PL212156B1 - Sposób utylizacji pofiltracyjnej ziemi okrzemkowej z przemysłu browarniczego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób utylizacji pofiltracyjnej ziemi okrzemkowej z przemysłu browarniczego.

Ziemia okrzemkowa wykorzystywana jest w przemyśle browarniczym w procesie filtracji. Jej skład chemiczny wyrażony w % masowych jest następujący 89-91% SiO2, 3-5% AI2O3, 1-1,5% Fe2O3, 1 -3.5% Na2O+K2O, 1-2% CaO+MgO oraz dodatkowo zawiera niewielkie ilości tlenków tytanu i fosforu. Zużyta w czasie filtracji ziemia okrzemkowa nie nadaje się do powtórnego wykorzystania w procesie technologicznym, gdyż zanieczyszczona jest substancjami organicznymi takimi jak drożdże, białka, związki białkowo-garbnikowe, węglowodany, a także bakterie. Ziemia okrzemkowa stanowi wiec odpad, którego zagospodarowanie w samym browarze jest problemem, wiąże się bowiem z kosztami utylizacji lub składowania. Ziemię okrzemkową można regenerować poprzez wypalenie części organicznych, jednak wówczas traci ona właściwości filtracyjne ze względu na zmniejszenie porowatości.

Z polskiego opisu patentowego nr 197287 znany jest sposób unieszkodliwiania pofiltracyjnej ziemi okrzemkowej, który charakteryzuje się tym, że do wyselekcjonowanych odpadów organicznych dodaje się 30 - 35% wagowych materiału strukturalnego, a po wymieszaniu wprowadza się 10 - 50% wagowych pofiltracyjnej ziemi okrzemkowej i miesza aż do uzyskania jednolitej masy, którą formuje się w pryzmy i kompostuje przez 3 - 4 miesiące w warunkach tlenowych, utrzymując 50 - 60% wilgotności pryzm, przy czym pryzmy napowietrza się, utrzymując temperaturę pryzm powyżej 55°C przez co najmniej 3 tygodnie.

Z europejskiego zgłoszenia EP0091473 znany jest sposób wytwarzania szkła porowatego z ziemi okrzemkowej i popiołów lotnych.

Sposób według wynalazku polega na tym, że piasek, będący surowcem wprowadzającym krzemionkę (SiO2) do zestawu szklarskiego, zastępuje się częściowo lub całkowicie, wysuszoną do zawartości < 10% masowych wody, ziemią okrzemkową pochodzącą z procesu filtracji z przemysłu browarniczego, przy czym dla zestawu na szkło bezbarwne udział wagowy ziemi okrzemkowej wynosi < 30% masowych całkowitej ilości SiO2 wprowadzanego do zestawu szklarskiego, natomiast do zestawu na szkło kolorowe udział ziemi okrzemkowej może dochodzić do 100% masowych całkowitej ilości SiO2 wprowadzanego do tego zestawu.

Odpad ziemi okrzemkowej nie wpływa na zmianę trwałości termicznej szkła. Udział > 50% masowych odpadu w surowcach wprowadzających Si02 prowadzi do nieznacznego obniżenia temperatury topnienia szkła. Szkła otrzymane z dodatkiem odpadu dobrze się klarują - nie obserwuje się wad w postaci pęcherzy gazowych. Najważniejszą zaletą jest wykorzystanie niezagospodarowanego dotąd odpadu.

P r z y k ł a d:

Zestawy surowcowe na szkło o składzie chemicznym : SiO2 - 65% masowych, Na2O - 25% masowych, CaO - 10% masowych, przy czym zawartość ziemi okrzemkowej wynosiła odpowiednio 0, 20, 40 i 60% masowych.

Wytop przeprowadzono w oparciu o następujące surowce (ilości surowców podano na 100% masowych szkła);

piasek szklarski (klasa I): odpad ziemi okrzemkowej soda (Na2 CO3) (cz.d.a.) węglan wapnia (cz.d.a.)

15,6 - 39,0 0 - 23,4 25,65 1 10,71

Temperatura topienia 1400°C, czas 2 godziny.

W tabeli 1 przedstawiono wyniki wpływu dodatku ziemi okrzemkowej na charakterystyczne temperatury szkła.

T a b e l a

% mas. zawartości ziemi okrzemkowej w szkle	Temperatura transformacji (°C)	Temperatura mięknięcia dylatometrycznego (°C)	Temperatura mięknięcia wg Littletona (°C)
0	540	562	647
20	542	559	647
40	541	560	648
60	535	548	640

PL 212 156 B1

Otrzymane szkła charakteryzują się jednorodnością, nie zauważono w masie szkła pęcherzy gazowych.

Otrzymane wyniki wskazują, że dodatek odpadowej ziemi okrzemkowej do 40% mas. nie wpływa na zmianę charakterystycznych temperatur tj. temperatury transformacji, mięknięcia dylatometrycznego i mięknięcia wg Littletona, a powyżej tej zawartości obniża temperaturę topienia.

Fig. 1 przedstawia krzywe termicznej analizy różnicowej (DTA) dla szkieł o różnej zawartości ziemi okrzemkowej oraz porównawczo szkła bez tego dodatku (szkło podstawowe).

Fig. 2 przedstawia fotografie próbek szkieł z różną zawartością odpadu 0-60% ziemi okrzemkowej, zastępującej piasek, przy zachowaniu tego samego składu chemicznego.

Krzywe transmisji tych szkieł w zakresie od 200 do 1100 nm przedstawia fig. 3. Dodatek odpadu ziemi okrzemkowej przesunął krótkofalowy próg absorpcji z około 340 nm (szkło bez zawartości odpadu) do ok. 360 nm (szkło z 60% zawartością odpadu). Jednocześnie absorpcja w zakresie światła niebieskiego zwiększyła się do 10%, a w zakresie światła czerwonego o 15%.

Claims (1)

1. Sposób utylizacji pofiltracyjnej ziemi okrzemkowej z przemysłu browarniczego, znamienny tym, że piasek, będący surowcem wprowadzającym krzemionkę (SiO2) do zestawu szklarskiego, zastępuje się częściowo lub całkowicie, wysuszoną do zawartości < 10% masowych wody, ziemią okrzemkową pochodzącą z procesu filtracji z przemysłu browarniczego, przy czym dla zestawu na szkło bezbarwne udział wagowy ziemi okrzemkowej wynosi < 30% całkowitej ilości SiO2 wprowadzanego do zestawu szklarskiego, natomiast do zestawu na szkło kolorowe udział ziemi okrzemkowej może dochodzić do 100% masowych całkowitej ilości SiO2 wprowadzanego do tego zestawu.