CZ20001860A3 - Způsob výroby syntetických skleněných vláken a brikety pro jejich výrobu - Google Patents

Způsob výroby syntetických skleněných vláken a brikety pro jejich výrobu Download PDF

Info

Publication number
CZ20001860A3
CZ20001860A3 CZ20001860A CZ20001860A CZ20001860A3 CZ 20001860 A3 CZ20001860 A3 CZ 20001860A3 CZ 20001860 A CZ20001860 A CZ 20001860A CZ 20001860 A CZ20001860 A CZ 20001860A CZ 20001860 A3 CZ20001860 A3 CZ 20001860A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
alumina
briquettes
aluminum
melt
furnace
Prior art date
Application number
CZ20001860A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ302028B6 (cs
Inventor
Jens Ranlov
Peter Witkamp
Guido Nykyel
Original Assignee
Rockwool International A/S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26147717&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ20001860(A3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Rockwool International A/S filed Critical Rockwool International A/S
Publication of CZ20001860A3 publication Critical patent/CZ20001860A3/cs
Publication of CZ302028B6 publication Critical patent/CZ302028B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/06Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/002Use of waste materials, e.g. slags
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/02Pretreated ingredients
    • C03C1/026Pelletisation or prereacting of powdered raw materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2213/00Glass fibres or filaments
    • C03C2213/02Biodegradable glass fibres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Způsob výroby syntetických skleněných vláken a brikety pro jejích výrobu
Oblast techniky
Tento vynález se týká způsobů výroby syntetických skleněných vláken (MMVF) s vysokým obsahem aluminy, při jejichž výrobě se vychází z minerální nakládky, obsahující pro tento účel brikety. Dále se vynález týká přípravy vhodných briket.
Dosavadní stav techniky
MMVF se mohou vyrábět z minerální taveniny, vytvořené roztavením minerální nakládky v peci a zvlákněním této taveniny, obvykle pomocí centroběžného vláknotvomého procesu.
Mnohé pece používané pro výrobu jsou vybaveny velkou jímkou na taveninu, do které minerální nakládka po roztavení vteče. Příkladem jsou vanové a elektrické pece. V takových pecích není fyzikální forma (tj. hrudky a prášek) minerální nakládky relativně důležitá, jelikož roztavení probíhá ve velkém objemu předtím roztaveného materiálu.
K vytvoření taveniny pro výrobu MMVF vláken, zejména typů, zmiňovaných jako minerální (včetně horninových nebo struskovýcli), se však používá jiný typ pecí. Jsou to pece šachtové, ve kterých je založen samonosný sloupec pevného surového minerálního materiálu. Tímto sloupcem pronikají spalovací plyny, ohřívají jej a způsobují roztavení materiálu. Tavenina stéká do spodní části sloupce, kde se obvykle vytvoří kaluž, a pak se tavenina odvádí z pece ven. Jelikož sloupec je jak samonosný tak propustný, je nezbytné, aby minerální materiál byl relativně hrubý a dostatečně pevný i za vysokých teplot ve sloupci (mohou překročit i 1000 °C).
Minerální materiál může být připraven z hrubě drceného kamene a strusky tak, aby odolal tlakům a teplotám, panujících v samonosném sloupci šachtové pece. Je znám způsob, jak převádět jemné částicové materiály, jako je písek, do tmelených briket, a v této formě je přidávat do pece. Tyto brikety by měly mít dostatečnou pevnost a tepelnou odolnost, aby odolaly podmínkám v samonosném sloupci šachtové pece a sloupec se nezhroutil dříve než se materiál roztaví. Pro celou nakládku pece (tj. pro samotné drcené minerály nebo pro drcené minerály a brikety7) je nezbytné vytvořit takovou směs, která je žádoucí pro vyrobení MMV vláken.
Při výrobě izolací má zvláštní význam používání MMVF vláken s obsahem více než 14 %, často však 18 až 30 % aluminy, jak je to např. popsáno ve WO 96/14274 a WO 96/14454. V nich je uvedena obecná představa používání odpadového materiálu jako součást výchozího výrobního materiálu. Ten zahrnuje strusku s vysokým obsahem aluminy (20 až 30 %), jako je pánvová struska, filtrační prach a odpad z výroby žáruvzdorných materiálů s vysokým obsahem aluminy. WO 96/14274 popisuje různé způsoby výroby speciálních fyziologicky rozpustných vláken, včetně způsobů, které používají různé druhy pecí, jako jsou pece elektrické a kopulové. Použití odpadových materiálů s vysokým obsahem hliníku je nyní již obecně známé, a v elektrických a jiných pecích výše diskutovaných, ve kteiých je nakládka minerálních materiálů roztavena přímo do taveniny odpadového materiálu, může být odpadový materiál nakládán přímo do taveniny v jakékoli formě obvykle přijímané.
US 5,198,190 obsahuje způsob recyklace průmyslového odpadu, dle kterého se vyrábí minerální vlna. Tento způsob nesměřuje k výrobě vláken o vysokém obsahu hliníku.
WZO 92/04289 popisuje brikety pro výrobu minerální vlny, které obsahují pojivo z alkalicky aktivované strusky, avšak brikety, s vysokým obsahem aluminy, zde nejsou uvedeny. EP-A- 136, 767 popisuje výrobu různých typů vláken, jmenovitě vláken keramických. Způsob, používající brikety nebo šachtové pece není diskutován.
