SK72592A3 - SPôs°b spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitého - Google Patents

Abstract

Podstata riešenia spočíva v spôsobe spracovanie odoadu z výroby oxidu hlinitého hnedého kalu z výroby hliníka, ked sa pomocou pridávaných zložiek na báze oxidu kremičitého a termickým spracovaním pri teplotách v rozmedzí od l050°C do 1125° C získajú produkty vhodné ako pálená krytina, obkladačky, dlaždice prípadne dekoračné keramické doplnky s tmavohnedým zafarbením alebo granule vhodné ako , kauenivo do cementových kniipozitnv, V priicírnos procese je potrebné vytvoriť pomocou prídavkov vhodného množstva vody pastu s vhodnými vlastnosťami pre prípravu tvárnic, dlaždíc a pod,. Samotný proces tvarovania sa realizuje lisovaním do foriem, vibrolisovaním resp. dusenia, 2 hľadiska veľkotonážneho spracovania odpadov z výroby oxidu hlinitého je vhodný postup, pri ktorom sa k netriedenému hnedému kalu v miešacou zariadení pridávajú zložky na báze oxidu kreničitého. V priebehu miešania sa vytvára povrchová vrstva, ktorá pc termickom spracovaní bráni prenikaniu zložiek do okolia, ’akto spracovaný odpad výroby oxidu hlinitého ja vhodný ako kaaenivo do cementových kompo;itov.

Description

Spôsob spracovania odpadu z výroby ox

Oblasť techniky

Vynález sa dotýka spôsobu spracovania odpadu z výroby oxi.du hlinitého

Doterajší stav techniky

Pri výrobe oxidu hlinitého vznikajú vedlajšie produkty, ktoré pre svoju závažnosť predstavujú ekologické nebezpečie. Vo svete sa v zásade používajú technológie, pri ktorých sa produkuje bud hnedý alebo červený kal. Zastúpenie niektorých dominantných zložiek sa v obidvoch typoch významne lisí. V prípade hnedého kalu, ktorého chemické zloženie je charakterizované vysokým obsahom oxidu vápenatého ( 28 až 32 hmôt oxidu železitého (24 až 27 hmôt. 7.) oxidu kremičitého (14 až 16 hmôt. */.) a oxidu hlinitého (8 až 10 hmôt. %). Okrem týchto zložiek sa v hnedom kale nachádzajú alkálie (2 až 6 hmôt. 7. oxidu sodného a draselného). Podía fázového rozboru sa oxidy v uvedenom odpadnom materiále nachádzajú vo forme kalcitu, gehlenithydrátu, oxidov a hydroxidov železa a kalciumferitov. Červený kal obsahuje vyššie množstvo oxidu železitého (okolo 48 hmôt. 7.) a vyšší je tiež obsah oxidu hlinitého (okolo 15 hmôt. 7«). Zhodnotenie hnedého kalu pri výrobe stavebných dielcov a prvkov konštrukcií (murované stavebné prvky a pod.) vedie cez zníženie vysokého obsahu alkálii. Tento proces si vyžaduje bud vyluhovanie alkálii spojené s energeticky náročným separačným procesom-odparovaním resp. s využitím zrážacích reakcií a zdĺhavého procesu filtrácie alebo spracovanie, pri ktorom by sa časť týchto zložiek zabudovala do štruktúry stabilných fáz. Pokusy o likvidáciu väčších množstiev týchto odpadov predstavujú stále vysoké riziko vzhíadom k vysokej vylunovatelnosti alkálii a najmä k negatívnemu vplyvu na priebeh nydratácie zmesi s cementom. Ide tu predovšetkým o možnosti tzv. alkalickej expanzie. Iné návrhy smerujú do oblasti zemných prác a konštrukcií . Jednou z aplikácií je vytvorenie nepriepustných podloží a zavážanie háld zeminou, ktorá umožňuje rast vegetácie. Tieto projekty riešia problém len čiastočne. Iné efektívnejšie spôsoby riešenia tohto problému doteraz nie sú známe.

Podstata vynálezu

Podstata vynálezu spočíva v spôsobe spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitého, keď sa pomocou pridávaných zložiek na báze oxidu kremičitého a termickým spracovaním získajú produkty vhodné pre širokú oblast využitia ako napríklad pálená krytina, obkladačky, dlaždice prípadne dekoračné keramické doplnky s tmavohnedým zafarbením a pod. V primárnom procese sa prídavkom určitého množstva vody vytvára pasta s vhodnými vlastnosťami pre prípravu tvárnic, dlaždíc a pod. Samotný proces tvarovania sa realizuje lisovaním resp. dusaním alebo stláčaním do foriem. Príprava tvarov s väčšími rozmermi si vyžaduje zníženie obsahu vody. Obsah vody ovplyvňuje pórovitosť materiálu, vznik trhlín vo výrobku jeho trvanlivosť a fyzikálno-mechanické vlastnosti. Pasta môže byť vhodnou technikou granulovaná a po výpale môže slúžiť ako typ kameniva. V tomto prípade sa spracovanie môže realizovať tak, že sa kombinuje pôvodný hrubý materiál s pastou a po vysušení možno takto získané granule termicky spracovávať. Takto vznikajú častice, v ktorých strede je pôvodné zrno kalu obalené inertnou relatívne nepriepustnou vrstvou inertného materiálu. Takýto postup predstavuje energeticky najmenej náročný postup, pričom sa dajú efektívne spracovať velké objemy odpadov z výroby oxidu hlinitého.

