PL241606B1 - Sposób wytwarzania aglomeratu z odpadowych strużyn garbarskich - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania aglomeratu z odpadowych strużyn garbarskich, w drodze granulacji w granulatorze talerzowym o działaniu okresowym z wykorzystaniem gipsu drobnoziarnistego polega na tym, że jako materiał sypki, z którego wytwarza się aglomerat stosuje się przesiane, odpadowe strużyny z chromowych i/lub bezchromowych procesów garbarskich, o wilgotności 50 - 65% i uziarnieniu do 10 mm oraz gips drobnoziarnisty w postaci mączki o wilgotności 5 - 12% i uziarnieniu do 0,5 mm, przy czym najpierw do strużyn wprowadza się gips drobnoziarnisty w ilości od 1 do 3 kg na każdy 1 kg masy strużyn, po czym miesza się je przez co najmniej 1 - 2 minut, a następnie dalej mieszając dostarcza się do mieszaniny 20 - 90% wodny roztwór szkła wodnego o temperaturze 10 - 30°C, w ilości co najmniej 1500 g na 1000 g złoża i kolejno przez 5 - 10 minut prowadzi się dalsze mieszanie wilgotnej pulpy strużyn, gipsu i szkła wodnego, po czym odciska się nadmiar cieczy tak by uzyskać wilgotność pulpy z zakresu 50 - 150% i tak utworzone jednorodne złoże granuluje się w granulatorze talerzowym w czasie 5 - 20 minut, po czym otrzymane aglomeraty suszy się w temperaturze 50 - 65°C przez co najmniej 24 godziny.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania aglomeratu z odpadowych strużyn garbarskich z chromowych i bezchromowych procesów garbarskich z dodatkiem gipsu drobnoziarnistego.

Znane są sposoby przetwarzania odpadowych strużyn garbarskich w celu ponownego wykorzystania, zmniejszenia ich uciążliwości środowiskowej oraz zmiany ich właściwości fizycznych w wyniku zastosowanej technologii. Strużyny garbarskie, są odpornym na degradację biologiczną produktem odpadowym z przemysłu garbarskiego, powstałym po procesie właściwego garbowania. Możliwe kierunki przetwarzania, utylizacji oraz recyklingu odpadów garbarskich to produkcja skóry wtórnej, materiałów włóknistych, hydrolizatów białkowych, kompostowanie, rolnictwo (nawozy), obróbka termiczna i składowanie.

Strużyny garbarskie stosowane są w procesie wytwarzania skóry wtórnej, która oparta jest na właściwym rozdrobnieniu włókien kolagenowych zawartych w strużynach, doborze odpowiedniego środka wiążącego (żywice syntetyczne, lateksy butadienowo-styrenowe, lateksy akrylowe) w odniesieniu do rodzaju i ilości surowca włóknistego oraz na odpowiedniej technice natłuszczania w masie włóknistej. Skórę wtórną stosuje się w produkcji elementów obuwia (podpodeszwy, zakładki), do wytwarzania wyrobów kaletniczych, jako materiał tapicerski i w introligatorstwie (oprawy książek).

Całkowita zawartość substancji organicznej w suchej masie strużyn garbarskich wynosi 85-90%, zaś stała pozostałość po ich spaleniu stanowi 7,8-8% masy początkowej strużyn.

Strużyny charakteryzują się wieloma niekorzystnymi właściwościami fizycznymi m.in. bardzo małą gęstością nasypową. Zajmują dużą objętość, co utrudnia ich magazynowanie i transport. Posiadają nieregularne, kłaczkowate kształty, co powoduje ich zbijanie się w większe fragmenty i utrudnia wysypywanie z pojemników oraz ewentualne dozowanie i załadunek. Rozwiązaniem tych problemów byłoby nadanie strużynom regularnych, sferycznych kształtów i utworzenie w ten sposób sypkiego złoża. Efekt ten można uzyskać podczas bezciśnieniowej aglomeracji talerzowej.

Znane są sposoby aglomeracji strużyn garbarskich z wykorzystaniem bezciśnieniowej aglomeracji talerzowej, które zostały opisane w polskich zgłoszeniach patentowych P.425268, P.425277, P.425287, P.425288 oraz w artykule autorów; Katarzyna Ławińska, Andrzej Obraniak, Remigiusz Modrzewski pt. „Granulation Process of Waste Tanning Savings”, (FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe, 2019, 27, 2 (134)). Sposoby te polegają na dozowaniu do talerza granulatora o działaniu okresowym strużyn i materiału mineralnego oraz ich wstępnym zmieszaniu podczas ruchu obrotowego talerza, a następnie nawilżaniu za pomocą dysz tak utworzonej mieszaniny wodnym roztworem szkła wodnego. W publikacjach tych opisana jest możliwość segregacji drobnoziarnistych strużyn i materiału mineralnego podczas ruchu obrotowego talerza. Segregacja ta wynika z różnych wilgotności i gęstości nasypowych obu składników mieszaniny i może skutkować ich oddzielną granulacją po nawilżeniu roztworem szkła wodnego.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania aglomeratu z odpadowych strużyn garbarskich pozbawionego niedogodności występującej w opisanej powyżej technologii.