WO 97/30002 popisuje použití bauxitu. V praxi je bauxit (kalcinovaný nebo nekalcinovaný) materiál, který se nejčastěji navrhoval a využíval k výrobě těchto vláken.
Bauxit je relativně drahá surovina a jeho použití v šachtových pecích, obsahujících samonosný sloupec minerálů, způsobuje, kromě jeho ceny, další obtíže.
Do šachtových pecí musí být bauxit zavážen ve formě, která tvoří součást samonosného sloupce. Může se tedy zavážet ve formě hrubých kusů.
Doba zádrže materiálu, v malé jímce pro taveninu na dně pece, je v šachtových pecích krátká. Surovina do této jímky musí být dostatečně rychle roztavena, aby získaná tavenina měla dobré vlastnosti pro finální produkt.
Bauxit ke svému roztavení vyžaduje velkou energii, zejména vyskytuje-li se ve formě hrubých kusů. Může být také používán v nakládce jako jedna ze složek briket, což
vyžaduje větší spotřebu energie na drceni a mletí bauxitu k dosažení vhodné formy. I když je bauxit rozemlet nájemné částice a zpracován do briket, nastávají další problémy sjeho tavením, protože má vysokou tavící teplotu. Ve skutečnosti se část bauxitu netaví vůbec, místo toho se rozpouští vtavenině v jímce na dně pece. Ktomu, aby se bauxit tavil v optimální době, je potřebná dostatečná zásoba paliv, zejména pevných fosilních , jako je koks. To sice zvyšuje náklady, ale zároveň zlepšuje tavení, ale i tak se malá část bauxitu úplně neroztaví. Neroztavený bauxit se shromažďuje u dna pece. Což znamená, že tavenina, opouštějící pec nemá přesně stejné složení jako počáteční nakládka surového minerálního materiálu. Kromě toho, nahromaděný bauxit zmenšuje objem jímky pro taveninu a doba zádrže v jímce se tím také snižuje. V důsledku toho se musí nahromaděný, neroztavený bauxit čas od času z pece odstraňovat. Při výrobě vláken s vysokým obsahem aluminy, využívající šachtové pece, je často zapotřebí, aby velká část nakládky byla ve formě briket. Je žádoucí, aby brikety v šachtové peci byly odolné vůči vysokým teplotám a tlakům, a vytvářely tak pevný samonosný sloupec. Také by se měly dostatečně rychle a rovnoměrně tavit, aby tak svoji konstituci uvolňovaly do taveniny rovnoměrně. Zejména je žádoucí, aby tyto brikety měly zlepšené vlastnosti ve srovnání s briketami, obsahujícími mletý bauxit.
Tento vynález se tedy týká specifických problémů vznikajících v šachtových pecích při použití bauxitu a většiny odpadových materiálů s obsahem aluminy, zformovaných do briket. Zjistili jsme, že procesy probíhající v šachtových pecích při výrobě vláken s vysokým obsahem aluminy, a to přednostně vláken fyziologicky rozpustných, při nichž se používají brikety, mohou být zlepšeny volbou specifických surovin, s definovaným obsahem aluminy a kovového hliníku.
Tento vynález navrhuje postup výroby syntetických skleněných vláken o složení nejméně 14 % hliníku (měřeno jako hmotnost A12O3, vztaženo na oxidy), kteiý probíhá v šachtové peci s minerální nakládkou ve formě samonosného sloupce sestaveného z briket. Postup se skládá z roztavení nakládky za vzniku taveniny, mající složení vyráběných vláken, dále z vypuštění taveniny ze dna pece a z jejího zvláknění. Postup je charakterizovaný tím, že nejméně jedna čtvrtina hliníku v nakládce je obsažena v briketách jako částkové minerály s obsahem aluminy. Tento minerál má složení 0,5 až 10 % hmotn. kovového hliníku, 50 až 90 % hmotn. aluminy A12O3 a 0 až 49,5 % hmotn. jiných materiálů.
Vynález také navrhuje nové brikety, vhodné pro použití při výrobě MMVF o vysokém obsahu hliníku (tj. MMVF obsahující nejméně 14 % hmotn. hliníku), které mají nejméně 5 % (na hmotnost briket) částkového minerálu s obsahem aluminy o složení 0,5 až 10 % • · · ·· ···· ·· · · • « · · · · · · ♦ · · • · · · · · · » · • · ··· «··· ·· · · ··· · · · ·· · · hmotn. kovového hliníku, 50 až 90 % hmotn. aluminy A12O3 a 0 až 49,5 % hmotn. jiných materiálů.
Důležitým bodem vynálezu je řízená distribuce velikosti Částic suroviny. Částicové minerály s obsahem aluminy mají mít 90 % hmotn. částic pod 1 mm, s výhodou 90 % hmotn. pod 200 mikronů. Průměrná velikost částic je s výhodou od 10 do 100 mikronů, např. 20 až 30 mikronů.
Shledali jsme také, že kromě všech obecně známých přírodních a odpadních hliníkových materiálů, přináší použití definovaných specifických minerálů s obsahem aluminy obzvláštní užitek v těch procesech, při nichž se v šachtových pecích taví brikety. Přítomnost definované části kovového hliníku je v tavících procesech prospěšná, protože se v šachtové peci exotermicky oxiduje. To přispívá energeticky k tavení ostatních složek, jako je alumina Al2O3, kovový hliník tak může snižovat nároky na palivo. Definované maximální množství aluminy A12O3 v rudě snižuje její teplotu tavení, ve srovnání s bauxitem a odpadními materiály s vysokým obsahem A12O3, jako je filtrační prach, a tak tavení může probíhat v dané době zádrže mnohem snadněji a kompletněji. Tavení také usnadňuje preferovaná malá velikost částic materiálů.