Opísané postupy umožňujú najmä velkotonážne spracovanie, pri ktorom sa výrazne znižuje vyluhovateínost alkálií a získané produkty možno použiť tiež ako inertné súčasti stavebných kompozitov , alebo v najjednoduššom prípade sa dajú využívať ako náhrada prírodného kameniva. Z chemického hladiska ide pri termickom spracovaní pri teplotách nad 1000 °C o úpravu mineralogického zloženia, pri ktorom sa znižuje vyluhovateínost alkálii a výrazne sa menia fyzikálne vlastnosti.

Navrhnutý spôsob spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitého umožňuje spracovanie sekundárnych odpadov a získanie materiálov s vhodnými úžitkovými vlastnosťami. Modifikáciou postupu je príprava granulí pre stavebné kompozity.Spôsob spracovania hnedého kalu z výroby hliníka možno ilustrovať na konkrétnych príkladoch.

Príklady realizovania vynálezu

Príklad 1

Práškovitý hnedý kal spolu s mletým kremeňom sa hnetením spracuje za prítomnosti vody. Obidva materiály majú rozmery časťic do 200 pm. Hmotnostný pomer hnedého kalu ku kremeňu je 7 : 3 a vodný súčinitel t. j. hmotnostný pomer vody k tuhým zložkám je 0.30. Takto získaná pasta sa dusá do formy o rozmeroch 100x100 mm do výšky okolo 20 mm. Po 24 h odležania pri obyčajnej teplote sa tvarovka odformuje a vysušuje najskôr pri 50 °C a potom pri 100 °C. Potom sa tvarovka tepelne spracuje pri teplotách v rozmedzí od 1100 do 1125 °C. Priemerný nárast teploty je 200 °C/h. Po dosiahnutí požadovanej teploty výpalu následuje izotermná výdrž 30 minút. Pokles teploty je približne 400 °C v prvej hodine. Chladnutie výrobku sa realizuje v peci cca 24 h. Získaný produkt má pevnosti v ohybu okolo 5 MPa a v tlaku okolo 20 MPa.

Príklad 2

Postupuje sa analogicky ako v predchádzajúcom prípade. Namiesto mletého kremeňa sa použil jemnodisperzný kremičitý úlet charakterizovaný vysokým obsahom oxidu kremičitého (nad 85 hmôt. */.) a vysokým merným po2 -i vrchom (okolo 20 000 m . kg . Hmotnostný pomer hnedého kalu ku kremičitému úletu je 4 : 1. Vodný súčinitel je 0,25. Získaný produkt má pevnosti v ohybu okolo 15 MPa a v tlaku okolo 50 MPa.

Príklad 3

Postupuje sa analogicky ako v príklade 1. Použil sa kremičitý piesok s veľkosťou častíc do 1 mm. Vodný súčinitel je 0,25. Získaný produkt má pevnosti v ohybu okolo 5 MPa a v tlaku okolo 30 MPa.

Príklad 4

Postupuje sa analogicky ako v príklade 1. Obsah kremičitého piesku s velkosťou častíc do 1 mm. Hmotnostný pomer hnedého kalu a kremičitého piesku je 7 : 3. Vodný súčinitel je 0,25. Z pasty sa zhotovili výlisky, ktoré po výpale pri teplote 1050 °C sú použitelné ako inertný materiál do stavebných kompozitov.

Príklad 5

Pri príprave umelého kameniva na báze odpadov z výroby oxidu hlinitého sa vychádza z relatívne vlhkého netriedeného hnedého kalu, ku ktorému sa v miešačke pridáva oxid kremičitý v množstve okolo 20 hmôt ’/,. Po spracovaní, v priebehu sa kontroluje vznikajúca povrchová vrstva sa získajú granule, v ktorých strede sa nachádza pôvodná hrubá častica henedého kalu, ktorá je obalená vrstvou pasty so zložením blízkym zloženiu uvedenému v príklade 1. Ďalší postup je analogický súco v príklade 1. Získajú sa inertné granule vhodné ako kameňivo.

Priemyselná využiteínost

Spôsob spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitého podía vynálezu možno a využiť pri spracovaní odpadov, s dalším využitím v stavebníctve napr. pr velkotonážnej výrobe stavebných dielcov a úžitkovej keramiky.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Spôsob spracovania odpadu z výroby oxidu hlinitého vyznačujúci sa tým, že sa k hnedému kalu pridá 15 až 30 hmôt. % kremeňa alebo zodpovedajúce množstvo iných minerálov obsahujúcich oxid kremičitý a takto získaná zmes sa najprv spracuje s vodou pri vodnom súčiniteli v rozmedzí od 0,25 do 0,30 potom sa vyformuje do tvaru požadovaného produktu a termicky spracuje pri teplotách od 1050 do 1150 °C.