaO 19,9 rlg 0 11,8

Na₂0

0,1

K₂0

0,5 í k1 ad dolomit

Z oxid vápenatý 42 Z křemičitý písek 14 /„ o 1 i vi no v y pí s- e κ a ligninové pojivo hemick i0=?

0,4 é složení

A1_z0₃

0,8 vláken (složky

FeO

1,0 relativních hmotnostních Z a0 MgO Ma₃0 K₃0

4,5 11,7 0,1 0,5

Příklad 3

Z dolomit

Z oxid vápenatý

Z křemičitý písek

Z olivínový písek

Z minerální odpadní vlna

SiO_s

52. Ο i 0= ι- ευ

CaO

Mg Ο 1 Α ί κ=?ο

Příklad 4 : působ oodsta tí itf= í i··:. O v pří k1adech a2 •o se provádí za použití 7 Ί. křemenného písku 33 X olivínového písku, 48 X minerálních vláken s nízkým obsahem aluminy & Í2 X apatitu spolu s 6Xním roztokem 1igninsulfonatu vápenatého. Dodatečná vlhkost se dodává ke směsi při experimentech. V některých případech se přidává vlhký odpad z výroby papíru, přičemž použité množství papiru je v množství 9,6 X u suchého materiálu nebo 19,1. X suchého materiálu.

Zaznamenává se pevnost granulí po vytvrzení po 60 minutách.

Y £?	směsi není p	>apí rový odpad a jej
Qbě	po lisování.	má pevnost 5,5 kN
/1 /	, má pevnost	i,3 kN.
per	imentů za pou	,žití vlhkého papír

obsahu vIhkosti 1 papírového odpadu papi rového odpadu.

pevnoí je oevnosi a kN do 6 poněkud kN, při 19 X ší než při 9,6 X

Pří k1 ad 5

Aby bylo možné určit resistenci ligninového pojivá vůči degradaci v peci před tavením, provádí se následující test.

Granule se tvoří stejným způsobem jako v předcházejících příkladech z odpadů z výroby minerální vlny a z 1igninsulfonatu vápenatého.

levnost granulí.

k d y ž t. ep 1 ota d os á h ne hodnot y 12 O 0 θ C

Hlavní a nejvíce důležité zhoršení pevnosti začíná v rozmezí teploty 1135 ^eC až 1.190 °C, což je stejné jako u granulí vázaných konvenčním hydraulický!® pojivém. Granule se ;edy zač inaji

-ozpadat při stejné teplotě, kdy d

UL iidiJ k významnému tavení (obvykle to je alespoň 1100 °C nebo 1>Ό0 *=Ό nebo vyšší teplota) teplotou danou oblastí tavení, ale udržuje s charakter, dokud se nedosáhne v peci tavné teplotě tíOO C, ázka se nerozpadá nad a si přírodní kusový zóny. Dochází k ale n ad oc naz í pouze při teplotách nad když ma1ému pok1esu degradaci granulí.

Výhodné granule podléhají rozpadu

1100 “C a obvykle při nebo nad 1100 “C organického pojivá.

Co se týče toho, že může kvalitě qranu směsi, jež se podrobuje lisování, obsahuj hmotnostně oxidy) podstatné množství SiQ» nebo nad 50 7.) s oxidy alkalických alkalických kovů (obvykle nad 20 7 nebo nad 30 7.) oxidy některých polyva1entnich kovů jako FeO, (obvykle nad 1 λ al použíje

napomáhat vl	h k os t
směs (měřeno	j a k c
(obvykle nad	40 7.
min a/nebo	oxidů

r-L.—. z-! 1 «-1. ^B/ r-. ·. .· -.·!.· ‘I π ·~, z-i 4 *7 !

C_i -J_ ·_ c* su Ld v γ r·. x tz pUu i. w /» / + MgO to a* f—J \ S—\ u- z-» m f“1 \ j •JvJi ’? umetu v

Množství CaO

Překvapující je, že tyto noví Dodržují svou integritu do tak v’ k žádné degradaci při nižších rozpadu.

;oký js často 15 až 35 6, „qninem vázané granule s :epio

4- ii

V. o, Z C nedochází plotách, jež vede k významnému

Pří k1 ad

Granule se tvoří stejným způsobem minerál?

písku, 1S 7 dolomitu, 2é chaluh a z ligninového po;

7 odpadu z výroby k ř e m en n é h o p i s k u , .10 7 o 1 i v ί n o v é h o 7 oxidu vápenatého, 5 7 odpadu z chemické složeni produktu (měřeno hmotnostně jako ox !·.2Ϊ-Ι

0,48

SiOs

49.4:

A1₃Q: Ci, 84

TiC_:0.23

FeO

0.82

CaC

31,18

MqO

P r ů m y s I o v á v y už i te 1 nos t

Minerální skelná vlákna, nt* ipravené způsobem podle tohoto vynálezu, jsou významná především pro průmyslové odvětví , tavePni z- 4- X , r /1 ι ί.

