SK285759B6

SK285759B6 - Spôsob výroby skla a sklo takto vyrobené

Info

Publication number: SK285759B6
Application number: SK792-2002A
Authority: SK
Inventors: Martin Juul; Erling Fundal
Original assignee: Rgs90
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2007-07-06
Also published as: EA200200541A1; HRP20020490B1; HUP0203472A2; KR100731401B1; PL354995A1; CN1189409C; CZ20021928A3; US20030083187A1; CA2393439A1; DE60021426D1; JP2003516298A; NO20022648D0; EE05078B1; NO20022648L; BR0016196A; BR0016196B1; ATE299843T1; KR20020062321A; UA74802C2; EP1255703B1

Abstract

Vynález predstavuje sklo vyrobené na základe suroviny vo forme zmesi zložiek obsahujúcich minerály,nachádzajúce sa v kale z čistiarní a v priemyselných odpadových produktoch, ktoré majú stanovené chemické zloženie upravené na základe znalosti chemického zloženia zložiek obsahujúcich minerály, tvoriacich časť skla. Sklo sa vyrába zo suroviny, ktorá je po mineralizácii lisovaná do brikiet. Tieto brikety sa vytvrdia a potom roztavia vo vysokej peci za prívodu kyslíka, tavenina sa prudko ochladí avysuší. Veľké množstvá odpadových produktov a odpadových látok, ktoré sú normálne uložené buď upravené, alebo neupravené, dajú sa znova použiť a využiť na výrobu skla.

Description

Vynález sa týka spôsobu výroby skla a skla takto vyrobeného na báze suroviny vo forme zmesi zložiek obsahujúcej hlavne minerály, kde je surovina po počiatočnej predúprave stlačená do brikiet, ktoré sú vytvrdené a následne roztavené napríklad vo vysokej peci za prívodu kyslíka, tavenina je prudko ochladená a vysušená.

Vynález sa taktiež týka skla, ktoré je vyrobené na základe suroviny vo forme zmesi zložiek obsahujúcej hlavne minerály.

Vynález sa ďalej týka použitia takto zloženého a vyrobeného skla.

Doterajší stav techniky

Medzi odborníkmi v odbore je dobre známe, že kal z obecných čistiarni predstavuje v najpriemyselnejších krajinách veľký problém, kam s odpadom. Kal sa môže vytvárať pri chemickej úprave odpadových vôd, kde sa následne odvodňuje. Odvodnený kal sa spravidla skladá zo 70 až 50 % vody, 10 až 15 % organických materiálov a 10 až 15 % minerálnych zložiek.

Kal sa môže rozptyľovať buď vo vlhkej alebo suchej forme ako hnojivo na poľnohospodárskej pôde. Obsah kalu, čo sa týka ťažkých kovov a železa a fosforečnanov hlinitých s nízkou rozpustnosťou, nemôžu plodiny využiť a preto existuje riziko, že tieto látky preniknú do spodných vôd alebo zničia štruktúru pôdy.

Alternatívne sa dá suchý odpadový kal ukladať na veľmi veľkých skládkach. Priestorové požiadavky na skládky znamenajú, že tieto skládky musia byť otvorené. Keď sa kal vystaví vodným zrážkam, možný obsah ťažkých kovov a stopových prvkov sa vylúhuje a znečisťuje okolité životné prostredie.

Často používaným spôsobom likvidácie odpadového kalu je jeho spaľovanie. Vytvára sa tak popol, ktorý sa následne musí ukladať. Uvedené ťažké kovy, železo a popol budú pri ukladaní vylúhované rovnakým spôsobom. Výluh bude prenikať do spodných vôd, ako to bolo uvedené. K tomuto je treba dodať, že spálené teplo vysušeného kalu je veľmi malé v porovnaní so spalným teplom tradičných palív. Ako príklad je možné uviesť, že suchý kal má spalné teplo 12 až 13 MJ/kg, čo je asi polovica spalného tepla dreva, Nízka hodnota spalného tepla znamená, že sa sušený kal iba príležitostne používa ako energetický zdroj.