Sposób wytwarzania aglomeratu z odpadowych strużyn garbarskich w drodze granulacji w granulatorze talerzowym o działaniu okresowym, z wykorzystaniem gipsu drobnoziarnistego według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako materiał sypki, stosuje się przesiane, odpadowe strużyny z chromowych i/lub bezchromowych procesów garbarskich o wilgotności 50-65% i uziarnieniu do 10 mm oraz gips drobnoziarnisty o wilgotności 5-12% i uziarnieniu do 0,5 mm. Przy czym najpierw do strużyn wprowadza się gips drobnoziarnisty w ilości od 1 do 3 kg na każdy 1 kg masy strużyn, po czym miesza się je przez co najmniej 1-2 minut. Następnie dalej mieszając dostarcza się do mieszaniny 20-90% wodny roztwór szkła wodnego o temperaturze 10-30°C, w ilości co najmniej 1500 g na 1000 g mieszaniny, co powoduje powstanie nawilżonej mieszaniny. Po 5-10 minutach i utworzeniu równomiernie nawilżonej mieszaniny odciska się od niej nadmiar cieczy, tak by uzyskać wilgotność mieszaniny z zakresu 50-150%, a następnie prowadzi się granulację mieszaniny w granulatorze talerzowym przez 5-20 minut, po czym otrzymane aglomeraty suszy się w temperaturze 50-65°C przez co najmniej 24 godziny.

Korzystnie stosuje się wodny roztwór szkła wodnego sodowego.

Wodny roztwór szkła wodnego korzystnie stosuje się w ilości 1500 g-3000 g na 1000 g mieszaniny.

Korzystnie nadmiar cieczy odciska się od mieszaniny za pomocą prasy.

PL 241 606 B1

Korzystnie granulację prowadzi się w talerzu granulatora obracającego się z prędkością 10-20 obr/min, w takiej ilości, aby stosunek objętości wprowadzonej mieszaniny strużyn, gipsu drobnoziarnistego i szkła wodnego do objętości talerza granulatora był równy 0,2-0,4.

Korzystnie jako gips drobnoziarnisty stosuje się gips uzyskany z procesu oczyszczania spalin, korzystnie sulfogips.

Sposób według wynalazku umożliwia przetworzenie i zmianę właściwości fizycznych produktu odpadowego - strużyn garbarskich, często składowanego dotychczas na terenie zakładu garbarskiego i przekazywanego do utylizacji. Sposobem według wynalazku otrzymuje się sypkie zaglomerowane złoże ziarniste zawierające zarówno składniki mineralne jak i organiczne, które łatwo magazynować, transportować i dozować. Nawilżanie mieszaniny roztworem szkła wodnego zapewnia uzyskanie aglomeratów o dużej wytrzymałości mechanicznej. Wprowadzanie do mieszalnika gipsu drobnoziarnistego ułatwia późniejszą aglomerację drobnoziarnistych frakcji strużyn, co wraz z procesem suszenia zapewnia uzyskanie granul suchych na powierzchni zewnętrznej, które tworzą niezbrylające się złoże o sypkości, pozwalającej na swobodny transport aglomeratów do kolejnych operacji technologicznych. Aglomeraty otrzymane sposobem według wynalazku mogą być używane, zamiast dotychczas stosowanych luźnych, wilgotnych, pylących strużyn, do wytwarzania kompozytów na bazie włókien kolagenowych.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

Przykła d 1

W mieszalniku o działaniu okresowym umieszczono przesiane na sicie (wielkość oczek 2 mm) strużyny z chromowych procesów garbarskich o wilgotności równej 50% w ilości 250 g. Następnie dosypano 750 g gipsu drobnoziarnistego uzyskanego z procesu odsiarczania spalin (sulfogips) o ziarnach do 0,5 mm i wilgotności równej 10% i mieszano oba składniki przez 1,0 minutę, a następnie do mieszalnika wlano strugą 50% wodny roztwór szkła wodnego o temperaturze 20°C, w ilości 1500 g na 1000 g mieszaniny i kontynuowano mieszanie mieszaniny przez 5 minut uzyskując jednorodnie nawilżoną mieszaninę obu składników sypkich i szkła wodnego, po czym odciśnięto za pomocą prasy nadmiar cieczy, tak, że uzyskana mieszanina charakteryzowała się wilgotnością 104%. Tak uzyskaną mieszaninę dostarczono do granulatora talerzowego o działaniu okresowym i po ustaleniu obrotów talerza na 15 obr/min rozpoczęto granulację mieszaniny. Po 11 minutach granulacji uzyskano wilgotny granulat, który skierowano do suszenia. Po wysuszeniu w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 50°C, przez 48 godzin, otrzymano aglomeraty o składzie granulometrycznym z zakresu 1-20 mm, niepylące się i niezbrylające, cechujące się dużą sypkością i odpornością na ściskanie przekraczającą 25 N.

