162162. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önporló dikalciumszilikátot tartalmazó termékek előállítására
162162 tot timföldgyártás céljára kiindulási anyagként hasznosítjuk, mert a gyártástechnológia egyik légenergiaigényesebb művelete, a nyersanyag őrlése kiküszöbölhető. Amennyiben tehát az änpoirMst technológiai elemnek tekint- 6 jük, igen fontos ennek minél jobb hatásfokú véghezvitele. Ennek feltétele mindenekelőtt az, hogy a rendszer szilícium tartalma teljesen dikalcíum- 10 szilikáttá alakuljon és még kis mennyiségiben sem képződjön trikalciümszilikát (alit), ami a ß ——> y átalakulás egyik inhibitoraként hat; Ehhez a kalciumoxid/száliciumdioxid mólarányt 1,9—2,2-re kell beállítani, és 1250—1420 °C kö- 15 zötti hőmérsékleten a „megfelélő ideig történő hőkezelést kell biztosítani. A CaO/Si02 arány beállításánál figyelembe kell venni a nyersanyag többi komponensét is, amelyek a mésszel reakcióba lépnek, illetve^ azt helyettesíthetik. 20 Amennyiben a dikalciumszilikát kialakult, ki kell küszöbölni az önporlás érdekében mindazon tényezőt, amely a y módosulat gyors, és jó hatásfokú képződését gátólja. Ehhez biztosítanunk kell, hogy az anyagban jelenlévő 25 kis mennyiségű 4—5—6—7 oxidációs számú (CrVi, AsV) M n vn Te vi ; pv Ge iv yv) oxidok alacsonyabb vegyértékű módosulatokká redukálódjanak. Erre azért van szükség, mert a magas oxidációs számú ionok, kis ionrádiusuk 30 révén igen nagy ionpotenciállal rendelkeznek, elektrosztatikus hatásuk még kis koracentrációban is érvényesül és gátolja a polimorf átalakulási. Ugyanez vonatkozik a Cw -re is, amely még a többi ionnál is nagyobb ionpotenciállal 35 rendelkezik. Számos eljárás ismeretes részbén a cement' ipar, részben a timföldgyártás területén, amelyek a fenti felismerést vették alapul. Megemlítjük pl. a 122.7i3i8 sz. és a 140J32I3 sz. magyar 40 szabadalmaikat, amelyek víaoldiható kalciumaluminátok, illetve timföld előállítására vonatkoznak megadott összetételű kiindulási anyag- , keverék mellett, és már leírják az önporlási jelenséget, illetve a dikalciumszilikát módosu- 45 latáinak hőfokfüggését, azonban éppen ä lassú hűtést tartják előnyösnek. Ezzel szemben a 148.401. sz. magyar szabadalmi leírás már a 700 °C-4g történő hirtelen lehűtést alkalmazza az önporlás elérés céljából és egyúttal már rá- 50 mutat a ß > y átrendeződést gátló magasabb oxidációs fokú oxidvegyületek szerepére. Az utóbbiakat a rendszerből vízgáz jelenlétében redukcióval távolítják el. Az 1.020.612 sz. NSZK szabadalmi leírás timföld előállítása- 55 ra vonatkozik portland cement mellett, önmagától széteső dikalciumszilikát tartalmú klinkerből. A fentiek ismeretében célul tűztük ki, hogy 60 a fentebb már említett különböző alumínium és szilíciumtartalmú vegyületeket tartalmazó anyagokból — amelyek a Bayer eljárással nem dolgozhatók fel — úgy állítsunk elő a legkedvezőbb módon dikalciumszilikát tartalmú anya- 65 gokat, hogy az előállítási eljárás során önporló tulajdonságú dikalciumszilikát^keletkezzen és így» külön őrlési lépés nélkül kilúgozható legyen a kapott termék vízoldhatóvá vált alumíniumtartalma. Ezt a célt az előzőekben már hivatkozott ismert hasonló célbitűzési [éljárások) közül a 148.401 sz. magyar Szabadalmi leírás közelítette meg leginkább. Ez az eljárás a dikalciumszilikát tartalom kívánatos a'—ß—y átalakulását zavaró ionok redukálását, vagyis a "ß módosulatot stabilizáló hatásuk megszüntetését, olymódon végzi, hogy a klinkerizálandó nyersanyaghoz széntartalmú anyagot adva a zsugorítási zóna magas hőmérséklete mellett kb. 1S50 cC-on víz behatásának teszik ki. Az ekkor keletkező CO és H2 gázkeverék fejti ki a magas oxidációs számú oxidok redukálásához szükséges hatást. Ennek az eljárásnak azonban olyan technológiai nehézségei vannak, amelyek problémát jelentenek az ipari megvalósítás során. Így íorgókemencénél újabb bonyolult manipulációt igényel a víz bejuttatása, a beadagolandó szén és víz arányát igen pontosan kell betartani, mert különben a rendszerben szén marad és az önporlást ez „gátolja, továbbá a kemence hőegyensúlyát a víz beadása leronthatja és a fejlődő H2 és CO gázok robbanásveszélyt is jelentenek. A találmány szerinti eljárással a fenti problémák kiküszöbölhetők. A találmány lényege, hogy az önporlásra nézve inhibitor hatású anyagok redukcióját olyan elektrokémiai hatást kifejtő dezoxidáns adalékanyagokkal végezzük el, amelyek már a nyersanyagok égetés előtti összekeverésekor a nyersanyagba közvetlenül adagolhatok és a klinkerizálási hőmérsékleten kifejtik hatásukat. Ennek értelmében a kiindulási anyaghoz kis mennyiségben — célszerűen 0,1—2,0 súly%-ban — olyan dezoxidáns anyagokat adunk, amelyek fémes komponensekből (Fe, AI, Si, Ca) állnak és amelyek a kiindulási anyag főkomponenseit alkotó fémoxidok fémjeivel azonosak. Így célszerűen alkalmazhatjuk ezen fémeket önmagukban és/vagy ötvözetükben is, példaképpen megemlítjük a Fe-Si, Al-Si, Fe-Al, Fe-Al-Si, Ca-Si ötvözeteket. A dezoxidánsok a kis mennyiségben jelenlévő magasabb oxidok redukálásával fejtik ki hatásukat és egyúttal önmaguk oxidálódása nem hoz létre elektrosztatikai szempontból gátlóhatású ionokat. További vizsgálataink azt mutatták, hogy az önporlás szempontjából fontos /3-módosulat előnyösen speciális-hűtési viszonyok mellett alakul ki a y-módosulat képződése nélkül. A találmány szerinti eljárásnál egy megfelelő kezelést végzünk. Ennek lényege, hogy a szinterezés után a klinkert számított mennyiségű levegő és/vagy víz hőelyonó hatásának tesszük ki olymódon, hogy a hőmérséklet hirtelen a /^-módosulat képződésének megfelelő hőmérsékletére 675—705 °C~ra csökkenjen. Ezen a hő-2