Priemysel vytvára veľké množstvá odpadových produktov, ktoré sa dajú iba zriedka znova použiť, a preto taktiež predstavujú významný a nákladný problém spojený s ich ukladaním.

Opätovným využitím uvedených odpadových produktov sa dá znížiť rastúca a taktiež stále viacej nákladná potreba úložných priestorov. Z toho dôvodu je potrebný výhodný spôsob opätovného využitia širokej škály odpadových produktov, aby sa tým znížila potreba a požiadavky na úložné priestory bez toho, aby sa súčasne vytváral úložný materiál obsahujúci ekologicky škodlivé a zdraviu nebezpečné látky.

Podstata vynálezu

Prvým cieľom vynálezu je poskytovať komerčne použiteľné sklo s vysokou tvrdosťou a odolnosťou proti opotrebeniu, v ktorom sa používa kal a široká škála odpadových výrobkov z priemyselných obrábacích a spracovateľských procesov a v ktorom je obsah kalu a odpadových produktov, ktorc obsahujú minerály a ekologicky škodlivé a zdravotné nebezpečné látky, urobený neprístupným pre okolie.

Druhým cieľom vynálezu je poskytnúť spôsob výroby takého skla.

Novými a jedinečnými znakmi riešenia podľa vynálezu, ktorými sa toto dosahuje, je skutočnosť, že predúprava uvedená v úvodnom odseku zahrnuje vytvorenie zmesi zložiek obsahujúcich minerály z kalu, napríklad z čistiarní a zjedného alebo niekoľkých iných odpadových produktov obsahujúcich minerály a/alebo prírodné horniny.

Keď jeden alebo niekoľko odpadových produktov, obsahujúcich minerály a/alebo prírodné horniny, obsahuje väčšie častice, dá sa ich veľkosť znížiť pred pridaním do zmesi, a tak sa vytvorí porézna zmes, ktorá sa dá ľahko prevzdušňovač

Keď sa do takejto zmesi pridá kyslík, zmes sa sama vznieti a obsah tukov, proteínov a rozpustných uhľovodíkov v kale sa rozloží na vodu a CO₂ pri teplote medzi 60 až 70 °C.

Uvedená tepelná úprava zmesi zložiek obsahujúcich minerály sa ďalej nazýva mineralizácia. Úplný rozklad tukov, proteínov a rozpustných uhľovodíkov sa dokončí spravidla do 20 až 40 dní.

Predúprava zahrnuje následne to, že obsah vody v zmesi je upravený na 20 až 35 hmotn. %, výhodne v rozmedzí 27 až 33 hmotn. %. Po úprave obsahu vody je zmes vhodná na stlačenie do brikiet, ktorých rozmery presahujú podľa zvlášť výhodného uskutočnenia 60 mm.

Keď je obsah vody v briketách väčší ako 35 hmotn. %, nebudú brikety pevné alebo schopné si udržať homogénny tvar. Pri obsahu vody menej ako 20 hmotn. % dochádza k rozdeľovaniu, ktoré nevhodne znižuje pevnosť brikiet.

Homogénne brikety sa balia a najlepšie sa využijú pri neskoršom spaľovacom procese, napríklad vo vysokej peci.

Nastavením obsahu vody v briketách tak, ako to bolo opísané, môže nasledujúce tvrdnutie byť uskutočňované optimálne tak, že brikety zostávajú v homogénnom tvare. Tvrdnutie môže napríklad nastať pri teplote v rozmedzí 75 °C až 110 °C, pokiaľ nemajú brikety obsah vody 15 až 20 % hmotn.

Príkladom výhodných podmienok tvrdnutia je tvrdnutie pri teplote 110 °C počas troch hodín alebo tvrdnutie pri 80 °C počas šiestich hodín. V obidvoch prípadoch sa získavajú brikety s nevytvrdeným stredom a tvrdou kôrou.

Pomocou tohto tvrdnutia sa dajú vyrobiť nehydroskopické brikety, ktoré majú tvrdý povrch a hustotu v rozmedzí 1,2 až 1,3 g/cm³.

Vďaka svojim hydroskopickým vlastnostiam sú brikety veľmi stabilné pri skladovaní. Vďaka výnimočne tvrdému povrchu vydržia hrubé mechanické zaobchádzanie. Preto je možné uskladňovať kontinuálne vyrábané brikety a tak výhodne kontinuálne likvidovať odpadový materiál.