Také jsme zjistili, že použití speciální horniny s vysokým obsahem hliníku a aluminy, zejména, má-li preferovanou distribuci velikosti částic jak bylo shora zmíněno, udílí briketám zvýšenou pevnost.
Ruda s vysokým obsahem hliníku musí mít 0,5 až 10 % hmotn. kovového hliníku. S výhodou by měla obsahovat 2 až 6 % hmotn., výhodněji pod 5 % hmotn. kovového hliníku.
Ruda bohatá na hliník obsahuje 50 až 90 % hmoto, aluminy A12O3, s výhodou pod 85 % hmota., výhodněji 60 až 72 % hmoto.
Obsah kovového hliníku a aluminy (a ostatních složek) je vztažen na sušinu a stanovuje se standardními metodami. Například, obsah kovového hliníku se stanoví reakcí materiálu se silnou kyselinou, jako je kyselina chlorovodíková. Množství kovového hliníku se určuje z množství uvolněného vodíku.
Hornina s obsahem aluminy má 0 až 49,5 % hmota, ostatních látek, obecně nejméně 5 % hmoto. Správná volba těchto ostatních látek může zvýšit použitelnost na hliník bohaté horniny v briketách. Zejména některé další látky mohou působit jako tavidla, která zlepšují tavící schopnost materiálu v briketách. Zvláštní přednost se dává tomu, aby ostatní složky zahrnovaly nejméně 5 % hmotn. SiO2 a MgO. Např. celkové množství těchto oxidů je • · obecně 3 až 35 %, s výhodou 10 až 25 %. Upřednostňované množství SiO2 je 3 až 20 %, výhodněji 6 až 15 %. Výhodné množství MgO je 3 až 15 %, výhodnější 5 až 10 %.
Hornina s obsahem aluminy má výhodně Fe2O3 v množství 0,5 až 10 % hmotn., výhodněji 1 až 6 % hmotn.
Přednost se dává tomu, aby aluminová hornina obsahovala oxidy korundu, spinelu a mulitu. Krystaly oxidů těchto minerálů mají s výhodou velikosti částic v rozsahu shora diskutovaném.
Mohou být použity jakékoli aluminové minerální materiály, které odpovídají shora naznačeným požadavkům. Výhodný je odpadový materiál. Zvláště odpady ze sekundární výroby hliníku, tj. procesy odlévám hliníku, jsou použitelné. Ty jsou často obecně popisovány jako hliníkový' odpad (aluminium dross) nebo odpad oxidu hlinitého (aluminium oxide dross”). Ph odlévání hliníku se vytváří odpadový materiál bohatý na aluminu, obecně popisovaný jako hliníkový odpad (alu-dross”). Ten může obsahovat významnou část kovového hliníku a je proto zpracováván ke znovuzískání kovového hliníku. Tento hliníkový odpad je většinou drcen, mlet a proséván. Tak se vyrobí určité množství hliníku pro zpětný prodej a hliníkem obohacená frakce, která se vrací do pece k opětnému zpracování. Jako vedlejší produkt se též se vyrobí aluminou obohacený prášek. Tento prášek se může přidávat do briket, dle vynálezu, a je zde popisován jakodrcený hliníkový odpad (crushed alu-dross). Aluminou obohacený prášek, vzniklý ze zpracování hliníkového odpadu (drceného hliníkového odpadu) může obsahovat určité hmotnostní množství halogenových materiálů , např. 1 až 10 %, s výhodou 1 až 8 %. Halogeny zahrnují zejména fluoridy a chloridy.
Frakce bohaté na hliník, jsou volitelně spolu s ostatními odpadovými materiály s obsahem hliníku, v peci přetavovány. To se může provádět v rotačních nebo ve vypalovacích pecích. Hliníkový odpad se může ohřívat plazmovým topením. Mohou být použity i konvenční pece. Obvykle se do pece přidává sůl, aby se snížilo povrchové napětí hliníku a omezila oxidace. Tímto procesem se získá hliníková frakce pro odprodej, větší množství hliníkového odpadu a solná struska. Solná struska může být podrobena mokrému chemickému procesu (tj. vodní prám a vysokotepelné zpracování), jímž se vyrobí solná frakce, která se recykluje zpět do pece, a další prášek obohacený aluminou. Tento sekundární aluminový prášek může být také přidáván do briket, dle vynálezu, a je popisován jako zpracovaná hliníková solná struska (treated aluminium salt slag). Tento produkt mívá nižší obsah halogenových materiálů (tj.fluoridů) než aluminový prášek, vyrobený zpracováním hliníkového odpadu (drceného hliníkového odpadu). Sekundární ♦*·»
·· 99 • · · · · • 9 9 9
9 9 9 9
9 9 · · 9 9 aluminový prášek mívá hmotnostní obsah halogenů 0 až 5 %, Často nejméně 0,5 nebo 1 %, a s výhodou ne více než 3 %.
Kteiý z prášků bohatých na aluminu bude zvolen, závisí na požadavcích procesu. Aluminou bohaté prášky, obsahující halogeny, mohou být výhodné, jak je diskutované v naší připojené přihlášce čís WO 99/28253. Práškům s obsahem 1 až 3 % halogenu, tj. zpracované hliníkové solné strusce, je v tomto vynálezu dávána přednost.
