SK283402B6

SK283402B6 - Spôsob výroby minerálnych vlákien

Info

Publication number: SK283402B6
Application number: SK796-2000A
Authority: SK
Inventors: Vermund Rust Christensen; Soren Lund Jensen; Jens Ranlov
Original assignee: Rockwool International A/S
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2003-07-01
Also published as: CA2312837C; PL341004A1; DE69802111D1; PL189752B1; ES2163900T5; DE69802111T3; HUP0100204A2; US6698245B1; EP1036044B1; DE69802111T2; EP1036044A1; CA2312837A1; CZ291441B6; CZ20001859A3; EP1036044B2; HUP0100204A3; AU1563799A; ATE207042T1; ES2163900T3; HU225799B1

Abstract

Uvedené vlákna sú vytvárané z taveniny vzniknutej zo zmesi nízko a vysoko halogénových odpadových materiálov. Tavenina obsahuje nad 15 % hmotn. vápnika, horčíka a železa vzhľadom na celkovú hmotnosť všetkých troch oxidov, pričom 80 až 98 % hmotn. minerálnych pevných látok tvoria nízko halogénové materiály, z ktorých každý obsahuje menej ako 0,5 % hmotn. Halogénu, a 2 až 20 % hmotn. minerálnych pevných látok tvoria vysoko halogénové minerálne odpady s obsahom najmenej 1 % hmotn. halogénu.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby minerálnych vlákien a syntetických sklených vlákien (MMVF) z taviteľných tuhých minerálnych látok, z taveniny ktorých sa zvláknením vyrobia vlákna spôsobom centrobežného ťahania.

Doterajší stav techniky

Minerálne vlákna (patria k nim aj vlákna z hornín a troskové vlákna), sa bežne vyrábajú z lacnejšej suroviny, čiastočne odpadových materiálov, a to hospodárnejším spôsobom ako pri výrobe sklených vlákien. Pretože mnohé sklené vlákna sú požadované pre svoje špecifické vlastnosti, ktoré ospravedlňujú ich cenu a náročné používanie s fluoridovými alebo inými ťažko spracovateľnými surovinami, je ekonomicky výhodné premeniť takúto surovinu na taveninu. Náklady spojené s riadením tekutých procesov môžu byť tak úplne vyvážené zlepšenou pevnosťou a ďalšími fyzikálnymi vlastnosťami, dosiahnutými práve použitím sklených vlákien. Ale všeobecne vlákna z hornín nepotrebujú mať také náročné fyzikálne vlastnosti a svoj hlavný cieľ majú v dobrých izolačných vlastnostiach, ak sa vyrobia tak, aby mali dostatočne malý priemer vzhľadom na svoju dĺžku, s minimálnou tvorbou trhlín.

Je preto nielen možné, ale tiež potrebné, využívať niektoré recyklované odpadové materiály ako časť nakládky na vytvorenie minerálnej taveniny, z ktorej sa minerálne vlákna vyrobia. Tieto odpadové materiály zahŕňajú odpadové vlákna a mnohé ďalšie odpady, akým je napríklad lietavý popolček.

Aj keď je rozšírené používanie odpadov pri výrobe minerálnych vlákien, v praxi používané odpadové látky nikdy neobsahujú pre životné prostredie významné množstvo toxických materiálov. To preto, že z používania toxických odpadov nevyplýva žiadny postrehnuteľný úžitok oproti odpadom netoxickým, a okrem toho, používanie toxických odpadov by nevyhnutne vyžadovalo modifikované postupy, ako je zaistenie prísnych opatrení na zachádzanie s kvapalnými systémami. Veľký počet odkazov v literatúre, týkajúci sa výroby minerálnych vlákien a používajúce odpady ako je lietavý popolček, sa vždy vzťahuje na používanie netoxického lietavého popolčeka, na rozdiel od špeciálnych foriem lietavého popolčeka, ktorý' môže obsahovať významné množstvo toxického materiálu, napr. najmenej 1 % fluoridu. Podobne obsah halogenidov môže byť v niektorých prírodných mineráloch rôzny. Tak napr. niektoré druhy apatitov majú nízky obsah halogenidov, ale iné sú zasa viac toxické, pretože majú vysoký obsah halogenidov a je potrebné s nimi zaobchádzať ako s toxickými látkami.

