FI76062B - Foerfarande foer framstaellning av mineralullsprodukter. - Google Patents

Description

76062

Menetelmä mineraalivillatuotteiden valmietamieekei

Keksintö tarkoittaa menetelmää mineraalivillatuotteiden valmistamiseksi, jossa mineraalivillan koostumuksen omaava mate-riaaliseos, jossa on mineraalivillateollisuuden jätemateriaa-lia, pannaan sulatusuuniin ja saatetaan sulatteeksi, jota kehrätään mineraalivillan muodostamiseksi ja jossa syntyneestä mineraalivillasta valmistetaan halutun muotoisia ja kokoisia mineraalivi1latuotteita sekä syntynyt jätemateriaali mahdollisesti kierrätetään takaisin sulatusuuniin.

Keksintö tarkoittaa nimenomaan sellaista menetelmää, jossa syöttöseos sulatetaan kupoliuunissa sen jälkeen kun polttoaine on sekoitettu siihen.

SE-patenttijulkaisu 205 247 selittää erästä menetelmää mineraalivillan valmistamiseksi hienorakeisista raaka-aineista. Hienorakeiset raaka-aineet eivät sovellu syötettäviksi kupo-liuuniin, koska ne paakkuuntuvat yhteen ja estävät siten ilman ja savukaasujen virtauksen täytetyn uunin läpi. Hienora-keisten raaka-aineiden käyttäminen aiheuttaa myös sen, että uuniin muodostuu yhtenäinen suistamassa, ja huomioonottaen toivotun ilman ja savukaasujen läpivirtauksen pidetään suotavampana, että tapahtuu asteittainen sulatus suurempien hiukkasten pinnasta.

Tunnetussa menetelmässä yritetään poistaa näitä haittoja käyttämällä hienorakeisesta syöttömateriaalista ja hydraulisesta sideaineesta valmistettuja puristeita. Esimerkkeinä hydraulisista sideaineista SE-patenttijulkaisussa mainitaan sementti, savi ja vesilasi.

Käytännössä on osoittautunut, että puristeet, jotka on valmistettu käyttämällä sideaineena sementtiä tai vesilasia eivät ratkaise edellä mainittua ongelmaa tyydyttävällä tavalla, 76062 koska sellaisten puristeiden painovoima 500°C ylittävissä lämpötiloissa ei riitä estämään niitä murtumasta tomuksi tai jauheeksi, jolloin edellä mainittu epäedullinen sulatus-tapahtuma alkaa.

US-patenttijulkaisussa n:o 2 576 312 mainitaan muovailtavan saven käyttämisestä sideaineena puristeita valmistettaessa ja ilmoitetaan/ että saven kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet tekevät sen epäkäytännölliseksi tähän tarkoitukseen. Samalla patenttijulkaisu selittää glaukoniitin käyttöä sideaineena mainitussa tarkoituksessa. Glaukoniitti on luonnossa esiintyvä silikaatti, jonka (3-9 %)-sisältö on alhainen, raudan sisältö suuri (2-6 % FeO ja 16-22 % F^O^), lisäksi kaliumia (3-8 % K20) sekä vaihtelevia määriä MgO:ta ja CaO:ta.

Suuren rautasisällön omaavan sideaineen käyttö aikaansaa sen, että sulatusuuniin muodostuu suuria rautamääriä, jotka lyhyin välein on poistettava uunista juoksuttamalla.

Samoin glaukoniitin käyttö vaatii, että se esijauhetaan sopivan hienouden aikaansaamiseksi, koska sitä voidaan käyttää sideaineena vain hienojakoisessa tilassa.

Mineraalivillaa perinteisesti valmistettaessa syntyy erilaisia hienoja jätemateriaaleja, jotka hienoutensa takia voivat vaikuttaa sulatuksen kulkuun epäedullisesti, jos ne kierrätetään takaisin sulatusuuniin. Osittain on kysymys niin sanotuista helmistä, jotka ovat sellaisia sulatepisaroita, jotka eivät kehräystolmenpiteen aikana ole muodostuneet kuiduiksi ja osittain mineraalivillajätteistä, jotka ovat muodostuneet kehrätessä syntyneestä mineraalivillasta tehtyjä toivottuja tuotteita leikattaessa tai muuten valmistettaessa.

Edellä mainitun US-patenttijulkaisun mukaisessa sovellutusmuo-dossa mainitut jäteaineet voidaan sekoittaa tuoreisiin raaka-aineisiin ja muodostaa glaukoniitin avulla puristeiksi.