Má se za to, že jak drcený hliníkový odpad, tak zpracovaná hliníková solná struska jsou výhodné proto, že mají velikost částic v rozmezí shora diskutovaném, nebo v blízkosti tohoto rozmezí. Oba materiály mohou být použity pro přidávání do briket bez dalšího snížení velikosti, nebo, není-li distribuce přesně taková jak bylo uvedeno, až po výběru příslušných frakcí. Mají další výhodu před bauxitem, neboť není zapotřebí jejich rozsáhlého mletí a drcení.
Některé prášky bohaté na aluminu se používají v cementárnách a prodávají se pod obchodními názvy Oxiton, Valoxy, Oxidur. Tyto druhy mohou být ve vynálezu použity. Velká množství aluminových prášků jsou v přítomné době odesílány na skládky a výhoda tohoto vynálezu je v tom, že poskytuje další využití pro tyto materiály (jakož i technický užitek, získaný jejich použitím).
Vlákna, vyrobená podle vynálezu, mají vysoký obsah hliníku (měřeno na základě hmotnosti A12O3), jmenovitě nejméně 14 %, s výhodou nejméně 15 %, výhodněji nejméně 16 % a především nejméně 18 %. Obecně není množství hliníku větší než 35 %, s výhodou ne větší než 30 %, výhodněji ne větší než 26 nebo 23 %.
Vlákna a tavenina, ze které byly vyrobeny, mají obecně složení dle analýzy (měřeno na základě hmotnosti oxidů) ostatních prvků v různých rozmezích, definovaných následujícími normálními a preferovanými spodními a horními limity:
- SiO2: nejméně 30, 32, 35 nebo 37; ne více než 51, 48, 45 nebo 43
- CaO : nejméně 8 nebo 10; ne více než 30, 25 nebo 20
- MgO : nejméně 2 nebo 5; ne více než 25, 20 nebo 15
FeO (včetně Fe2O3) : nejméně 2 nebo 5; ne více než 15, 12 nebo 10
- FeO+MgO : nejméně 10, 12 nebo 15; ne více než 30, 25 nebo 20
- Na2O+K2O : nula nebo nejméně 1; ne více než 10
- CaO+Na2O+K2O : nejméně 10 nebo 15; ne více než 30 nebo 25
- TiO2 : nula nebo nejméně 1; ne více než 6, 4 nebo 2
- TiCb+FeO : nejméně 4 nebo 6; ne více než 18 nebo 12
MM * « v 999· • r 99
• · • 9 • · 9 9 9
» « « 9 9 9 9
9
• · 9 9 9 9
9999 99« • * 9 • · 9 t
- B2O3 : nula nebo nejméně 1; ne více než 5 nebo 3
- P2Oj: nula nebo nejméně 1; ne více než 8 nebo 5
- ostatní : nula nebo nejméně 1; ne více než 8 nebo 5
Ve vynálezu se dává přednost tomu, že množství železa ve vláknech je 2 až 15 %, s výhodou 5 až 12 %. Šachtové pece, jako jsou pece kopulové, mívají redukující atmosféru, která může způsobovat redukci oxidů železa na kovové železo. To se do taveniny a do vláken nesmí dostat a musí se z pece odstraňovat. Podmínky v pecí se musí přísně kontrolovat, aby nedocházelo k nadměrné redukci železa. Je překvapující, že příměs kovového hliníku je v takových procesech výhodná, jelikož hliník se v peci oxiduje, a lze očekávat, že dojde ke zvýšení redukce železa. My jsme však ve shodě s vynálezem zjistili, že je možné vyrobit finální produkt vláken, s významným obsahem oxidu železa.
Vynález má význam zejména pro výrobu vláken, která jsou rozpustná ve fyziologickém roztoku. Vhodná, vysoce hliníková, biologicky rozpustná vlákna, která mohou být výhodně vyrobena podle předloženého vynálezu, jsou popsána ve WO 96/14454 a ve WO 96/14274. Další jsou popsána ve WO 97/29057, DE-U-2970027 a ve WO 97/30002. Ke každému z nich jsou dány reference.
Vlákna jsou přiměřeně rozpustná v plicních tekutinách, jak ukazují testy in vivo nebo in vitro, typicky prováděných ve fyziologických roztocích, pufrovaných asi na pH 4,5. Vhodné rozpustnosti jsou popsány ve WO 96/14454. Obvyklá rychlost rozpouštění v solném roztoku je nejméně 10 nebo 20 nm za den.
Vlákna mají s výhodou teplotu slinutí nad 800 °C, výhodněji nad 1000 °C.
Tavenina má s výhodou viskozitu, při teplotě zvláknění, 0,5 až 10 Pa.s, s výhodou 1 až 7 Pa.s při 1400 °C. V tomto vynálezu je podstatné to, že pec je šachtová, samonosný sloupec minerálního materiálu je zahříván a tavenina odtéká ke spodku sloupce, kde obvykle vytvoří kaluž, ze které dále odtéká do vláknotvomého procesu. V některých případech může tavenina odtékat ze spodku sloupce do jiné komory, kde se shromažďuje jako zásoba a odtud odtéká do vláknotvomého procesu. Přednostní typ šachtové pece je pec s kopulí. Dále je ve vynálezu podstatné to, že nakládka je ve formě briket. Brikety se zhotovují známým způsobem, uhnětením směsi požadovaných částicových materiálů (zahrnující vysoce hliníkový materiál), přidáním pojivá, zformováním do briket a vytvrzením pojivá.