Podrobný opis procesu, používajúceho priemyselné odpady, je uvádzaný v US patente 5 364 447. V ňom sa opisuje komplex metód zaobchádzania s odpadom a tvorba vlákien z taveniny, ktorá je vyrobená v jednej časti výrobného procesu. Nie je tam detailný opis, aká nakládka by mala byť použitá na prípravu taveniny, ale zdá sa, že nakládka sa celkom vytvára z nebezpečných odpadových materiálov.

Podobne iný komplexný proces na zaobchádzanie s nebezpečnými materiálmi je opisovaný v US patente 5 134 944, ale znova sa v ňom nedoceňuje možnosť získať významný úžitok tým, že pri výrobe vlákien sa použije malé množstvo určitého druhu odpadov.

Podľa tohto patentu sa pri výrobe sklených vlákien použilo zvážené a sledované množstvo fluoridových surovín, aby sa podporili vlastnosti požadované na určité použitie sklených vlákien. Odpad premenlivého zloženia, ale všeobecne použitý nebol (z dôvodu variabilnosti dopadu na vlastnosti sklených vlákien), pričom pre minerálne vlákna odpad bol použitý. Bolo zistené, že fluoridové a iné toxické odpady na výrobu vlákien nie sú vhodné, pretože neexistuje žiadne ospravedlnenie na uskutočnenie nevyhnutných úprav výrobných postupov, napríklad pri zaobchádzaní s kvapalnými systémami.

Podstata vynálezu

Uvedomili sme si, že efektivita výroby minerálnych vlákien (zvlášť s ohľadom na množstvo granálií, ktoré vytvára), sa zlepší použitím odpadu s vysokým obsahom halogénov a na rozdiel od konvenčného prístupu, je výhodnejšie vyrábať minerálne vlákna z nakládky, obsahujúcej minerálny odpad s vysokým obsahom halogénov.

Podľa tohto vynálezu sa minerálne vlákna vyrábajú spôsobom, pri ktorom sa vytvorí dostatok minerálnej taveniny z roztavených minerálov a z taveniny sa vytvoria vlákna. Pri tomto procese tvoria 80 až 98 % hmotn. nízko halogénové minerálne taveniny, s menej ako 0,5 % hmotn. halogénu, a 2 až 20 % hmotn. minerálne materiály, vytvorené vysoko halogénovým minerálnym odpadom, obsahujúcim najmenej 1 % hmotn. halogénu. Termín „minerálne vlákna“ („rock fibres“) tu používame na rozlíšenie výrobkov od sklených vlákien. V nasledujúcej diskusii o zložení zmesí sa všetko množstvo vzťahuje na hmotnosť oxidu.

Sklené vlákna majú tradične relatívne nízky celkový obsah kovov alkalických zemín a železa (vápnik, horčík a železo), všeobecne pod 12 %. Minerálne vlákna podľa vynálezu obsahujú viac ako 15 % a bežne viac ako 20 % vápnika, horčíka a železa (celkom všetkých troch oxidov). V podstate sú sklené vlákna všeobecne bez železa, ale minerálne vlákna, vyhotovené podľa vynálezu, všeobecne obsahujú najmenej 1 % a často najmenej 3 % a často 5 až 12 % alebo ešte viac železa, stanoveného ako FeO.

Tradične sklené vlákna obsahujú veľké množstvo alkalických kovov (oxid sodný a oxid draselný), bežne nad 12 %, ale minerálne vlákna, zhotovené podľa vynálezu, obsahujú výhodne pod 10 % alkalického kovu.

Minerálne vlákna všeobecne obsahujú oxid kremičitý v množstve 30 až 70 % a tiež rôzne ďalšie oxidy, vrátane aluminy.

Vynález má význam predovšetkým pre výrobu vlákien, ktoré sú rozpustné vo fyziologickom roztoku. Niektoré také vlákna obsahujú relatívne nízke množstvo hliníka, napr. nie viac ako 4 %, voliteľne súčasne s 1 až 5 % fosforu a s 1 až 5 % boru (všetko stanovené ako % hmotn. oxidov). Tieto vlákna s nízkym obsahom hliníka sú opísané napr. v EP-A-459,897 a vo WO 92/09536, W0 93/22251 a W0 96/00196. Na každú z týchto publikácií má byť uskutočnený odkaz.