Brikety sa tavia pri oxidačných podmienkach vo vysokej peci použitím známych technológií, čím sa celý minerálny obsah taveniny prevedie na oxidovú formu. Ako príklad známej technológie môžeme uviesť Andersonov proces známy z patentového spisu US 3 729 198 ; dajú sa použiť taktiež iné formy tavenia.

Počas tavenia sa stratia iba malé množstvá prvkov, ako je síra, zinok alebo chlór, pretože môžu odchádzať ako sublímáty.

Brikety sa roztavia na sklo pri teplote v rozmedzí 1400 až 1500 °C a špecifická štruktúra brikety s netvrdým stredom a veľmi tvrdým povrchom spôsobuje, že spaľovacie reakcie sú uskutočňované tak vnútri, ako aj v kôre brikiet. Keď brikety dostanú uvedenú dobre definovanú formu a rozmer, spaľovacie reakcie budú taktiež prebiehať v medzerách medzi briketami nasýpanými do vysokej pece.

Aj keď energetický obsah brikety vo forme nerozpustného organického materiálu je menší ako energetický obsah tradičných palív, je možné roztaviť brikety s minimálnou účasťou paliva navyše tým, že sa reguluje privádzaný vzduch obsahujúci kyslík. Výhodným palivom je koks, ktorý sa vo výhodnom uskutočnení nepoužíva v množstve väčšom ako 10 % hmotn., vztiahnuté na množstvo brikiet, ktoré sa majú taviť.

V inom výhodnom uskutočnení spôsobu podľa vynálezu majú brikety energetický obsah, ktorý postačuje na to, aby sa brikety celkom roztavili bez prítomnosti paliva navyše.

Výsledná tavenina sa prudko ochladí, čím sa vytvorí troska, ktorá najmenej z časti zgranuluje sama osebe. Táto troska sa skladá zo 100 % skla, t. j. často sfarbeného do čierna kvôli obsahu oxidu železa.

Granulovaná troska sa môže následne drviť a rozdeľovať na menšie zrná, ktorých veľkosť závisí od následnej aplikácie. Rozdelené zrná môžu byť, pokiaľ je to žiaduce, triedené podľa veľkosti frakcie tak, že sa vytvára špecifická frakcia obzvlášť vhodná na neskorší účel.

Stanovením mnohých požiadaviek na chemické zloženie zložiek obsahujúcich minerály, ktoré tvoria časť suroviny skla, sa dá získať sklo, ktoré má tvrdosť väčšiu ako 600, merané na Vickersovej stupnici tvrdosti.

V súlade s cieľom vynálezu suroviny obsahuje okrem kalu, napr. z čistiarní, taktiež jeden alebo niekoľko iných priemyselných odpadových produktov obsahujúcich minerál. Tieto odpadové produkty môžu napríklad tvoriť časť suroviny ako jediná ďalšia zložka obsahujúca minerál.

Ako prvá alternatíva k uvedenej zmesi môže byť surovinou zmes skladajúca sa z kalu, zložiek obsahujúcich minerál a prírodných hornín. V inej alternatívnej surovine sa môže zmes skladať z kalu a prírodných hornín.

Aby bolo možné uspokojiť požiadavky na chemické zloženie skla, je treba poznať chemické zloženie všetkých zložiek obsahujúcich minerály.

Takáto znalosť sa dá výhodne získať nenákladne analýzou zložiek obsahujúcich minerál pomocou fluorescencie vyvolanej rontgenovými lúčmi.

Miešanie zložiek obsahujúcich rôzne materiály potom môže byť založené na týchto analytických výsledkoch, takže pomocou opísaného spôsobu sa dá vyrábať sklo, v ktorom pochádza viac ako 30 % hmotn. anorganických zložiek z kalu.