Pojivém může být hydraulické pojivo, které se aktivuje vodou, např. portlandský cement. Jiná hydraulická pojivá mohou zčásti nebo zcela nahradit cement, příkladem je vápno, prášková vysokopecní struska (JP-A-51075711) a některé jiné strusky, dále prach z pece na pálení cementu a mleté granálie MMVF (US 4662941 a US 4724295).
Alternativní pojivá zahrnují též jíl. Brikety se mohou také připravovat s organickým pojivém, jako je melasa, jak to popisuje např. WO 95/34514; takové brikety jsou zde popisovány jako formstones.
Nejméně jednu čtvrtinu hliníku ve vláknech tvoří definovaný, vysoce hliníkový minerál, přidaný do briket, s výhodou nejméně 50 % , výhodněji nejméně 75 % a nejvýhodnější je, když v podstatě veškerý hliník ve vláknech pochází z tohoto definovaného, vysoce hliníkového materiálu.
Obecně nejméně 20 až 25 %, s výhodou nejméně 30 % hmotn. nakládky tvoří brikety. V některých procesech se dává přednost vyššímu množství, tj. 45 až 55 % a někdy jsou upřednostňována množství nad 80 %. Vynález je zvláště prospěšný v procesech, kde významná část nakládky (tj. nad 25 %) je ve formě briket.
Brikety obecně obsahují nejméně 5 % hmotn. definovaného hliníkového minerálu, s výhodou nejméně 10 až 15 %. Mohou obsahovat více než 20 % ale obecně neobsahují více než 45 nebo 50 % definovaného hliníkového materiálu.
Ostatními materiály v briketách a ve zbytku nakládky mohou být jakékoli vhodné přírodní nebo odpadové materiály. Jiné vhodné odpady, které mohou být použity ve vynálezu, zahrnují strusky z metalurgického průmyslu, zvláště strusky z výroby ocele, jako jsou konvertorové strusky nebo EAF strusky a strusky z průmyslu slitin železa, jako jsou slitiny železo-chrom, železo-mangan nebo železo-křemík; strusky. Dále rezidua z primární výroby hliníku, jako jsou opotřebovaná vyložení hliníkových pánví, nebo červený kal (red mud); sušený nebo mokrý kal z papírenského průmyslu, splaškový kal, melasa, bělící hlinka, zbytky ze zpopelnění domácích a průmyslových odpadů, zvláště strusky nebo popely z filtrů ze spalování městských pevných odpadů. Také se do briket může použít skleněný odpad (nebo strusky) ze zeskelňování ostatních odpadních produktů, skleněná drť, odpadní produkty z těžebního průmyslu, zvláště hlušina (minestone) z těžby uhlí, zbytky ze spalování fosilních paliv, hlavně ze spalování koksu z elektráren. Dále opotřebovaný brusný písek, opotřebovaný písek z přípravy forem pro odlévání železa a oceli, odpad z prosévání písku, sklem ztužené plasty, drobný materiál a zlomkový odpad z cihelného a keramického průmyslu. Též se mohou použít toxické přírodní horniny.
* · • ·
Protože vynález může s výhodou využívat odpadní materiály, které mohou mít proměnlivý obsah, je žádoucí kontrolovat taveninu a vlastnosti vláken a měnit podle potřeby výrobní podmínky, aby se docílila jednotná produkce. Nejlépe se to provádí tak, jak je popisováno vnáší přihlášce čís WO 99/28251. MMV vlákna se mohou vyrábět zvláknotvomé minerální taveniny obvyklým způsobem. Obecně jsou zhotovována centroběžným tažením. Vlákna se např. dají vyrábět způsobem, který využívá zvlákňovací perforovaný pohárek, z něhož se tavenina vystřihuje otvory ven, nebo může být tavenina vymršťována z rotujícího disku a tvorba vláken je podporována profukováním plynu taveninou. Výroba vláken se s výhodou provádí naléváním taveniny na první rotor kaskádového rozvlákňovacího kotouče. S výhodou se tavenina nalévá na první ze sady dvou, tří nebo čtyř rotorů, z nichž každý rotuje kolem v podstatě horizontální osy. Tavenina na prvním rotoru je primárně odstřikována na druhý (nižší) rotor, přičemž část taveniny může opouštět první rotor ve formě vláken. Tavenina na diuhé rotoru jej opouští už ve formě vláken, přitom část taveniny může být odstřikována na třetí (nižší) rotor, atd.
Následují příklady. Každý z nich popisuje nakládku pro kopulovou pec a uvádí analýzu následné taveniny určené ke zvláknění, např. za použití kaskády rozvlákňujících kotoučů.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Cementové brikety se zpracovanou hliníkovou solnou struskou
Složení zpracované hliníkové solné strusky
SiO2 (hmotn.%) ai2o3 (hmotn.%) TiC>2 (hmotn.%) FeO (hmotn.%) CaO (hmotn.%) MgO (hmotn.%) NajO (hmotn.%) K2O (hmotn.%) F (hmotn.%) Ztráty spalováním (hmotn.%)
7,0 65,3 0,3 1,4 3,0 8,6 1,0 0,4 2,2 9
Cementové brikety
Zpracovaná hliníková solná struska: 16,5 %, cement : 14,5 %, procesní odpadní vlna ; 37 %, procesní odpadní struska: 21 %, pánvová struska : 4,5 %, struska ze dna : 3,5 bauxit:3% :
* ·· ···· ·· • · · · 9 · · $ · · · · · «···· · · ♦ • · · · · · ··· ·· * ·*
Tyto cementové brikety mají výhodu oproti normálním'' cementovým briketám ve vyšší odolnosti k mechanické zátěži při dopravě a různých přesunech, kde se ztráty způsobené drobením snižují. Také mají zlepšenou stabilitu v peci.