Vynález má význam predovšetkým vtedy, ak je aplikovaný na výrobu vlákien s vyšším obsahom hliníka, napr. najmenej 15 %, bežne najmenej 17 %, najbežnejšie najmenej 18 % A1₂O₃, t. j. až 30, 35 alebo 40 % A1₂O₃.

Vynález je zvlášť vhodný na zhotovenie vlákien s vysokým obsahom hliníka, lebo veľa odpadov, obsahujúcich viac ako 30 alebo 40 % hliníka (ako A1₂O₃), má tiež významné množstvo fluoridu alebo iných halogenidov. Vhodné vlákna s vysokým obsahom hliníka, biologicky rozpustné, ktoré môžu byť výhodne vyrobené podľa predloženého vynálezu, sú opisované vo WO 96/14454 a vo WO 96/14274. Iné sú opísané vo WO 97/29057, DE-U-2 970 027 a vo WO 97/30002. Na každú z týchto publíkáSK 283402 B6 cií má byť uskutočnený odkaz. Vlákna a tavenina, z ktorej boli vlákna vytvorené, majú všeobecne analytické hodnoty (stanovené ako % hmotn. oxidov) v rôznych medziach, definovaných nasledujúcimi normálnymi, preferovanými, spodnými a hornými limitmi:

SiO₂ najmenej 30, 32, 35 alebo 37; nie viac ako 51, 48 45 alebo 43,

A1₂O₃ najmenej 14, 15, 16 alebo 18; nie viac ako 35, 30, 26 alebo 23,

CaO najmenej 8 alebo 10; nie viac ako 30, 25 alebo 20, MgO najmenej 2 alebo 5; nie viac ako 25,20 alebo 15, FeO (vrátane Fe₂O₃) najmenej 2 alebo 5; nie viac ako 15, 12 alebo 10,

FeO + MgO najmenej 10, 12, 15; nie viac ako 30, 25, 20, Na₂O + K₂O nula alebo najmenej 1; nie viac ako 10, CaO + Na₂O + K₂O najmenej 10, 15; nie viac ako 30, 25, TiO₂ nula alebo najmenej 1; nie viac ako 6,4,2, TiO₂ + FeO najmenej 4,6; nie viac ako 18,12, B₂O₃ nula alebo najmenej 1; nie viac ako 5,3, P₂O₅ nula alebo najmenej 1; nie viac ako 8,5, posledná nula alebo najmenej 1; nie viac ako 8, 5.

Vlákna majú výhodne teplotu slinovania nad 800 °C, výhodnejšie nad 1000 °C.

Tavenina má výhodne viskozitu pri vláknotvomej teplote 0,5 až 10 Pa.s, výhodnejšie 1 až 7, Pa.s pri 1400 °C.

Vlákna majú výhodne zodpovedajúcu rozpustnosť v pľúcnych tekutinách, ako preukazujú testy in vivo alebo in vitro, typicky uskutočňované vo fyziologickom roztoku, pufrovanom asi na pH 4,5. Vhodná rozpustnosť je opisovaná vo WO 96/14454. Rýchlosť rozpustnosti je bežne v tomto roztoku najmenej 10 alebo 20 nm za deň.

Najmenej 4/5 celkovej minerálnej nakládky je, podľa vynálezu, materiál s nízkym obsahom halogénu a tak všetky materiály (odpad alebo prírodný) môžu byť tradične používané na prípravu minerálnej taveniny. Menšiu časť celkovej nakládky tvorí odpad s vy sokým obsahom halogénu a jeho použitie má tú výhodu, že tento odpadový materiál má nielen využitie (pre jeho používanie v priemysle sú v súčasnosti veľmi prísne limity), ale že má tiež dobrý vplyv na vlastnosti taveniny.

Množstvo halogénu v nízko halogénových materiáloch je vždy menší ako 0,5 % a je všeobecne menší ako 0,2 %, napr. v rozmedzí 0,01 až 0,1 %.

Množstvo halogénu vo vysoko halogénových zložkách je vždy najmenej 1 % a všeobecne najmenej 3 %, často najmenej 5 alebo 10 %, a môže byť až 25 % alebo viac (hmotnostne).