Príklady odpadových produktov obsahujúcich minerál

sú nasledujúce :
Kúsky rozdrvených áut:	Ľahká frakcia z drvenia áut.
Okuje:	Oxidové okuje z valcovania ocele.
Zlievarenský piesok:	Použitý zlievarenský formovací piesok, vrátane furánového piesku a bentonitového piesku.
Granát:	Použitý piesok z opieskovania granátového typu (almandin a sili-
kát	z Al, Fe a Mg).
Kremičitan hlinitý:	Použitý piesok z opieskovania
Korund:	Použitý piesok z opieskovania hlavne vo forme skla zo strusky z elektrární.
Žiaruvzdorné MgO	Žiaruvzdorné roztavené kovy alebo
tehly:	tvarované tehly hlavne vyrobené z minerálneho perklasu (MgO).

Šamotové tehly:

Popol z PVC:

Papierový' odpad:

Žiaruvzdorné materiály vyrobené z kremičitanov hlinitých, silimanitu a kaolínu spolu s malým množstvom kremeňa.

Plnivý materiál z pyrolitického PVC a skladajúci sa zo zmesi TiO₃, CaCO₃, kaolínu (Al₂SiO₄(OH)) a mastenca (MgSiO₄(OH)). Odpadový materiál z výroby papiera a skladajúci sa z drevitých vlákien a minerál obsahujúceho materiálu, ktorý tvorí plnivo v papieri, ako je vápno, kaolín a mastenec.

Takéto odpadové výrobky môžu obsahovať väčšie častice, ktoré je treba pred vstupom do mineralizácie rozdeliť na menšie častice.

Chemické zloženie skla sa dá vypočítať zo znalosti chemického zloženia jednotlivých zložiek, ktoré obsahujú minerály, ktoré tvoria časť skla a ktoré sú výhodne skombinované pri zvažovaní mnohých chemických požiadaviek, čo znamená, že sklo je tvrdé a že jeho obsah minerálov, ktoré sú škodlivé pre životné prostredie a zdravie, sa stal nedovolený pre okolie.

Obsah minerálov v skle sa pri roztavení prevedie na oxidovú formu a hmotnostné percenta vytvorených minerálnych oxidov SiO₂, A1₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO a P₂O₅ spolu tvoria najmenej 90 % hmotn. skla a vo zvlášť výhodnom uskutočnení spolu minerálne oxidy tvoria najmenej 95 % hmotn. skla.

Aby sa dala sklu, ktoré má uvedené chemické zloženie, tvrdosť, ktorá je väčšia ako 600 na Vickersovej stupnici tvrdosti, a aby sklo malo nedostupný obsah minerálov, ktoré sú škodlivé pre životné prostredie a zdravie, musí pomer CaO/P₂O₅ v skle ďalej splňovať nerovnosť:

% hmotn. CaO > 1,33 x % hmotn. P₂O₅ a hodnota (% hmotn. CaO - (1,33 x hmotn. % P₂O₅)) + hmotn. MgO % hmotn. SiO₂, ktorá sa v ďalšom nazýva zásaditosť (Bj), musí byť v rozmedzí 0,15 a 0,50 v prípadoch, kde (% hmotn. CaO - (1,33 x hmotn. P₂O₅)) > 0.

Aby sa získal vyvážený pomer medzi oxidom kremičitým, oxidom hlinitým a oxidom železitým, musí chemické zloženie skla taktiež uspokojovať požiadavku, že kremičitanový modul

SiO₂

Ms= -------A1₂O₃, je v rozmedzí 2,2 a 3,2 a železitý modul

FeO₂

M_f= --------A1₂O₃, je v rozmedzí 0,56 a 1,00.

Keď sú uspokojené požiadavky na chemické zloženie, sklo bude mať špecifickú hustotu, ktorá je v rozmedzí 2,7 a 3,1 g/cm³, výhodne v rozmedzí 2,8 a 3,0 g/cm³ a hlavne 2,9 g/cm³.

Keď sú splnené uvedené požiadavky na minerálne oxidy, získa sa sklo, ktoré sa hlavne skladá z minerálnych oxidov uvedených v tabuľke 1. Sklo bude mať taktiež veľmi malý obsah mikroprvkov. Obsah týchto mikroprvkov v skle je uvedený v tabuľke 2. Tieto mikroprvky môžu byť toxické alebo karcinogénne, ale boli zneprístupnené pre okolie, keď je sklo vyrobené spôsobom podľa predmetného vynálezu.