Nakládka do pece
Cementová briketa: 50 %, čedič: 50 %
Složení taveniny z pece
SiO2 A12O3 TiO2 FeO CaO MgO Na20 K2O MnO Viskozita
(hmotn.%) (hmotn.%) (hmotn.%) (hmotn.%) (hmotn.%) (hmotn.%) (hmotn.%) (hmotn.%) (hmotn.%) (Pa.s)
40,2 20,6 2,1 5,4 17,9 10,0 1,3 1,4 0,3 2,02
Příklad 2
Brikety z jílu se zpracovanou hliníkovou solnou struskou
Brikety z jílu
Zpracovaná hliníková solná struska: 8 %, jíl: 50 %, olivínový písek: 4 %, železná ruda:
%, procesní odpadní vlna: 32 %, ostatní procesní odpad: 4%
Cementové brikety
Zpracovaná hliníková solná struska: 40 %, pánvová struska: 51 %, cement: 9 %
Nakládka do pece
Brikety z jílu: 86 %, cementové brikety: 6 %, konvertorová struska: 6 %, kusová procesní stnrska: 2 %
Celkový obsah zpracované hliníkové solné strusky v nakládce je 9,3 %.
Složení taveniny z pece
SiO2 (hmotn.%) AljO, (hmotn.%) TiOj (hmotn.%) FeO (hmotn.%) CaO (hmotn.%) MgO (hmotn.%) Na20 (hmotn.%) K2O (hmotn.%) MnO (hmotn.%) Viskozita (Pa.s)
42,9 18,8 0,8 6,3 20,5 6,6 0,6 1,7 0,5 2,61
Ve srovnání s normálními podmínkami, byla spotřeba koksu snížena o 1,5% (z 13,2 na
11,7 %) při použití briket z jílu se zpracovanou hliníkovou solnou struskou. To bylo doprovázeno vzrůstem teploty taveniny (z 1495 až 1510 °C na 1526 až 1530 °C).
Přiklad 3
Formstones se zpracovanou hliníkovou solnou struskou
Formstones
Zpracovaná hliníková solná struska: 19 %, vápno: 3%, melasa: 9 %, výrobní odpad: 64 %, železná ruda: 5 % • ·
Nakládka do pece
Formstones: 31 %, diabas: 47 %, vysokopecní struska; 16 %, dolomit 6 % Složení taveniny z pece
SiO2 (hmotn.%) A12O3 (hmotn.%) TiO2 (hmotn.%) FeO (hmotn.%) CaO (hmotn.%) MgO (hmotn.%) NajO (hmotn.%) K2O (hmotn.%) MnO (hmotn.%) Viskozita (Pas)
40,1 20,3 1,8 6,2 18,4 7,9 3,0 1,1 0,2 2,46
Při náhradě normálně používaných bauxitových hrud 20 % formstones, se ušetří 1 % koksu (z 12,8 na 11,8 %).

Claims (19)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby syntetický ch skleněných vláken, vyznačující se tím, že vlákna obsahují nejméně 14 % hliníku, měřeno jako hmotnost A12O3 vztaženo na oxidy, a že výroba se skládá z
    - vytvoření samonosného sloupce z minerální nakládky ve formě briket,
    - roztavení nakládky tak, že na dně pece vytvoří taveninu, mající stejné složení jako vlákna,
    - odstranění taveniny ze dna pece a zvláknění taveniny, charakterizované tím, že nejméně jedna čtvrtina hliníku v nakládce je vložena do briket jako částicové minerály obsahující aluminu, a že tyto částicové minerály s obsahem aluminy mají 0,5 až 10 % hmotn. kovového hliníku, 50 až 90 % hmotn. aluminy A12O3 a 0 až 49,5 % hmotn. ostatních materiálů.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že 90 % hmotn. částicových minerálů, obsahujících aluminu, má velikost částic pod 200 mikronů.
  3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo nároku 2, vyznačující se tím, že aluminu obsahující minerály mají 2 až 6 % hmotn. kovového hliníku.
  4. 4. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, \yznaěující se tím, že aluminu obsahující minerály máji 60 až 72 % hmotn. aluminy A12O3.
  5. 5. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že aluminu obsahující minerály mají 3 až 20 % hmotn. SiO2 a 3 až 15 % hmotn. MgO.
  6. 6. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že aluminu obsahujícími minerály je drcený hliníkový odpad.
  7. 7. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že aluminu obsahujícím materiálem je zpracovaná hliníková solná struska.
  8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že zpracovaná hliníková solná struska obsahuje halogen, s výhodou fluor, 1 až 4 % hmotn.
  9. 9. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že vlákna obsahují
    18 až 30 % hliníku, měřeno podle hmotnosti A12O3.
  10. 10. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že vlákna obsahují
    5 až 12 % hmotn. železa, měřeno podle hmotnosti FeO.