Przykła d 2

W mieszalniku o działaniu okresowym umieszczono przesiane na sicie (wielkość oczek 3,15 mm) strużyny z chromowych procesów garbarskich o wilgotności równej 60% w ilości 300 g. Następnie dosypano 700 g sulfogipsu o ziarnach do 0,5 mm i wilgotności równej 5% i mieszano oba składniki przez 2 minuty, a następnie do mieszalnika wlano strugą 60% wodny roztwór szkła wodnego sodowego o temperaturze 22°C, w ilości 2000 g na 1000 g mieszaniny i kontynuowano mieszanie mieszaniny przez 7 minut uzyskując jednorodnie nawilżoną mieszaninę obu składników sypkich i szkła wodnego, po czym odciśnięto za pomocą prasy nadmiar cieczy, tak, że uzyskana mieszanina charakteryzowała się wilgotnością 131%. Tak uzyskaną mieszaninę dostarczono do granulatora talerzowego o działaniu okresowym i po ustaleniu obrotów talerza na 12 obr/min rozpoczęto granulację mieszaniny. Po 15 minutach granulacji uzyskano wilgotny granulat, który skierowano do suszenia. Po wysuszeniu w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 55°C, przez 36 godzin, otrzymano aglomeraty o składzie granulometrycznym z zakresu 1-15 mm, niepylące się i niezbrylające, cechujące się dużą sypkością i odpornością na ściskanie przekraczającą 30 N.

Przykład 3

W mieszalniku o działaniu okresowym umieszczono przesiane na sicie (wielkość oczek 6 mm) strużyny z chromowych procesów garbarskich o wilgotności równej 55% w ilości 400 g. Następnie dosypano 1200 g gipsu drobnoziarnistego o ziarnach do 0,02 mm i wilgotności równej 12% i mieszano oba składniki przez 1,5 minuty, a następnie do mieszalnika wlano strugą 50% wodny roztwór szkła wodnego sodowego o temperaturze 25°C, w ilości 3000 g na 1000 g mieszaniny i kontynuowano mieszanie mieszaniny przez 10 minut uzyskując jednorodnie nawilżoną mieszaninę obu składników sypkich i szkła wodnego, po czym odciśnięto za pomocą prasy nadmiar cieczy, tak, że uzyskana mieszanina charakteryzowała się wilgotnością 62%. Tak uzyskaną mieszaninę dostarczono

PL 241 606 B1 do granulatora talerzowego o działaniu okresowym i po ustaleniu obrotów talerza na 10 obr/min rozpoczęto granulację mieszaniny. Po 20 minutach granulacji uzyskano wilgotny granulat, który skierowano do suszenia. Po wysuszeniu w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 60°C, przez 24 godziny, otrzymano aglomeraty o składzie granulometrycznym z zakresu 1-12,5 mm, niepylące się i niezbrylające, cechujące się dużą sypkością i odpornością na ściskanie przekraczającą 25 N.

Claims (6)

1. Sposób wytwarzania aglomeratu z odpadowych strużyn garbarskich, w drodze granulacji w granulatorze talerzowym o działaniu okresowym z wykorzystaniem gipsu drobnoziarnistego, znamienny tym, że jako materiał sypki, z którego wytwarza się aglomerat stosuje się przesiane, odpadowe strużyny z chromowych i/lub bezchromowych procesów garbarskich, o wilgotności 50-65% i uziarnieniu do 10 mm oraz gips drobnoziarnisty w postaci mączki o wilgotności 5-12% i uziarnieniu do 0,5 mm, przy czym najpierw do strużyn wprowadza się gips drobnoziarnisty w ilości od 1 do 3 kg na każdy 1 kg masy strużyn, po czym miesza się je przez co najmniej 1-2 minut, a następnie dalej mieszając dostarcza się do mieszaniny 20-90% wodny roztwór szkła wodnego o temperaturze 10-30°C, w ilości co najmniej 1500 g na 1000 g mieszaniny i kolejno przez 5-10 minut prowadzi się dalsze mieszanie wilgotnej mieszaniny strużyn, gipsu i szkła wodnego, po czym odciska się nadmiar cieczy tak by uzyskać wilgotność mieszaniny z zakresu 50-150% i tak utworzoną jednorodną mieszaninę granuluje się w granulatorze talerzowym w czasie 5-20 minut, po czym otrzymane aglomeraty suszy się w temperaturze 50-65°C przez co najmniej 24 godziny.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodny roztwór szkła wodnego korzystnie stosuje się w ilości 1500-3000 g na 1000 g mieszaniny.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się wodny roztwór szkła wodnego sodowego.

4. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że nadmiar cieczy odciska się od mieszaniny za pomocą prasy.

5. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że granulację prowadzi się w talerzu granulatora obracającego się z prędkością 10-20 obr/min, w takiej ilości, aby stosunek objętości wprowadzonej mieszaniny strużyn, gipsu drobnoziarnistego i szkła wodnego do objętości talerza granulatora był równy 0,2-0,4.

6. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że jako gips drobnoziarnisty stosuje się gips uzyskany z procesu oczyszczania spalin, korzystnie sulfogips.