Il 3 76062

Keksintö perustuu siihen havaintoon, että luonnossa runsain määrin esiintyvää kalkkipitoista ja keltaiseksi paahtunutta savea voidaan käyttää jäteaineiden sideaineena, mahdollisesti tuoreisiin raaka-aineisiin sekoitettuna sellaisten puristeiden valmistamiseksi, joiden vahvuus on tyydyttävän suuri tyydyttävän sulatustapahtuman varmistamiseksi 500°C ylittävissä uunilämpötiloissa, ilman että muodostuu edellä mainittua raudan kasaantumista sulatusuuniin.

Keksinnön mukainen sovellutusmuoto on sikäli omalaatuinen, että siinä käytetään sellaisia puristeita, joiden kuiva-ainepohja sisältää vähintään 20 paino-% mineraalivillavalmistuk-sen jäteaineita ja vähintään 35 paino-% saven muodossa olevaa sideainetta, jonka koostumus on seuraava:

Si02: 50-70 paino-% A1203: 10-20

Fe203: 2-7

CaO: 5-30

MgO: 1-4 "

Na20 + K20: 1-8

Sekoittamalla puristeisiin mineraalivillavalmistuksen jäteaineita 20 paino-% ylittävänä määränä ja mieluummin 20-50 %:n määränä saavutetaan se lisäetu, että vesipitoiset puristeet voidaan ilman jälkikuivausta tai hyvin rajoitetusti kuivattamalla panna sulatusuuniin. On siis osoittautunut, että mainitun koostumuksen omaavat puristeet voivat sisältää jopa 18 % vettä. Tämä on yllättävää koska saattaisi odottaa, että "märkien" puristeiden tuorevahvuus olisi liian pieni, jotta ne voitaisiin särkymättä panna uuniin sekä etteivät ne uunissa kuumennettaessa halkeaisi voimakkaan sisäisen höyrynkehityk-sen takia. Siitä ettei näitä odotettuja murtumisia tapahdu saadaan luultavasti kiittää sitä, että jätemateriaalilla on huomattava jäykistävä ominaisuus ja se aiheuttaa puristeisiin tiettyä huokoisuutta ja mahdollistaa samalla veden nopean poishaihtumisen.

4 76062

Samaten on yllättävää, etteivät "märät" puristeet olennaisessa määrässä lisää sulatusuunin polttoaineen kulutusta. Syynä tähän oletetaan olevan, että vesipitoisuus aiheuttaa palamisvyö-hykkeen yläpuolella olevan alueen jäähtymisen, jolloin polttoaineen kulutus vähenee uunin normaalikäyttöön verrattuna.

Saven käytöllä puristeiden sideaineena saavutetaan se lisäetu, että kuitujen pituus lisääntyy ja että aikaansaadaan tasalaatuisempi sulate kuin mineraalivillaa perinteisesti valmistettaessa .

Kuten edellä on ilmaistu, niin jäteaineita ja savea sisältävät puristeet voivat lisäksi sisältää hienojakoisia tuoreita raaka-aineita. Viimeksi mainitut voidaan siis panna sulatusuuniin osittain puristeiden ainesosina ja osittain erillisenä lähtömateriaalina. Sellaisessa tapauksessa pidetään parempana ryhtyä hienojakoisen tuoreen raaka-aineen alustavaan erotteluun ja käyttää suhteellisen hienojakoinen osa puristeiden valmistuksessa.

Savea käytetään mieluummin 75 paino-% alittavana määränä.

Suurempien eavimäärien käyttö puristeissa voi johtaa suhteellisen korkeaan sulateviskositeettiin. Tämän voi korvata lisäämällä viskositeettia vähentäviä aineita kuten kalkkia, dolomiittia tai kuonaa. Suhteellisen suuren kalkkipitoisuuden omaavaa savea käytettäessä voidaan vähentää tai kokonaan välttää viskositeettia alentavien aineiden lisäämistä.

Luonnossa hyvin kalkkipitoinen savi esiintyy usein kerrostumana, joka sijaitsee tavallieemmin keltaiseksi paahtuneen saven alla. Hyvin kalkkipitoista savea ei voida käyttää tiiliteol-lisuudessa ja se on sen takia suhteellisen halpa syöttöaine.

Saven muovailtavat ominaisuudet mahdollistavat hyvin monien lisäaineiden lisäämisen puristeisiin. Edellä mainittujen hienojakoisten syöttöaineiden lisäksi voidaan siis esim. kivi-

II

5 76062 murskan ja kuonatuotteiden muodossa asettaa mukaan hyvin monia lisäaineita, kuten additiiveja mineraalivillatuottei-den palamisen vastustuskyvyn lisäämiseksi, polttoaineen tomua polttoaineen vähentämiseksi uunin täytössä ja additiiveja lentotuhkan tai sähkösuodatintomun muodossa sulatekoostu-muksen tarkistamiseksi.