V celkovej minerálnej hmote sú vždy najmenej 2 % a bežne najmenej 5 % vysoko halogénového materiálu. Jeho obsah nemá byť väčší ako asi 20 %, pretože pri vyšších hodnotách môže byť ťažké dosiahnuť požadované chemické zloženie vlákien, tak aj dobrý priebeh zvlákňovania. Všeobecne najmenej 50 %, často 80 %, alebo dokonca 95 % hmotn. halogénu tvorí fluór.

Vysoko halogénové minerálne odpady, ktoré v rámci vynálezu môžu byť použité, zahrnujú vysoko halogénový lietavý popolček, popolček z odsírovacích zariadení, použité grafitové obloženie z Al-výroby a panvové a konvertorové trosky. Iné vhodné odpady s vysokým obsahom hliníka a halogénu zahrnujú hliníkovú trosku, ako napr. odpady zo sekundárnej výroby hliníka. Také materiály sú všeobecne opisované ako „hliníkový odpad“ („alumínium dross“), alebo „odpad oxidu hlinitého“ („alumínium oxide dross“). Najžiadanejšie materiály sú také, ktoré obsahujú 0,5 až 10 % hmotn., výhodne 2 až 6 % hmotn., výhodnejšie pod 5 % hmotn. kovového hliníka a 50 až 90 % hmotn., výhodne pod 85 % hmotn., výhodnejšie 60 až 72 % hmotn. alumíny

A1₂O₃. Preferované odpady sú také, ktoré sa získavajú pri odlievaní hliníka. Mnohé z týchto materiálov sú všeobecne opisované ako hliníkový odpad. Proces odlievania hliníka poskytuje tiež špecifický odpad bohatý na hliník, v priemysle nazývaný ako „hliníkový odpad“ („alu dross“). Ten obsahuje významné množstvo kovového hliníka a preto je spracovávaný na jeho spätné získavanie.

Hliníkový odpad sa všeobecne drví, melie a preosieva. Vyrába sa z neho hliník na spätný predaj a tiež frakcia bohatá na hliník, ktorá sa potom spracováva v peciach na nové použitie. Vedľajším výrobkom je produkt bohatý na aluminu, opisovaný ako „drvený hliníkový odpad („crushed alu dross“). Tento prášok, bohatý na aluminu, vznikajúci pri spracovaní hliníkového odpadu (drveného hliníkového odpadu), môže obsahovať určité množstvo materiálu s obsahom halogénu, napr. 1 až 10 % a môže byť využitý podľa tohto vynálezu ako vysoko halogénový odpad. Frakcia s vysokým obsahom hliníka sa pretavuje v peci, voliteľne spolu s ostatným hliníkovým odpadovým materiálom. Touto pecou môže byť pec rotačná alebo vypaľovacia.

Hliníkový odpad sa môže zohrievať plazmovým kúrením, môže byť ale použitá tiež pec konvenčná. Na zníženie povrchového napätia hliníka a obmedzenia oxidácie sa bežne do pece pridáva tiež soľ. Týmto procesom sa vyrába hliníková frakcia na spätný predaj, ďalej trochu hliníkového odpadu a soľná troska. Zo soľnej trosky sa môže mokrým chemickým procesom (praním vodou a vvsokotepclným spracovaním) vyrábať soľná frakcia, ktorá sa recykluje do pece na výrobu ďalšieho prášku alumíny. Tento sekundárny prášok, bohatý na aluminu, je opisovaný ako „spracovaná hliníková soľná troska“ („treated alumínium sált slag“). Tento produkt môže obsahovať halogény v množstve napríklad 0 alebo 0,5 % až 3 alebo 5 %, a podľa vynálezu sa môže použiť vysoko halogénový materiál, ak je množstvo halogénov najmenej 1 %. Vysoko halogénovým odpadom môžu byť minerály s vysokým obsahom halogénu, t. j. trieda apatitu, obsahujúca viac ako 2 % alebo 5 % fluoridu alebo iného halogénu. Vysoko halogénový lietavý popolček a iné odpady sa líšia od konvenčného lietavého popolčeka a iných odpadov, v literatúre navrhovaných, tým, že vysoko halogénové odpady obsahujú najmenej 1 % (a bežne viac) halogénu, všeobecne fluór samotný alebo fluór s chlórom.

