CZ72592A3 - Spósob spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitéh - Google Patents

Abstract

ýroby oxidu hlinitého hnědého kalu z výroby hliníka, keď sa pomocou přidávaných zložiek na báze oxidu křemičitého a termickým spracovaním pri teplotách v rozmezí od 1050 do 1125 ° C získajú produkty vhodné ako pálená kratina, obkladačky, dlaždice připadne dekoračně keramické doplňky s tmavohnědým zafarbením alebo granule do cementových kompozitov. V primárnom procese je potřebné vytvorif pomocou prídavkov vhodného množstva vody pastu s vhodnými vlastnosfami pre přípravu tvárnic, dlaždic a pod. Samotný proces tvarovania se realizuje lisováním do foriem, vibrolisovaním resp. dusáním. Z hlediska velkotonážného spracovania odpadov z výroby oxidu hlinitého je vhodný postup pri ktorom sa netriedenému hnědému kalu v miešacom zariadení pridávajú zložky na báze oxidu křemičitého. V pribehu miešania sa vytvára popvrchová vrstva, ktorá po termickom spracovaní bráni prenikaniu zložiek do okolia. Takto spracovaný odpad výroby oxidu hlinitého je vhodný ako kamenivo do cementových kompozitov.

Description

Spósob spracovania odpadu z výroby oxidug.hliriStéhp ^! i

Oblast techniky

Vynález sa dotýká spósobu spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitého

Doterajáí stav techniky

Pri výrobě oxidu hlinitého vznikájú vedlajšie produkty, ktoré pre svoju závažnost predstavujú ekologické nebezpečie. Vo svete sa v zásadě použivajú technologie, při ktorých sa produkuje bud hnědý alebo červený kal. Zastúpenie niektorých dorainantných zložiek sa v obidvoch typoch významné liší. V případe hnědého kalu, ktorého chemické zloženie je charakterizované vysokým obsahom oxidu vápenatého ( 28 až 32 hmot , oxidu železitého (24 až 27 hmot. %) oxidu křemičitého (14 až 16 hmot. '/.} a oxidu hlinitého (8 až 10 hmot. %). Okrem týchto zložiek sa v hnedom kale nachádzajú alkálie (2 až 6 hmot. % oxidu sodného a draselného). Podlá fázového rozboru sa oxidy v uvedenom odpadnom materiále nachádzajú vo formě kalcitu, gehlenithydrátu, oxidov a hydroxidov železa a kalciumferitov. Červený kal obsahuje vyššie množstvo oxidu železitého (okolo 4$. hmot. ’/.) a vyšší je tiež obsah oxidu hlinitého (okolo 15 hmot. %). Zhodnotenie hnědého kalu při výrobě stavebných dielcov a prvkov konštrukcií (murované stavebné prvky a pod.) vedie cez zníženie vysokého obsahu alkálii. Tento proces si vyžaduje buď vyluhovanie alkálií spojené s energeticky náročným separačným procesom-odparovaním resp. s využitím zrážacích reakcií a zdlhavého procesu filtrácie alebo spracovanie, při ktorom by sa časf týchto zložiek zabudovala do štruktúry stabilných fáz. Pokusy o likvidáciu váčších množstiev týchto odpadov predstavujú stále vysoké riziko vzhladom k vysokej vyluhovatelnosti alkálii a najma k negativnému vplyvu na priebeh hydratácie zmesi s cementom. Ide tu predovšetkým o možnosti tzv. alkalickéj expanzie. Iné návrhy smerujú do oblasti zemných práč a konštrukcií . Jednou z aplikácií je vytvorenie nepriepustných podloží a zavážanie háld zeminou, ktorá umožňuje rast vegetácie. Tieto projekty riešia problém len čiastočne. Iné efektívnejšie spósoby riešenia tohto problému doteraz nie sú známe.

Podstata vynálezu

Podstata vynálezu spočívá v spósobe spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitého, ked sa pomocou přidávaných zložiek na báze oxidu křemičitého a termickým spracovaním získajú produkty vhodné pře širokú oblast využitia ako například pálená krytina, obkladačky, dlaždice připadne dekoračně keramické doplňky s tmavohnědým zafarbením a pod. V primárnom procese sa prídavkom určitého množstva vody vytvára pasta s vhodnými vlastnosfami pře přípravu tvárnic, dlaždic a pod. Samotný proces tvarovania sa realizuje lisováním resp. dusáním alebo stláčaním do foriem. Příprava tvarov s váčšími rozmermi si vyžaduje zníženie obsahu vody. Obsah vody ovplyvňuje pórovítost materiálu, vznik trhlin vo výrobku jeho trvanlivost a fyzikálno-mechanické vlastnosti. Pasta móže byt vhodnou technikou granulovaná a po výpale móže slúžit ako typ kameniva. V tomto případe sa spracovanie móže realizovat tak, že sa kombinuje póvodný hrubý materiál s pastou a po vysušení možno takto získané granule termicky spracovávat. Takto vznikajú částice, v ktorých střede je póvodné zrno kalu obalené inertnou relativné nepriepustnou vrstvou inertného materiálu. Takýto postup představuje energeticky najmenej náročný postup, pričom sa dajú efektívne spracovaf velké objemy odpadov z výroby oxidu hlinitého.

