171820. lajstromszámú szabadalom • Eljárás timföldgyári vörösiszap kerámiaipari hasznosítására
3 171820 4 jában 10—50 s% mennyiségben, — kivéve a plasztikus agyagféleségeket amelyekből kívánt esetben legfeljebb 7,5 s%-ot és a dolomitot, amelyből adott esetben legfeljebb 15 s%-ot használunk-, majd a komponenseket egyenletesre keverjük, — adott esetben szűrjük, esetleg a keveréket pihentetjük — és nedvesen formázzuk és/vagy szárítjuk-, kívánt esetben félszárazon formázzuk, végül a formatestek égetését 950 C°—1250 C° közötti hőmérsékleten vezetjük le. Az eljárás gazdaságosságának és hatékonyságának fokozása érdekében a vörösiszaphoz olyan adalékanyagokat választottunk ki és használtunk fel, mint az a leírásból is látható, amelyek a kívánt cél elérésén-, nevezetesen az állékony, vízoldhatatlan kerámiatermék nyerésének biztosításán túl, lehetővé teszik, a hovatovább szintén környezetvédelmi problémát jelentő ásványi és ipari hulladékanyagok jelentős részének felhasználását is. Eljárásunk kidolgozása során megvizsgáltuk mindazon ásványi- és szilikáttartalmú anyagok hatását a vörösiszap-kerámia fizikai-kémiai tulajdonságainak kialakításával kapcsolatban, amelyek természetes állapotukban-, vagy bányászati és ipari feldolgozásuk során porszerű állapotban vannak, tehát utólagos őrlést nem-, legfeljebb szitálást igényelnek és a már eddig is felhalmozott vörösiszapmennyiséghez viszonyítva elegendő készletekkel rendelkeznek a felhasználás folyamatosságának biztosítása érdekében. Ezenkívül megvizsgáltuk olyan szilikáttartalmú ipari hulladékanyagok és melléktermékek hatását, amelyek szilikátipari tevékenység során keletkeznek, vagy szilikáttartalmú anyagok feldolgozásakor válnak használhatatlanná. Végül megvizsgáltuk a szilikáttartalmú anyagok azon csoportját, amelyek a városi szemét tetemes részét képezik és természetes körülmények között hosszú idő után sem aprózódnak fel, és bomlanak le. A földanyagok közül megvizsgáltuk és alkalmasnak találtuk a vörösiszaphoz 10—50 s%-ban történő bekeverésre, a rétegszilikátok (filloszilikátok) csoportjából a szerpentinásványokat — [Mg6 (OH) 8.Si4 O 10 ] a krizotilt és az antigoritot, a talkásványt és talkpalát — Mg3 [Si 4 O 10 (OH) 2 ] —, valamint az agyagféleségeket amelyekből a plasztikus agyagokat kívánt esetben a nyersszilárdság fokozásának céljára legfeljebb 7,5 s% mennyiségben más adalékokkal együtt elegendőnek találtunk, a láncszilikátok (inoszilikátok) csoportjából a wollasztonitot — CaSi03 — és a szilimanitot — Al2 Si0 5 —, a szigetszilikátok (nezoszilikátok) csoportjából a cirkont — ZrSi04 — és a forsteritet — Mg2 (Si0 4 ) —, az állványszilikátok (tektoszilikátok) csoportjából a káliföldpátot (ortoklász) — K (AlSijOg) —, és a kalciumföldpátot (anortit) — CaAl2 Si 2 0 8 — szilikátásványokat tartalmazó anyagokat. A primer mélységi- és felszíni vulkanikus kőzetek közül megvizsgáltuk és alkalmasnak találtuk adalékanyag céljára a vörösiszaphoz 10—50 s% arányban, az andezitet, a bazaltot, a dácitot, a diabázt, a fonolit, a gránitot, a perlitet, a riolitot, a tefritet és a trachitot. Megvizsgáltuk a dolomitot és megállapítottuk, hogy más adalékokkal keverve legfeljebb 15 s% mennyiségben alkalmazható a vörösiszap adalékolására, a kerámia égetési repedésének veszélye nélkül. Megvizsgáltuk a kovaföldet (amorf kovasav) —, az olajpalasalakot, (agyagmárga, agyagpala) —, a löszt (agyagos-meszes-kvarchomok) —, a tengeri tiszta kvarchomokot és az őrölt üveghulladékot és mindezeket alkalmasnak találtuk arra a célra, hogy a vörösiszaphoz 10—50 s% mennyiségben adalékoljuk és a keverékből kerámiát készítsünk. Mivel célkitűzésünk elsősorban a vörösiszap kerámiaipari hasznosításának kidolgozása volt, az adalékok alkalmazhatóságát és hatását 50 s%-nál nagyobb arányú felhasználás mellett nem vizsgáltuk, illetve a magyar 169 755 ljsz. szabadalom eljárásából már ismeretes volt, a primer mélységi- és felszíni vulkanikus kőzetanyagokat is tartalmazó meddőanyagok kerámiaipari felhasználását célzó vörösiszappal történő adalékolása. Tekintve, hogy lehetetlennek tartjuk a jelen találmányi leírás keretein belül az általunk megvizsgált és alkalmasnak talált minden egyes vörösiszap + adalékanyag összetétel eljárási példaként történő bemutatását, a következő 4 alappélda ismertetése után a leglényegesebb összetételeket táblázatokban foglaljuk össze. 1. példa Első lépésként meghatározzuk a rendelkezésünkre álló vörösiszap szárazanyagtartalmát. A közvetlen gyártásból kikerülő vörösiszapzagy szárazanyagtartalma 25 15—30%, a friss szűrőlepényé pedig 50—75% között változik. Az adalékanyagot a mindenkori tényleges vörösiszap szárazanyagtartalomnak megfelelően adalékoljuk. Eljárási példánk szerint akkor járunk el előnyösen, ha a vörösiszap-zagyhoz a Bayer-technológia sze-30 rinti 1. sz. mosó után, aktivált zeolitos (klinoptilolit) riolittufa őrleményt keverünk. A zagy vörösiszaptartalma 20%. A 700 C°-on kiizzított aktív zeolitos riolittufa klinoptilolit [(Ca, Na2) (Al 2 Si 7 0 18 ). 6 H2 0]-tartalma 71,5% és őrlési finomsága 1 mm-es átlagos szemcse-35 nagyságú. A 10 000 1. vörösiszapzagyot tartalmazó keverőbe — amelyben 2000 kg vörösiszap van — 500 kg aktivált zeolitos riolittufa-őrleményt mérünk be, az adalékolt zagyot a keverővel homogenizáljuk és legalább 2 órás lassú keveréssel pihentetve biztosítjuk, hogy a 40 timföldgyártás feltárási fázisának legelején alkalmazott meszezés hatására keletkezett kalciumhidroxid-ionok kicserélődjenek a zeolit aktiválása következtében ioncserére kész nátrium-ionjaival. Ily módon megnövekszik a zagy nátriumhidroxid-tartalma, ugyanakkor kalcium-45 hidroxid-tartalma csökken. A leírt módon kezelt zagyot ezután vákuumdobszűrőn szűrjük és mossuk. A szűrt és mosott vörösiszap 20% nedvességtartalmú és szárazanyagtartalmának vízoldható nátriumvegyülettartalma nem haladja meg a 0,1%-ot. A vörösiszapkeveréket 50 szűrés után folyamatos üzemű spirálszárítóban 150 C° hőmérsékleten súlyállandóságig szárítjuk, majd görgősjáraton 7 s% víz adagolása mellett 1,5 mm átlagos szemcsenagyságú granulátummá alakítjuk. A granulátumból Spengler-rendszerű körasztalos téglapréssel 250 kp/cm2 55 fajlagos nyomással téglákat sajtolunk, végül a téglákat égetőkocsikra máglyába rakva téglaégető alagútkemencében 1100 C° hőmérsékleten 1 órás hőntartás mellett kiégetjük. Az égetés során az eredetileg 250 X 125 X62,5 mm méretű téglák mérete nem változik, tehát nem zsu-60 gorodik. A látszólagos testsűrűség 1,1 g/cm3 , a valóságos testsűrűség pedig 2,2 g/cm3 . A nyomószilárdság értéke 600 kp/cm2 . A példa alapján előállított téglák megfelelnek a nagyszilárdságú hőszigetelő téglákkal szemben támasztott követelményeknek és így kemencék építéséhez 65 is felhasználhatóak. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