Ich použitie je zvlášť prospešné, lebo sú široko dostupné a je pre ne len malé využitie. Celkové množstvo halogénu v tavenine býva typicky v rozmedzí 0,2 alebo 0,3 % až 5 %. Výhodne je jeho množstvo nad 0,5 %, najvýhodnejšie nad 1 % alebo nad 2 %. Halogenid je prítomný v kombinovanej forme ako halogenid kovu. Množstvo chlóru v tavenine je bežne relatívne nízke, vzhľadom na jeho nízku rozpustnosť v tavenine a pohybuje sa typicky v rozmedzí 0,01 až 0,5 %. Množstvo fluóru v tavenine môže byť vyššie aje typicky v rozmedzí 0,05 až 5 %. Najlepšie výsledky boli dosiahnuté, keď tavenina obsahovala 0,3 % až 2 %, často nad 0,5 alebo 1 % fluóru. Ak sa uvažuje o týchto množstvách, je potrebné si uvedomiť, že množstvo fluóru alebo iného halogénu bolo pred týmto vynálezom v nakládke nulové alebo blížiace sa k nule a bolo vždy významne nižšie, než aké sa teraz zámerne pridáva. Predovšetkým, tvorba taveniny s obsahom väčším ako 0,2 % fluóru by bola pred týmto vynálezom pre výrobu minerálnych vlákien neprijateľná a zbytočná.

Výhoda prítomnosti fluóru (alebo chlóru) v množstvách, navrhovaných je v tom, že znižuje viskozitu taveniny v relatívne veľkom tepelnom rozsahu. Keďže viskozita taveniny je veľmi dôležitým parametrom na riadenie tvorby vlákna, schopnosť znižovať ju týmto spôsobom a najmä znižovať ju v pomerne veľkom tepelnom rozsahu, významne umožňuje zlepšiť riadenie vláknotvomého procesu. Toto riadenie je zvlášť dôležité v prípade, keď odpady majú nízky obsah halogénových minerálov, lebo tieto odpady môžu mať veľmi premenlivé zloženie.

Prítomnosť fluóru (alebo iného halogénu) tiež prospešné ovplyvňuje teplotu liquidus. To môže uľahčovať proces tvorby vlákna alebo znižovať potrebnú teplotu tavenia. Tým sa šetrí tepelná energia.

Inou dôležitou výhodou prítomnosti fluóru (alebo iného halogénu) je to, že sa znižuje povrchové napätie, napríklad až o 10 %, a to má znova významný vplyv na vláknotvomý proces tak z hľadiska iniciácie, ako aj z hľadiska stenšenia vlákien. Následkom toho sa môže znižovať množstvo granálií (t. j. obsah hrubých častíc nad priemer 63 pm).

Ďalšou výhodou prítomnosti fluóru (alebo chlóru), či iného halogénu v tavenine je zlepšenie rozpustnosti MMV vlákien vo fyziologickom roztoku, napr. pri skúškach rozpustnosti, vykonávaných in vitro v simulovanej pľúcnej tekutine. Tak zvyšovaním množstva fluóru a/alebo chlóru prídavkom vysoko halogénového minerálneho odpadu, pri ponechaní ostatných zložiek v tavenine v podstate bez zmeny, sa fyziologická rozpustnosť zväčšuje. Napr. pri meraní rozpustnosti spôsobom opisovaným S. Mattsonom v Ann. Occup. Hyg., vol 38, p. 857 - 877, 1994, ukázala regresná analýza údajov (v % hmotn.), že F₂ má vplyv na rýchlosť rozpúšťania porovnateľnú s CaO a BaO (stúpajúca rýchlosť rozpúšťania).

Ak sú podmienky tavenia také, že sa vyvíjajú odpadové plyny s neprijateľným množstvom halogénu, vypierajú sa pred ich vypustením do atmosféry materiálom, ktorý reakciou s odpadovými plynmi vytvorí pevný halogenid. Vhodným materiálom na vypieranie je mokré alebo suché vápno, bežne nehasené vápno. Iným materiálom je hydrogenuhličitan sodný. Pevný halogén sa môže odviesť na skládku alebo použiť na iný účel, ale výhodne sa pridáva do nakládky ako jej minerálna súčasť, bežne ako časť vysoko halogénového minerálneho odpadu. Halogenidy vo výrobnom odpade sa tak výhodne recyklujú späť ako minerálna súčasť nakládky.