Tabuľka 1	Tabuľka 2
Minerálny	Obsah v	Mikro-	Obsah v
Oxid	skle	prvky	skle
SiO₂	[% hmotn.] 35-50	[% hmotn.] Sb	<0,007 Toxické
A1₂O₃	15-25	Pb	<0,020 mikro-
Fe₂O₃	5-15	Cd	prvky <0,009
CaO	5-20	Sn	< 0,043
MgO MnO₂ TiO₃	1-10 < 1 <3	AS	<0,009 Karcino-
P₂O₅	1-10	Be	génne < 0,007 mikro-
K₂O	<2	Cr	prvky <0,001
Na₂O	<2	Co	< 0,007
Iné	<5	Ni	<0,022

Sklo, v ktorom boli splnené uvedené požiadavky na chemické zloženie obsahu minerálnych oxidov a ktoré je vyrobené spôsobom podľa vynálezu, sa dá najvýhodnejšie použiť ako nadúvadlo pri opieskovaní.

Alternatívne sa dá granulovaná troska odlievať a použiť na výrobu troskovcj vlny.

V prípadoch, keď sa takto nevyužíva, môže byť sklo ďalej recyklované ako odpadový produkt obsahujúci minerály v skle podľa vynálezu.

Pomocou spôsobu podľa vynálezu sa vyrába sklo, v ktorom sú látky, ktoré sú škodlivé pre životné prostredie a nebezpečné pre zdravie, nevyluhovateľné . Sklo sa preto dá taktiež použiť ako plnivo na mnohé ciele, napríklad sa môže pridávať do betónu a asfaltu.

Mnoho rôznych foriem použitia skla podľa vynálezu a nové použitie odpadových produktov obsahujúcich minerály znamená, že sa dajú usporiť značné množstvá drahých surovín. Navyše sa značne zníži stále rastúce množstvo odpadových produktov a potreba skládok.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na pripojených obrázkoch sú uvedené výsledky skúšok podľa uvedeného príkladu 2.

Obr. 1 znázorňuje výsledky opieskovania ocele 18/8, kde nadúvadlom je sklo vyrobené podľa príkladu 2, kremičitan hlinitý, resp. korund.

Obrázok 2 znázorňuje výsledky opieskovania ocele 37, kde nadúvadlom je sklo vyrobené podľa príkladu 2, kremičitan hlinitý, resp. korund.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V nasledujúcich príkladoch zmesi surovín tvorí časť odpadu z priemyslu a z likvidácie odpadu viac ako 95 % hmotn. Chemické zloženie všetkých typov odpadov je známe a určené podľa fluorescencie v rontgenovom žiarení. V nasledujúcom sa sušený, tepelne upravený, odvodnený kal nazýva kalový popol. Iné zložky obsahujúce minerály sú uvádzané s použitím uvedených označení:

Príklad 1 (laboratórne meradlo)

Surovina sa skladá zo zmesi 34,4 % hmotn. kalového popola a 13,8 % hmotn. spálenej drviny, k tomu sa pridá 23,8 % hmotn. zlievarenského piesku, 4,0 % hmotn. ohňovzdorných tehál z MgO, 5,6 % hmotn. použiteľného A1₂O₃a 18,4 % hmotn. kriedy. Zmes sa rozdrví na častice menšie ako 0,2 mm a ohrieva sa v platinovom tégliku alebo v laboratórnej piecke na 1450 °C počas 6 hodín. Výsledkom je tavenina, ktorá granuluje po prudkom ochladení vo vode. Polarizačná mikroskopia ukazuje, že tavenina je čierne sklo s hustotou 3,0 g/cm³ s takým chemickým zložením, ako je to uvedené v tabuľke 3:

Tabuľka 3

Minerál

SiO₂

A1₂O₃

Fe₂O₃CaO MgO MnO₂TiO₃P₂O₅K₂O Na₂O SrO SO₃Iné Súčet % hmotn.

z celkovej hmotnosti skla

43.4

14.5

9.2

18,1

5,4

0,1

0,6

7.3

0,9

1,0

0,3

0,03

100,8

Takto získané sklo má zásaditosť B; = 0,32, železitý modul M, = 0,63 a kremičitý modul M_s = 1,85 a taktiež spĺňa požiadavky na chemické zloženie.

