170339. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémoxidok és/vagy fémoxiszilikátok előállítására ásványi anyagtartalmú éghető anyagok feldolgozásával
170339 3 4 goknál, pl. a szénnél a meddőrész is megfelelően hasznosítható hőtartalmú és olyan hasznos fémtartalmú komponensek halmaza, amelyet még előnyösen befolyásolhatunk minőségileg és mennyiségileg a tetszés szerint alkalmazott egyéb ásványi anyagtartalmú adalékanyagokkal, amely komponenseket értékes anyag alakjában hasznosíthatunk, ha a hagyományos energiaátalakítási rendszert, valamint a technológiai lépéseket célszerűen módosítjuk. A találmányi gondolatunk szerint az ásványi anyagtartalmú éghető anyagoknak, kiváltképpen a szeneknek és olajpaláknak a kalóriatartalmát komplex rendszerben energiatermelésre, a nem éghető maradékát pedig technológiai célra úgy hasznosítjuk, hogy a kiindulási anyagot, adott esetben lepárlás után, közvetlenül vagy ásványi eredetű adalékanyagokkal szabályozott összetételű keverékként önmagukban vagy póttüzeléssel, célszerűen 25% alumínium-oxidos hamutartalom alatt salakolvasztásos tüzeléssel, efelett porszén, vagy granuláló vagy fluidágyas tüzeléssel, elégetjük és egyidejűleg az égéstérben kialakult hőmérsékleten szilárd vagy folyékony égéstermékekhez, adott esetben vas, mangán, alumínium tartalmuk ismert módon való csökkentése után meghatározott kémiai összetételű fémoxidok és fémoxiszilikátok előállítására még további ásványi eredetű adalékanyagokat adagolunk a megfelelő fázisösszetevők és mőlarányok kialakítására. Ásványi anyagtartalmú éghető anyagokként 30—60% ásványi anyagot, 35—55% éghető részt, 5—20% nedvességet tartalmazó adott esetben ásványi adalékanyagokkal kevert 2000-3500 Kcal/kg fűtőértékű olyan feketekőszenet, barnakőszenet, lignitet, tőzeget, olyan olajpalát használhatunk, amelynek elégetése után képződött anyag összetétele 15—50% A12 0 35 15-20% Si0 2 , 13-45% egyéb oxidos anyag, főként Fe2 0 3 , MnO és CaO. Ezek több komponensű anyagrendszerek és a hasznosítás szempontjából mint lehetőséggel valamennyi alkotóelemükkel számolni kell. A komplex rendszer kiindulási egysége valamilyen energiatermelő elem, amely egyben az energiahordozó kísérőkomponenseit energiatartalmukban olyan szintre hozza, hogy azok a további technológiai lépések kiindulási anyagaként szerepelhetnek. Az egész rendszer olyan egymással horizontálisan és vertikálisan is kapcsolódó, egymást kiegészítő, de függetlenül is üzemeltethető egységekből áll, amelyeket olyan módon programozunk, hogy a komplex rendszer egésze adjon optimumot. Ez teszi lehetővé, hogy az egyes egységek esetlegesen önmagukban egyébként gazdaságtalan működése mellett is a rendszer egésze gazdaságos. A komplex energetikai-technológiai rendszerre vonatkozó találmányi gondolatmik alapkoncenpciója az a felismerés, hogy egyrészt az erőművi tüzelés hulladékanyagát szekunder nyersanyagforrásnak tekinthetjük, másrészt a tüzelés az energiahordozó ásványos anyagtartalmát, illetve ennek fizikai-kémiai állapotát a további technológiai feldolgozás számára előkészíti. A különféle tüzelési folyamatok révén keletkező salak és pernye mind összetételben, mind anyagtartalmában olyan potenciális energiát hordoz, amely a további kapcsolódó technológiai lépésekben