Tavenie minerálnych pevných častíc sa môže uskutočňovať spoločným roztavením nízko halogénových materiálov s vysoko minerálnym odpadom v peci. Všeobecne sa pred naložením do pece tieto materiály premiešajú. Alternatívne sa vysoko halogénový minerálny odpad taví v peci pri vzniku vysoko halogénovej taveniny. Nízko halogénový minerálny materiál je roztavený vo zvláštnej peci, pri vzniku nízko halogénovej taveniny (ak je to však požadované, časť nízko halogénového minerálneho materiálu môže byť primiešaná do pece s vysoko halogénovým materiálom) a následne vysoko halogénové a nízko halogénové taveniny sa zmiešajú pri vzniku zmesovej taveniny. Vlákna sa potom vyrobia z tejto zmesovej taveniny.

Na tvorbu MMVF tavenín je možné použiť akékoľvek bežné pece. Napríklad pec šachtová, v ktorej sa zohrieva vrstva granulovaného minerálneho odpadu a tavenina odteká na dno vrstvy do jamky a odtiaľ do vláknotvomého procesu. V niektorých prípadoch však tavenina odteká z dna do inej komory, kde sa zhromažďuje v jamke a z nej potom odteká do vláknotvomého procesu. Prednosť sa dáva šachtovej peci typu kopuly.

Namiesto šachtových pecí sa môžu použiť pece vaňové, vyhrievané plynom alebo vykurovacím olejom, ďalej vaňové pece s molybdénovými a grafitovými elektródami a pece vyhrievané elektrickým oblúkom. Výhodne sa vysoko halogénové odpady tavia v elektrickej alebo plazmovej peci, kde sa tvorí minimum odpadových plynov. Nízko halogé nový odpad sa môže taviť v konvenčnej peci, ako sú kopulové alebo iné šachtové pece. Taký proces je opísaný v našej prihláške čís...., odkaz PRL 03828 WO, registrovanej s rovnakým dátumom a prioritou nárokov, ako pri európskej prihláške čís. 97309667.0.

Aby sa minimalizovala prchavosť halogénu, môže byť do taveniny výhodne pridávaný vysoko halogénový minerálny odpad a to buď priamo do taveniny alebo bezprostredne nad taveninu. Tak napr. práškový vysoko halogénový minerálny odpad môže byť dávkovaný do taveniny vo vaňovej peci alebo do jamky v šachtovej peci závitovým podávačom, alebo vháňaním práškového odpadu, zmiešaného so vzduchom prívodnou rúrkou. Prášok sa potom roztaví na taveninu s minimálnym únikom halogénu.

Pri iných procesoch, používajúcich šachtovú pec, sa spaľovací vzduch vháňa do pece dúchajúcou trubicou pri jej dne. Spaľovací vzduch je zmiešaný s práškovým vysoko halogénovým minerálnym odpadom. Uvádzaním odpadu týmto spôsobom sa minimalizuje únik halogénu spolu s odpadovými plynmi. Aby bolo možné vháňať podstatné množstvo vysoko halogénového odpadu dúchajúcou trubicou bez nežiaduceho chladiaceho efektu, je potrebné zohrievať odpad v zmesi so spaľovacím vzduchom nad 700 °C, napr. tak, ako je opisované v našej prihláške čís...., odkaz PRL 03846 WO, zaregistrovanej s rovnakým dátumom a prioritou nárokov, ako pri európskej prihláške čis. 97309676.1.

Ak je vysoko halogénový odpad pridávaný ako prášok, veľkosť jeho častíc býva bežne pod 3 mm, napr. v rozmedzí 0,1 až 2 mm.

Ak nie je vysoko halogenizovaný odpad pridávaný ako prášok, môže byť naložený do pece na tavenie v obvyklej granulovanej forme, a tiež tak zvyšok celkovej nakládky. Tak napr., ak sú granuly tavené vo vaňovej peci, ich veľkosť môže byť nad 50 mm. Granulovaný materiál sa môže tiež nakladať vo forme brikiet. Brikety môžu byť vyrobené zo zmesi vysoko a nízko halogénových materiálov.