Claims

Způsob výroby MMV vláken majících nízký obsah ftlaOs, jež v sobě zahrnuje utvoření taveniny tím, že se v pecí roztaví vsázka obsahující granule z minerálního materiálu a tvarováni vláken z této taveniny, v y značuj ící se t í m, že tavenina a vlákna mají takové složení, měřeno jako množství pod 4 7. hmotnostní oxidy, že obsahují A1-.0 a alespoň 50 7. minerální v jež mají obsah A 1^0-·; pod 4 :· O. 1. Γ-. Y jsou ligninem vázané granule λ hmotnostní a které jsou vyrobeny tlakovým lisováním kusového minerálního materiálu majícím velikost částic alespoň z 90 7 hmotnostních pod
2 mm, s pojivém, jež v podstatě neobsahuje hliník a jež obsahuje ligninové pojivo.

:pflsob pod.

nároKU i, v y z n a č u j i c
3 se provádí za pomoci vé

Způsob podle nároku 1 nebo y Z. : i ei iligninem vázané granule rábě j í 11akovým lisováním při 10

K íM ?

'působ podle kteréhokoli z předcházejících nároků, v y :načující se t í m, že ligninem vázané grande se vyrábějí mícháním kusového minerálního materiálu ho u 5 tnout

1 i sováním, ztužen směs ;e působ podlí e k houstnu nároku 4. v y znač u j í u í se tím, táží při míchání za použití vyhřívaného směs zahřívá pomocí nepřímého vyhřívání mísiče a/nebo se tepe1ným výměníkem

6. Způsob podle kteréhoko předcházejících nároků, t í m. žs 'f hmotnostních kusového minerálního materiálu.

něhož se vyrábí ligninem vázané granule, m tice > 1 i koí pod

7. Způsob podle kteréhokoli ;

znač u jící se tím. nerálním materiálem, přičemž minerálního materiálu se drtí na použití tyčového mlýna.

ředcházejících nároků.

se pojivo míchá s misměs zahřívá a část idanou velikost částic za

Způsob podle kteréhokoli znač u jící se th slož g ranu1í c h j sou ma te r i á1y z ρ ř e d l_ h a z e j i c i o η n á t κ u., v y .gninera vázaných ;eplotou tání nad 1450 °C.

Způsob podle kteréhokoli z předcházejících’nár kupolová pec

Způsob podle jící s :sveniny do stroje, poté tavenina pokr následujících v y -e t i m, Se MMV vlákna jsou vyrobena prvního spřádacího rotoru spřádacího rowrc, se postupně z 3. s κ ávsj i vy rv ář en á v 1 a k na.

Způsob podle kteréhokol značující s ε statě pouze liqnin.

z předcházejících nárok' :vor pod Způsob podle kteréhokoli značující se fonan vápenatý.

: předcházejících nároků, v y t í m, že liqnin je liqninsuiZpůsob podle kteréhokoli z n a čující se granule, obsahuje vlákna.

z předcházej í cí ch nároků, t ί m, že směs,

Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků.

znáči.

pevnost ' í c i s e t : eci dokud nedojde íe granule si udrží svou pztavení, teplota tavení je alespoň 11.00 “C, a směs ze které se tvoří granule obsahuje z podstatné části (měřeno hmotnostně jako oxidy) SiO^ (s výhodou nad 40 7) a oxidy kovů alkalických zemin a/nebo alkalických kovů (s výhodou 20 7 až 50 7 CaO + MgO)

Způsob podle kteréhokoli edc házej icí ^: ze směs.

h nároků.

-r _n M iranule, obsahuje rostlinná vlákna.

Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, v značující se tím, že vlákna mají toto složeni, měřeno hmotnostně jako oxidy; 45 až 60 7 Si0₌ «= * Λ ·_« ο. χ. -ί·

0,1 až 4

7. Α 1=:03,

CaO. S až í 9 7 Mq 0, do 4 7 ji gj 10 7 P_a0o cí d o 10 Granule tvořené tlakovým maten á .1 u mající ho vel i k hmotnostn ích pod 2 íTjí· i a IR2 jako oxid r-. n /i γ f >_r_: LJ w T 7. AIíí-Otí ,

J -l· ! ι l·. !
4 7. Na=»0, do 2 7. Κ₂0,

- '1 A + I

Na₂b .sovéním kusového minerálního z alespoň 90 ' alkalických zemin a alkalických kovů. se t í m, že obsahují jako pojivo