hasznosítható. Az erőművi salak, illetve pernye ásványi összetétele túlnyomórészt mullit, amely a további feldolgozásban a hozzáadagolt mészkő CaO tartalmával könnyebben lép reakcióba, mint a természetes állapotban levő A12 0 3 és Si0 2 . Az ásványi 5 adalékanyagokat hozzáadhatjuk a már képződött salakhoz is, de salakolvasztó kazán alkalmazása esetéri már az energiahordozóhoz is, pl. a ciklontüzelésű salakolvasztő kazán alkalmazása, mint a komplex rendszer szekunder nyersanyag forrásának eszköze, 10 lehetővé teszi, hogy az energiahordozón kívül adalékanyagokat is bevigyünk a tüztérbe. Ezen ásványi adalékanyagok segítségével érjük el azt, hogy a komplex szénfelhasználási technológia kiindulási anyagárama optimális összetételű legyen, vagyis a 15 favorizált termékek kinyerése szempontjából a legcélszerűbb komponensarányt vegye fel. Gyakorlatilag kétféle típusú termék gyártása irányában célszerű ezeket a komponensarányokat kialakítani. Az egyik eljárási változat szerint a 20 Si02 /Al 2 0 3 = 0,85 - 3,1; CaO/Si0 2 = 2,2 - 6,4; CaO/Al2 0 3 = 4,5 - 8,5; CaO/Fe 2 0 3 = 28,5 - 57 mólarányok és minimálisan 20% 2CaO • Si02 és 20% 12CaO • 7A12 0 3 , valamint maximálisan 5% 2f'aO • • Fe2 0 3 és 20% 4CaO -A^Os fázisösszetevők kívá-25 natosak, míg a másik eljárási változat szerint a CaO/Si02 = 2,0-6,0; R0/A1 2 0 3 = 0,5-3,0; RO/Si02 • 0,2—0,5 mőlarányok, ahol R jelentése Ca, Mg, Na2, K 2 . Ásványi adalékanyagoként AI, Si, Fe, Mn, Mg stb. tartalmú érceket és hulladékanyagokat, 30 valamint melléktermékeket használhatunk, így pl. gyenge minőségű bauxitot, karbonátos mangánérceket, szideritet, timföldgyári vörösiszapot stb. Ezeket általában jó minőségű energiahordozókkal együtt adagoljuk a kazánokba, olyan arányokban, amilye-35 neket a ciklontüzelés üzemi paraméterei megkövetelnek. A gyakorlatban 2000 kcal/kg, azaz: 12-15%: 49—53% fix karbon: hamuarány/ keverék fűtőértéknél magasabb fűtőértéket célszerű beállítani, különben önfenntartó égést nem kapunk, csak póttüzelés-40 ként alkalmazhatjuk. A célszerűen eltüzelt keverék salakja a ciklonból olvadék állapotban, 30—140 poise viszkozitással, a természetes magmás kőzetekhez hasonló összetételben nyerhető ki, mely megfelelő fizikai kezeléssel műkővé kristályosodik. 45 A komplex energetikai-technológiai eljárásnak a technológiai rendszerében a fémvegyületeket és szilikátokat tartalmazó energiahordozó résztől mentes anyagrészt a tüzeléstechnikai berendezésben tuda-50 tosan kialakított hőmérsékleti viszonyok által meghatározott szilárd vagy folyékony halmazállapotú fázisra állítjuk be, majd úgy vezetjük tovább, hogy -közbenső anyagösszetétel-módosítást hajtunk végre a vastartalmának, illetve ötvözeteinek, pl. Fe—Si, 55 Fe—Si—AI, Fe—Mn, közbenső vagy végtermékként való kinyerésével. Az így kapott módosított anyagrendszerből a halmazállapotától függően vagy szilárd fázisban mészkő hozzáadagolással dikalciumszilikát képzése után kilúgozzuk a kalciumaluminát-tartalmát, 60 ebből az állapotból timföldet, majd a timföldből a komplex rendszerben termelt egyenárammal félalumíniumot, vagy folyékony fázisban az olvadék A12 0 3 tartalmából karbotermikus redukcióval kapcsolt és alumínium-halogenidek segítségével végzett 65 alumínium-szubhalogenides módszerrel közbenső 2