Nízko halogénované materiály môžu byť prírodné alebo recyklované, bežne používané na výrobu minerálnych vlákien. Vysoko halogénové materiály môžu byť akékoľvek materiály, s požadovaným vysokým obsahom fluoridu alebo iného halogénu, ako bolo uvedené.

Pretože odpadové materiály môžu mať premenlivé zloženie, je žiaduce sledovať vlastnosti taveniny alebo vlákien a meniť výrobné podmienky podľa potreby, aby sa dosiahla jednotná produkcia. Najlepšie tak, ako je opísané v našej prihláške čís. ..., odkaz PRL 03858 WO, zaregistrovanej s rovnakým dátumom a prioritou nárokov, ako pri európskej prihláške čis. 97309674.6.

Vlákna MMV môžu byť vyrobené z vláknotvornej minerálnej taveniny obvyklým spôsobom. Všeobecne sa vyrábajú centrobežným vláknotvorným postupom, pri ktorom je tavenina vrhaná na perforovanú stenu otáčajúcej sa nádobky, alebo je odmršťovaná rotujúcim diskom a tvorba vlákien je podporovaná prúdom vody, prechádzajúcim taveninou. Vlákna sa tiež môžu tvoriť nalievaním taveniny na prvý rotor v kaskáde rozvlákňovacích kotúčov. Výhodne sa tavenina nalieva na prvý zo série dvoch, troch alebo štyroch rotorov, každý z nich rotuje okolo v podstate horizontálnej osi. Tavenina na prvom rotore je primáme odstrekovaná na druhý (nižší) rotor, pričom časť taveniny môže opúšťať prvý rotor už vo forme vlákien. Tavenina na druhom rotore ho opúšťa už vo forme vlákien, pričom časť taveniny môže byť odstrekovaná na tretí (nižší) rotor atď.

Nasledujú príklady. Každý z nich opisuje nakládku pre pece s kopulou a uvádza analýzu nasledujúcej taveniny urSK 283402 B6 čenej na zvláknenie, napr. pri použití kaskády rozvlákňujúcich kotúčov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Zloženie brikiet:

portlandský cement 15 % odpad z výroby minerálnej vlny 40 % hliníkový odpad (spracovaná hliníková soľná troska) 24 % konvertorová troska 21 %

Chemické zloženie taveniny:

Diabas 40 %

Brikety 60 %, obsahujúce:

cement 9 % konvertorová troska 14 % hliníkový odpad (spracovaná hliníková soľná troska) 13 % odpad z výroby minerálnej vlny 41 % štepený diabas 23 %

SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K₂O F₂ Cl₂39,4 20,3 1,6 7,7 16,5 8,7 4,2 0,9 0,7 0,0 Viskozita taveniny nebola vyššia ako 2,1 Pa.s pri 1400 °C.

Príklad 6

Výsledné chemické zloženie (hmotn. %)

SiO₂ A1₂Oj TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K₂O F₂43,1 17,3 1,8 7,8 15,5 9,8 2,2 1,0 0,35

Príklad 2

Diabas 40 %

Brikety 60 %, obsahujúce:

Diabas 50 %

Brikety 50 %

Zloženie brikiet:

melasa 8 % pálené vápno 3 % odpad z výroby minerálnej vlny 28 % hliníkový odpad (spracovaná hliníková soľná troska) 24 % konvertorová troska 3 %

MSW (Municipal Solid Waste-mestský pevný odpad) lietavý popolček 34 % cement 9 % panvová troska 23 % hliníkový odpad (spracovaná hliníková soľná troska) 14 % odpad z výroby minerálnej vlny 45 % štepený diabas 9 %

Výsledné chemické zloženie (hmotn. %)

SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K₂O F₂38,0 22,8 1,5 6,8 18,5 7,7, 1,7 1,0 0,45

Odpad, troska a MSW lietavý popolček obsahujú halogény. Chemické zloženie taveniny:

SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K₂O F₂ Cl₂

40,5 20,4 1,8 6,4 17,6 8,5 2,3 1,6 0,3 0,5 (v tavenine)

2,5 % (pri procese) Viskozita taveniny nebola vyššia ako 2,4 Pa.s pri 1400 °C.