Sklo bolo analyzované na vylúhovanie pri pH = 4 a pH = 7. Vylúhovanie sa robilo so 100 1 vody na kilo skla počas 3 hodín. Podľa normálne používanej normalizovanej metódy z dánskeho ústavu pre kvalitu vody („Vandkvalitetinstitut“) boli vzorky z obidvoch vylúhovaní spojené a analyzované pomocou atómovej absorpčnej fotometrie v grafitovej peci. Pritom boli získané nasledujúce výsledky vylihovania: Tabuľka 4

Minerál	Vylúhovaná koncentrácia [mg/kg (ppm)]	% hmotn. z pôvodného obsahu minerálu
Cr	<0,1	<0,02
Cd	0,02	1
Ni	0,8	0,4
Pb	0,06	0,03
Sb	0,08	0,015
Be	<0,04	<4
Co	4,2	14
Sn	0,18	0,18
Mo	0,4	0,43
Cu	72	0,36

Z tabuľky 4 je zrejmé, že sa vylúhovala iba veľmi malá časť pôvodného obsahu prvkov.

Príklad 2 (poloprevádzkové meradlo)

Surovina sa skladá zo zmesi 33 % hmotn. kalového popola, 10 % hmotn. zlievarenského piesku , 6 % hmotn. oceľovej brúsnej drviny, 4,0 % hmotn. použitých ohňovzdorných tehál z MgO, 11 % hmotn. použitého granátu, 20 % hmotn. mineralizovaného kalu, 8 % hmotn. použitého AhOj a 8 % hmotn. vápenca. Zmes sa rozdrví na veľkosť častíc menších ako 3 mm a celkom roztaví v plynom vytápanej poloprcvádzkovej otáčavej peci pri 1490 °C. Výsledkom je tavenina, ktorá granuluje po prudkom ochladení vo vode. Výsledné sklo sa vysuší, rozdrví a preoseje na frakciu, ktorá je vyskúšaná ako nadúvadlo pri opieskovani ocele 18/8 a ocele 37. Zodpovedajúca skúška bola urobená opieskovanim s korundom (HV_IOo = 1800) a kremičitanom hlinitým (HV₁₀₀ = 600). Výsledky urobených skúšok sú uvedené na priloženom obr. 1 a obr. 2.

Z obrázkov je zrejmé, že sklo podľa vynálezu je podstatne lepšie ako kremičitan hlinitý a korund tak pri opieskovaní ocele 18/8, ako aj ocele 37 bez ohľadu na uhol opieskovania. Sklo je rovnako dobré ako kremičitan hlinitý pri opieskovani ocele 18/8. Najlepšie výsledky sa ale získajú pri uhloch opieskovania viacej ako 50° (sin 50°= 0,77). Sklo je podstatne lepšie ako kremičitan hlinitý pre opieskovanie ocele 37 pri všetkých testovaných uhloch opieskovania.

Príklad 3 (priemyselné meradlo)

75,5 % hmotn. mineralizovaného kalu, ktorého najväčšieho častice neboli väčšie ako 4 mm, 1,8 % hmotn. oceľovej brúsnej drviny, 11,5 % hmotn. dolomitu, 7,3 hmotn. vápenca sa zmieša a vyrobia sa brikety. Obsah vody v briketách je 32 % hmotn. a brikety majú spaľovacie teplo 9,5 MJ/kg. Brikety sa vytvrdia v peci pri 100 °C na priemerný obsah vody 20 % hmotn.