    9 · • ·
  11. 11. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že typ pece je pec kopulová.
  12. 12. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nejméně 25 % minerální nakládky je ve formě briket.
  13. 13. Brikety vhodné pro výrobu syntetických skleněných vláken, vyznačující se tím, že obsahují nejméně 5 % hmotn. částicového minerálu s obsahem aluminy, který má složení 0,5 až 10 % hmotn. kovového hliníku, 50 až 90 % hmotn. aluminy A12O3 a 0 až 49,5 % hmotn. ostatních materiálů.
  14. 14. Brikety podle nároku 13, vyznačující se tím, že obsahují nejméně 10 % hmotnost briket částicového materiálu s obsahem aluminy.
  15. 15. Brikety podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že mají kterýkoli z dalších charakteristických rysů, uvedených v nárocích 2 až 8.
  16. 16. Způsob výroby syntetických skleněných vláken, vyznačující se tím, že se skládá z přípravy minerální nakládky zahrnující brikety, z roztavení nakládky za vytvoření taveniny a ze zvláknění taveniny, způsob se dále vyznačuje tím, že brikety obsahují nejméně 5 % hmotnosti briket částkových aluminu obsahujících minerálů o složení 0,5 až 10 % hmotn. kovového hliníku, 50 až 90 % hmotn. aluminy A12O3 a 0 až 49,5 % hmotn. ostatních materiálů.
  17. 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že vlákna obsahují nejméně 14 % hliníku, měřeno jako hmotnost A12O3, vztaženo na oxidy.
  18. 18. Způsob podle nároku 16 nebo nároku 17, vyznačující se tím, že minerální nakládka je v šachtové peci připravena ve formě samonosného sloupce a je roztavena tak, že vytváří na dně pece taveninu.
  19. 19. Způsob podle kteréhokoli z nároků 16 až 18, vyznačující se tím, že brikety obsahují nejméně 10 % hmotnosti briket minerálů, obsahujících částicovou aluminu.
CZ20001860A 1997-12-02 1998-12-02 Zpusob výroby syntetických sklenených vláken a brikety vhodné pro jejich výrobu CZ302028B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97309675 1997-12-02
EP97309674 1997-12-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20001860A3 true CZ20001860A3 (cs) 2001-04-11
CZ302028B6 CZ302028B6 (cs) 2010-09-08

Family

ID=26147717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20001860A CZ302028B6 (cs) 1997-12-02 1998-12-02 Zpusob výroby syntetických sklenených vláken a brikety vhodné pro jejich výrobu

Country Status (13)

Country Link
EP (2) EP1037861B1 (cs)
JP (1) JP2001524447A (cs)
AU (1) AU2156999A (cs)
CA (1) CA2312838C (cs)
CZ (1) CZ302028B6 (cs)
DE (2) DE98965734T1 (cs)
ES (1) ES2291000T3 (cs)
HU (1) HUP0004516A3 (cs)
PL (1) PL193566B1 (cs)
PT (1) PT1037861E (cs)
SI (1) SI1037861T1 (cs)
SK (1) SK286948B6 (cs)
WO (1) WO1999028252A1 (cs)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1192112A1 (en) * 1999-06-10 2002-04-03 Rockwool International A/S Briquettes, their use in mineral fibre production and their production
FI110607B (fi) * 2000-06-20 2003-02-28 Paroc Group Oy Ab Menetelmä briketin ja mineraalivillan valmistamiseksi
ES2254540T3 (es) * 2001-02-21 2006-06-16 DEUTSCHE ROCKWOOL MINERALWOLL GMBH & CO. OHG Procedimiento para fabricar materiales aislantes de fibras minerales.
DE10114985C5 (de) * 2001-03-26 2017-08-24 Hans-Peter Noack Verfahren zur Herstellung von Mineralwolle
US20060162391A1 (en) * 2002-11-06 2006-07-27 Hansen Peter F B Processes of forming mineral fibres
DE10352323B4 (de) * 2002-11-06 2011-09-15 Deutsche Rockwool Mineralwoll Gmbh + Co Ohg Verfahren zur Herstellung einer mineralischen Schmelze
DE102005040268A1 (de) * 2004-10-20 2006-05-04 Deutsche Rockwool Mineralwoll Gmbh + Co Ohg Formkörper für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern
DE102005040269B4 (de) * 2004-10-20 2007-11-08 Deutsche Rockwool Mineralwoll Gmbh & Co. Ohg Formkörper für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Formkörper
DE102005001570A1 (de) * 2004-10-20 2006-04-27 Deutsche Rockwool Mineralwoll Gmbh + Co Ohg Formkörper für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfaser
US7919631B2 (en) 2007-02-14 2011-04-05 Eastman Chemical Company Production of ionic liquids
GB2454231B (en) * 2007-11-01 2012-10-03 Advanced Mineral Recovery Technologies Ltd Method of and system for processing red mud
US8158777B2 (en) 2008-02-13 2012-04-17 Eastman Chemical Company Cellulose esters and their production in halogenated ionic liquids
KR101477733B1 (ko) * 2011-04-12 2014-12-30 주식회사 케이씨씨 생용해성 미네랄울 섬유 조성물 및 미네랄울 섬유