Käytettyjä savipitoisia puristeita voidaan valmistaa useilla sinänsä tunnetuilla tiilitehdastuotteiden valmistusmenetelmillä. Puristeita voidaan valmistaa esimerkiksi valssipuris-timella tai pursottamalla suulakkeen läpi 6-30 % ja mieluummin 10-18 % vettä sisältävää materiaaliseosta. Pursotusmenetel-mällä voidaan sopivan pursotussuuttimen valinnalla aikaansaada puristeita, joissa on läpimenevät kourut. Tällöin aikaansaadaan yläpinnan pinta-alan suureneminen ja samalla sula-tustapahtuman muutos sulatusuunissa. Lisäksi tällaisten kourujen aikaansaaminen alentaa sitä vaaraa, että puristeet räjähtäisivät kuumennuksen aikana puristeissa olevan veden haihtuessa.

Puristeiden sisältämät mineraalivillatuotannon jäteaineet aiheuttavat, kuten mainittu, tiettyä huokoisuutta. Haluttaessa voidaan tätä huokoisuutta lisätä puristeissa lisäämällä muita hienojakoisia tai kuitumaisia aineita, kuten sahajauhoja, puuhaketta, selluloosakuituja, joiden joukossa paperijätteitä ja paperikuituja, tekstiilijätteitä, muovijätteitä, turve-poroa ja ruskohiiltä.

Ilmauksella "puristeita" on tässä ymmärrettävä säännöllisen muotoisia kappaleita, joiden mitat ovat sellaiset, että ne mahdollisen kuivatuksen jälkeen painavat yli 300 g ja tyypillisesti 1 kg. Suosittu muoto on sylinterimäinen kappale, jonka halkaisija on 6-10 cm ja pituus 8-12 cm.

Keksintöä valaistaan seuraavaan esimerkkiin viitaten: 6 76062

Esimerkki

Ilman hehkutushävikkiä on keltaiseksi paahtuneen saven koostumus seuraava:

Si02: 60 paino-%

Al203: 12

Fe203: 5

CaO: 18

MgO: 2 *

Na20 + K20: 3 sitä sekoitettiin alla mainittuihin ainesosiin seuraavina määrinä:

Savea 60 paino-%

Mineraalivillateollisuuden jäteaineita 20 "

Kalkkia 5 ” Sähkösuodatintomua 5 "

Koksipölyä 5 "

Murskattua diabaasia 2 "

Oliviinia 3 "_

Yhteensä 100 paino-%

Seokseen lisättiin vettä vesipitoisuuden säätämiseksi 15 %:iin ja näin syntyneestä seoksesta valmistettiin pursuttamalla sylinterimäisiä puristeita, joiden halkaisija on 8 cm ja pituus 10 cm. Valmiit puristeet pantiin kuivattamatta sulatusuuniin yhdessä valimokoksin muodossa olevan, kiinteän polttoaineen kanssa. Polttoainetta käytettiin noin 13 % ja noin 87 % savipuristeita.

Valmis sulate kehrättiin mineraalivillaksi, jonka väri ja koostumus olivat tyydyttävät.

tl

Claims (6)

7 76062

1. Menetelmä mineraalivillatuotteiden valmistamiseksi, jossa mineraalivillan kooetumukeen omaava materiaalieeoe, jossa on mineraalivillateollisuuden jätemateriaalia, muodostetaan puristeiksi epäorgaanisen sideaineen ja veden avulla ja näin muodostetut puristeet pannaan sulatusuuniin ja muutetaan sulatteeksi, jota kehrätään mineraalivillan muodostamiseksi, ja jossa syntyneestä mineraalivillasta valmistetaan halutun muotoisia ja kokoisia mineraalivillatuotteita sekä syntynyt jä-temateriaali mahdollisesti kierrätetään takaisin sulatusuuniin, tunnettu siitä, että käytetään puristeita, jotka kuiva-aineena sisältävät vähintään 20 paino-* mineraalivilla-teollisuuden jätemateriaaleja ja vähintään 35 * seuraavan koostumuksen omaavaa, saven muodossa olevaa sideainetta: Si02: 50-70 paino-* A1203: 10-20 ^®2®3 : 2—7 *' CaO: 5-30 MgO: 1-4 Na20 + K20: 1-8

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätemateriaalia käytetään 20-50 painoprosentin suuruisina määrinä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että savea käytetään 35-75 painoprosentin suuruisina määrinä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään 10-18 paino-% vettä sisältäviä puristeita. 76062

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään puristeita, jotka jäteaineiden, saven ja mahdollisen veden lisäksi sisältävät hienojakoista tuoretta lähtöainetta mineraalivillan valmistamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään puristeita, jotka jäteaineiden, saven ja mahdollisen veden lisäksi sisältävät yhtä tai useampaa lisäainetta mineraalivillan ominaisuuksien tai sulatekoostumuk-sen parantamiseksi tai aineita puristeiden huokoisuuden lisäämiseksi ennen sulattamista tai sen aikana.