Brikety sa roztavia za prívodu kyslíka vo vysokej peci pri 1490 °C čiastočne s prísunom koksu v množstve 28 % hmotn. a čiastočne s prísunom koksu v množstve 10 % hmotn. Tavenina sa prudko ochladí vo vode. Po oxidácii pri 500 °C analýza ukázala, že brikety mali zloženie uvedené v tabuľke 5 ;

Tabuľka 5

	Obsah v % hmotn. v dodanom mineralizovanom konečnom produkte	Obsah v % hmotn. mineralizovaného konečného produktu pri tavení s 28 % koksu	Obsah v % hmotn. v mineralizovanom konečnom produkte pri tavení s 10 % koksu
SiO₂	41,6	46,2	40,2
A1,O,	15.2	16,9	15,3
Fe₂O₃	12,4	4,5	7,2
CaO	14,9	22,2	21,2
MgO	4,3	6,4	6,9
MnO₂	0,2	0,2	0,2
TiO₃	0,9	1,0	0,8
P>O₅	6,5	1,3	3,7
K₂O	1,6	1,9	1,5
Scelkováotal	1,0	-	-
c	6,0	-	-
Bi	0,25	0,58	0,57
M_s	1,5	2,15	1,78
M,	0,81	0,26	0,47

zrejmé, že kombinácia energetického obsahu v 10 % koksu a spalného tepla brikiet samotných stačí na roztavenie brikiet.

Príklad 4 ( v priemyselnom meradle, skúška tvrdosti a hydroskopických vlastností) % hmotn. mineralizovaného kalu, 7,0 % hmotn. zlievarenského piesku, 1,4 % hmotn. olivínového piesku, 6,2 % hmotn. dreva rozdrveného na veľkosť 20 mm, 8,7 % hmotn. upravených obilninových zostatkov, 0,9 hmotn. použitého granátu a 5,5 % hmotn. vápenca sa zmieša a mineralizuje 40 dní. Obsah vody v briketách poklesne počas mineralizácie z 56 % hmotn. na 39,2 % hmotn., obsah pyroplynu poklesne z 37,3 % hmotn. na 25,8 % hmotn., obsah dreveného uhlia sa zmení z 12,4 % hmotn. na 13,2 % hmotn. a popolová frakcia sa zvýši z 50,3 % hmotn. na 59,8 % hmotn. Spaľovacie teplo brikiet poklesne z 11 MJ/kg na 8,9 MJ/kg. Zmes sa upraví na päť rozdielnych obsahov vody tak, ako je to uvedené v tabuľke 6. Zmes sa stlačí na brikety s priemerom 60 mm a vytvrdzuje sa v prevzdušňovacej peci pri 110 °C počas 1,5, resp. 3 hodin.

Tabuľka 6

Skúška č.	Voda [% hmotn.l	Hustota vytvrdenej brikety [g/cm³]	% hmotn. po 1,5 h tvrdenia	% hmotn. po 3 h tvrdenia	Konzistencia pred tvrdením
1	23,3	1,28			Rozdeľujúce trhlinky
2	26,7	1,22	-	-	Tuhé
3	33,3	1,20	23,0	14,6	Tuhé
4	39,2	1,16	25,5	16,9	Tuhé
5	47,1	1,20	-		Mäkké

Z tabuľky 6 je zrejmé, že pri väčšom obsahu vody sa stane mineralizovaná suroviny taká mäkká, že sa dá s ňou manipulovať v briketovacom lise iba s ťažkosťami. Vytvorene brikety sa stanú nehomogénne a nemôžu preto zabezpečovať optimálne podmienky na zaplnenie a prevzdušnenie vysokej pece.

brikiet z každého typu brikiet má celkovú hmotnosť v rozmedzí 800 a 1400 g. Každý typ brikety sa dal do vrecka a analyzoval sa skúškou spočívajúcou v jeho pustení na kamennú podlahu. Po 5, resp. 10 pádoch bol briketový materiál preosiaty na 4 mm site. Výsledky skúšky sú uvedené v tabuľke Ί a ukazujú, že tvrdenie dáva najlepší výsledok pri obsahu vody 25 až 35 % hmotn.