EP3632857A1 (en) 2011-04-13 2020-04-08 Rockwool International A/S Processes for forming man made vitreous fibres
WO2014171562A1 (ko) * 2013-04-15 2014-10-23 주식회사 케이씨씨 체액에 대한 용해성이 우수한 미네랄울 섬유 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 미네랄울 섬유
FR3043399B1 (fr) 2015-11-09 2018-01-05 Eco'ring Procede de production de laine de roche et de fonte valorisable
FR3104568B1 (fr) * 2019-12-11 2022-07-22 Saint Gobain Isover Procede de fabrication de laine minerale
DK4097055T3 (da) * 2020-01-30 2025-03-31 Rockwool As Fremgangsmåde til fremstilling af syntetiske glasfibre
WO2021152140A1 (en) * 2020-01-30 2021-08-05 Rockwool International A/S Method for making man-made vitreous fibres
EP4097056B1 (en) * 2020-01-30 2024-04-24 Rockwool A/S Method of making mineral fibres
ES2983438T3 (es) * 2020-11-19 2024-10-23 Rockwool As Método de preparación de una masa fundida para la producción de fibras minerales artificiales
CA3236629A1 (en) 2021-11-05 2023-05-11 Rockwool A/S Method of preparing a melt for the production of man-made mineral fibres
US20260062338A1 (en) 2022-09-02 2026-03-05 Rockwool A/S Process for recycling waste mineral material
WO2025181094A1 (en) 2024-02-27 2025-09-04 Rockwool A/S Process for recycling waste mineral material
EP4660156A1 (en) * 2024-06-04 2025-12-10 Przedsiebiorstwo Obrotu Surowcami Wtornymi "HERMEX" Adam CZECH Mineral wool manufacturing method using aluminium dross
EP4660155A1 (en) * 2024-06-04 2025-12-10 Przedsiebiorstwo Obrotu Surowcami Wtornymi "HERMEX" Adam CZECH Mineral wool manufacturing method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6077147A (ja) * 1983-10-04 1985-05-01 Isolite Babcock Taika Kk Al↓2O↓3−SiO↓2系セラミツク繊維とその製造法
FI78447C (fi) * 1987-11-27 1989-08-10 Outokumpu Oy Tillsaettning av ferrokromslagg foer framstaellning av eldfasta och kemiskt bestaendiga fibrer.
FI86541C (sv) * 1990-08-29 1992-09-10 Partek Ab Råmaterialbrikett för mineralullstillverkning och förfarande för dess framställning
DK217190D0 (da) * 1990-09-11 1990-09-11 Rockwool Int Fremgangsmaade og ovn til fremstilling af en smelte til mineralfiberfremstilling
US5198190A (en) * 1990-12-21 1993-03-30 Enviroscience, Inc. Method of recycling hazardous waste
ES2115362T3 (es) * 1994-02-11 1998-06-16 Rockwool Int Fibras vitreas artificiales.
ATE213721T1 (de) * 1994-11-08 2002-03-15 Rockwool Int Synthetische glasfasern
FI960705L (fi) * 1996-02-16 1997-08-17 Paroc Oy Ab Mineraalikuitu

Also Published As

Publication number Publication date
DE69838798D1 (de) 2008-01-10
SK7952000A3 (en) 2001-03-12
PL341005A1 (en) 2001-03-12
ES2291000T3 (es) 2008-02-16
CA2312838A1 (en) 1999-06-10
EP1037861A1 (en) 2000-09-27
EP1037861B1 (en) 2007-11-28
SK286948B6 (sk) 2009-08-06
EP1911729A1 (en) 2008-04-16
DE69838798T2 (de) 2008-04-10
SI1037861T1 (sl) 2008-10-31
PL193566B1 (pl) 2007-02-28
CA2312838C (en) 2008-08-26
JP2001524447A (ja) 2001-12-04
PT1037861E (pt) 2007-12-18
AU2156999A (en) 1999-06-16
CZ302028B6 (cs) 2010-09-08
HUP0004516A3 (en) 2011-03-28
WO1999028252B1 (en) 1999-08-05
DE98965734T1 (de) 2007-01-18
WO1999028252A1 (en) 1999-06-10
HUP0004516A2 (hu) 2001-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20001860A3 (cs) Způsob výroby syntetických skleněných vláken a brikety pro jejich výrobu
EP1036044B1 (en) Production of man-made vitreous fibres
RU2358917C2 (ru) Способ получения минерального расплава
KR0184163B1 (ko) 고 강도 암석 섬유 및 그의 제조방법
CN115298144A (zh) 人造玻璃质纤维的制造方法
SK79598A3 (en) Production of mineral fibres
EP1036041B1 (en) Processes for the production of man-made vitreous fibres
WO2000076929A1 (en) Briquettes, their use in mineral fibre production and their production
EP1036042B1 (en) Production of man-made vitreous fibres
CN107973586A (zh) 处理铬铁渣的方法和陶瓷砖
ES2254540T3 (es) Procedimiento para fabricar materiales aislantes de fibras minerales.
WO2000076927A1 (en) Production of man-made vitreous fibres
RU2365542C2 (ru) Способ изготовления изоляционных материалов из минеральных волокон и засыпка для плавильного агрегата для получения минерального расплава
CN115279704A (zh) 制造矿物纤维的方法
EP1036040B1 (en) Processes and apparatus for the production of man-made vitreous fibres
HU224287B1 (hu) Eljárás mesterséges üvegszálak előállítására
EA045831B1 (ru) Способ изготовления минеральных волокон

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MK4A Patent expired

Effective date: 20181202