Príklad 7

Príklad 3

Diabas 75 %

Kusové vápno 5 %

Panvová troska 20 %

Výsledné chemické zloženie (hmotn. %)

SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K₂O

39,7 19,9 1,9 8,0 17,8 8,1 2,2 0,9

F₂

0,5

K - index = 40

Brikety 100 % obsahujúce:

cement 11,9 % apatit obsahujúci fluór 13,4 % olivínový piesok 17,2% drvený vápenec 26,1% kremeňový piesok 31,3 %

Príklad 4

Diabas 50 %

Opotrebované vyloženie sklárskej panvy 10 %

Brikety 40 %

Zloženie brikiet: portlandský cement 15 % odpad z výroby minerálnej vlny 40 % kalcinovaný čínsky bauxit 24 % konvertorová troska 21 %

Výsledné chemické zloženie (hmotn. %):

SiO, A1₂0j TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K₂O P₂O₅ F₂46,5 1,6 0,2 1,2 32,8 10,3 0,2 0,4 6,2 0,45

Príklad 8

Vyloženie sklárskej panvy a troska obsahujúca fluór.

Chemické zloženie taveniny:

SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K₂O F₂ Cl₂38,5 23,1 1,9 7,4 15,9 7,8 4,0 0,8 0,6 0,0 Viskozita taveniny nebola vyššia ako 2,5 Pa.s pri 1400 °C.

Brikety 100 % obsahujúce:

cement 11,9 % apatit s obsahom fluóru 13,4 % olivínový piesok 13,4 % troska z výroby ocele s obsahom

CraF₂ 18,7% kremeňový piesok 42,5 %

Výsledné chemické zloženie (hmotn %):

SiO₂ A1₂O₃ TiO₂ FeO CaO MgO Na₂O K₂O P₂O₅ Cr₂O₃ F₂53,6 2,9 0,3 4,4 22,7 7,9 0,2 0,5 5,6 0,5 0,6

Príklad 5

Diabas 50 %

Opotrebované vyloženie sklárskej panvy 10%

Brikety 40 %

Claims

1. Spôsob výroby minerálnych vlákien roztavením minerálnej pevnej látky za vzniku taveniny a následne z nej vytvorenie minerálnych vlákien, vyznačuj úci sa t ý m , že tavenina obsahuje nad 15 % hmotn. vápnika, horčíka a železa vzhľadom na celkovú hmotnosť všetSK 283402 B6 kých troch oxidov, pričom 80 až 98 % hmotn. minerálnych pevných látok tvoria nízko halogénové minerálne materiály, z ktorých každý obsahuje menej ako 0,5 % hmotn. halogénu a 2 až 20 % hmotn. minerálnych pevných látok tvoria vysoko halogénové minerálne odpady s obsahom najmenej 1 % hmotn. halogénu a tavenina obsahuje 0,05 až 2 % fluóru.

2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že odpadové plyny s obsahom halogénov, ktoré sa vytvárajú pri tavení vysoko halogénového odpadu, sa pred vypustením do atmosféry vyčistia materiálom vytvárajúcim pevné halogenidy, ktoré sú potom pridávané k minerálnym látkam ako súčasť vysoko halogénového odpadu.

3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že nízko halogénové minerálne materiály a vysoko halogénový minerálny odpad sú spoločne roztavené v peci.

4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že tavenina je vytvorená z nízko halogénového materiálu a vysoko halogénový minerálny odpad je pridávaný ako prášok do taveniny, alebo bezprostredne nad taveninu.

5. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že vysoko halogénový minerálny odpad je roztavený v elektrickej alebo plazmovej peci za vzniku vysoko halogénovej taveniny a nízko halogénový minerálny materiál je roztavený vo zvláštnej peci za vzniku nízko halogénovej taveniny, vysoko a nízko halogénová tavenina sa spoločne zmiešajú za vzniku zmesovej taveniny, z ktorej sú potom vytvorené vlákna.

6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že tavenina obsahuje 0,2 až 5 % hmotn. halogénu.

7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že tavenina obsahuje 0,3 až 2 % hmotn. fluóru.

8. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že tavenina obsahuje najmenej 15 % hmotn. hliníka.

9. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že tavenina obsahuje menej ako 10 % hmotn. oxidu alkalického kovu.