Opísané postupy umožňujú najma velkotonážne spracovanie, pri ktorom sa výrazné znižuje vyluhovatelnost alkálií a získané produkty možno použit tiež ako inertně súčasti stavebných kompozitov , alebo v najjednoduššom případe sa dajú využívat ako náhrada prírodneho kameniva. Z chemického hladiska ide při termickom spracovaní při teplotách nad 1000 °C o úpravu mineralogického zloženia, při ktorom sa znižuje vyluhovatelnost alkálii a výrazné sa menia fyzikálně vlastnosti.

Navrhnutý spósob spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitého umožňuje spracovanie sekundárných odpadov ' a získanie materiálov s vhodnými užitkovými vlastnosfami. Modifikáciou postupu je příprava granulí pře stavebné kompozity.Spósob spracovania hnědého kalu z výroby hliníka možno ilustrovat na konkrétných príkladoch.

Příklady realizovania vynálezu

Příklad 1

Přáškovitý hnědý kal spolu s mletým křemeňom sa hnětením spracuje za přítomnosti vody. Obidva materiály majú rozměry častíc do 200 gm. Hmotnostný poměr hnědého kalu ku křemenu je 7 : 3a vodný súčinitel t.j. hmotnostný poměr vody k tuhým zložkám je 0.30. Takto získaná pasta sa dusá do formy o rozmeroch 100x100 mm do výšky okolo 20 mm. Po 24 h odležania při obyčajnej teplote sa tvarovka odformuje a vysušuje najskór při 50 °C a potom pri 100 °C. Potom sa tvarovka tepelne spracuje při teplotách v rozmedzí od 1100 do 1125 °C. Priemerný nárast teploty je 200 °C/h. Po dosiahnutí požadovanéj teploty výpalu následuje izotermná výdrž 30 minut. Pokles teploty je přibližné 400 °C v prvej hodině. Chladnutie výrobku sa realizuje v peci cca 24 h. Získaný produkt má pevnosti v ohybu okolo 5 MPa a v tlaku okolo 20 MPa.

Příklad 2

Postupuje sa analogicky ako v predchádzajúcom případe. Namiesto mletého kremeňa sa použil jemnodisperzný křemičitý úlet charakterizovaný vysokým obsahom oxidu křemičitého (nad 85 hmot. %) a vysokým měrným povrchom (okolo 20 000 m . kg . Hmotnostný poměr hnědého kalu ku křemičitému úletu je 4 : 1. Vodný súčinitel je 0,25.. Získaný produkt má pevnosti v ohybu okolo 15 MPa a v tlaku okolo 50 MPa.

Příklad 3

Postupuje sa analogicky ako v příklade 1. Použil sa křemičitý piesok s veíkosfou častíc do 1 mm. Vodný súčinitel je 0,25. Získaný produkt má pevnosti v ohybu okolo 5 MPa a v tlaku okolo 30 MPa.

Příklad 4

Postupuje sa analogicky siko .v příklade 1. Obsah křemičitého piesku s veíkosfou častíc do 1 mm. Hmotnostný poměr hnědého kalu a křemičitého piesku je 7 : 3. Vodný súčinitel je 0,25. Z pasty sa zhotovili výlisky, ktoré po výpale pri teplote 1050 °C sú použitelné ako inertný materiál do stavebných kompozitov.

Příklad 5

Pri přípravě umělého kameniva na báze odpadov z výroby oxidu hlinitého sa vychádza z relativné vlhkého netriedeného hnědého kalu, ku ktorému sa v miešačke přidává oxid křemičitý v množstve okolo 20 hmot Po spracovaní, v priebehu sa kontroluje vznikajúca povrchová vrstva sa získajú granule, v ktorých střede sa nachádza póvodna hrubá častica henedého kalu, ktorá je obalená vrstvou pasty so zložením blízkým zloženiu uvedenému v příklade 1. Další postup je analogický ako v příklade 1. Získajú sa inertně granule vhodné ako kamenivo.

Priemyselná využitelnost

Sposob spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitého podlá vynálezu možno využit pri spracovaní odpadov, s dalším využitím v stavebníctve napr. pri velkotonážnej výrobě stavebných dielcov a užitkovej keramiky.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Spósob spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitého vyznačujúci sa tým, že sa k hnědému kalu přidá 15 až 30 hmotí^Sc 'Icremeňa alebo zodpovedajúce množstvo iných minerálov obsahujúcich oxid křemičitý a takto získaná zmes sa najprv spracuje s vodou pri vodnom súčiniteli v rozmedzí od 0,25 do 0,30 potom sa vyformuje do tvaru požadovaného produktu a termicky spracuje pri teplotách od 1050 do 1150 °C.