Tabuľka 7

Skúška č.	Čas tvrdenia [hl	% hmotn. častíc > 4 mm po 5 pádoch	% hmotn. častíc > 4 mm po 10 pádoch
1	1,5 3,0	22,7
2	1,5	7,8
	3,0	5,9	13,4
3	1,5	2,0
	3,0	1,0	11,8
4	1,5 3,0	1,2	2.4 2.5
5	1,5 3,0	1,0	2,0 2,8

Z tabuľky 5 je zrejmé, že keď sa použije množstvo koksu 28 % hmotn., vytaví sa železo a fosfor. Taktiež je

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob výroby skla zo suroviny vo forme zmesi zložiek obsahujúcich hlavne minerály, v ktorom sa surovina po počiatočnej predúprave stlačí do suchých brikiet, ktoré sa vytvrdia a následne roztavia, napríklad vo vysokej peci, za prívodu kyslíka, tavenina sa prudko ochladí a vysuší, pričom sklo obsahuje viac ako 30 % hmotn. anorganických zložiek z kalu, vyznačujúci sa tým, že predúprava obsahuje kroky: výrobu zmesi zložiek obsahujúcich minerály z kalu z čistiarní s obsahom organického materiálu a z jedného alebo niekoľkých iných odpadových produktov s obsahom minerálov a/alebo z prírodnej horniny, tepelný rozklad obsahu zmesi z rozpustného organického materiálu pridaním kyslíka na samozapálenie zmesi, a úpravu obsahu vody v zmesi na rozmedzie 20 až 35 % hmotn., výhodne 27 až 33 % hmotn.
2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že brikety sa tavia za prívodu energie zo spaľovania paliva v množstve maximálne 10 % hmotn. vztiahnuté na množstvo brikiet, ktoré sa taví.
3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že brikety majú hustotu 1,2 až 1,3 g/cm³.
4. Spôsob podľa nárokov 1 až3,v y značujúci sa t ý m , že brikety sa vytvrdzujú pri teplote v rozmedzí 75 °C až 110 °C na obsah vody 15 až 20 % hmotn.
5. Sklo vyrobené na báze suroviny vo forme zmesi hlavne minerály obsahujúcich zložiek, pričom minerály obsahujúce zložky obsahujú kal z čistiarní a najmenej jedného ďalšieho minerál obsahujúceho odpadového produktu alebo prírodnej horniny, vyznačujúce sa tým, že sklo obsahuje viac ako 30 % hmotn. anorganických zložiek z kalu.
6. Sklo podľa nároku 5, vyznačujúce sa t ý m , že obsah minerálov v skle je vo forme oxidov a že hmotnostné percentá minerálnych oxidov: oxidu kremičitému, oxidu hlinitému, oxidu železitému, oxidu vápenatému, oxidu horečnatému a oxidu fosforečnému spolu tvoria najmenej 90 % hmotn. skla.
7. Sklo podľa nároku 6, vyznačujúce sa t ý m , že pomer hmotnostných percent minerálnych oxidov oxidu vápenatého k oxidu fosforečnému v skle je určený nerovnosťou: % hmotn. CaO > 1,33 x % hmotn. P₂O₅.
8. Sklo podľa nárokov 6 alebo 7, vyznačujúce sa t ý m , že hmotnostné percentá minerálnych oxidov oxidu vápenatého, oxidu fosforečného a oxidu horečnatého v skle sú vo vzťahu k hmotnostným percentám oxidu kremičitého v skle tak, že vzťah (% hmotn. CaO - (1,33 x % hmotn. P₂O₅) + % hmotn. MgO % hmotn. SiO₂ má hodnotu v rozmedzí 0,15 až 0,5.
9. Sklo podľa niektorého z nárokov 6až 8, vyznačujúce sa tým, že pomer hmotnostných percent minerálnych oxidov oxidu železitého k oxidu hlinitému v skle je v rozmedzí 0,56 až 1,0 a že pomer hmotnostných percent oxidu kremičitého k oxidu hlinitému v skle je v rozmedzí 2,2 až 3,2.
10. Sklo podľa niektorého z nárokov 5 až 9, v y značujúce sa tým, že merná hustota skla je v rozmedzí 2,7 až 3,1 g/cm³ , výhodne v rozmedzí 2,8 až 3,0 g/cm³, hlavne 2,9 g/cm³.
11. Sklo podľa niektorého z nárokov 5 až 10, vyznačujúce sa tým, že sklo má tvrdosť HVioo > 600.
12. Použitie skla podľa niektorého z nárokov 5 až 11, ktoré je triedené, na opieskovanie.