202801. lajstromszámú szabadalom • Eljárás különleges timföldek több típusának egyszerre történő előállítására
1 HU 202 801 B 2 A találmány eljárás különleges timföldek több típusának egyszerre történő előállítására légsugármalomban az őrlőberendezés teljesítményének egyidejű növelésével. Különleges timföldnek nevezik azokat az alumínium-oxidokat, amelyek nem fém alumínium előállítására, hanem egyéb felhasználói igények kielégítésére is alkalmasak. Többek között jelentős mennyiségben használnak fel különleges timföldeket magas hőállóságú tűzálló anyagok, oxidkerámiák, valamint csiszoló és polírozó anyagok előállítása során. A felhasználók igényeit egyre kevésbé elégítik ki azok a termékek, amelyeket az alapgyártási eljárásuk során kialakult szemcseméret, szemcseelosztás, szemcsealak stb. jellemez. Különböző utólagos műveletekkel (őrléssel, osztályozással) olyan szabályozott polidiszperz vagy monodiszperz rendszereket igényelnek, amelyeket azután céljainak megfelelően használnak fel, illetve több típus célszerű keverésével érik el termékeik megfelelő tulajdonságait. Leginkább használatos művelet az őrlés. Mivel legtöbb esetben feltétel, hogy őrlés közben az anyag nem szennyeződhet, legtöbbször légsugármalmot alkalmaznak a különleges timföldek őrlésére, melyek eleget tesznek fenti kívánalmaknak. A malmok általában, így a légsugármalmok is polidiszperz termékek előállítására alkalmasak. Az őrölt termékek nullától felfelé bizonyos (esetleg meghatározott) méretig tartalmaznak szemcséket E termékek sok célra megfelelően felhasználhatók. Vannak azonban felhasználási igények, melyek bizonyos szűkebb szemcsetartományba szorított terméket követelnek. Ilyenek előállítása további osztályozási műveleteket, újabb anyagi ráfordításokat igényelnek. (Lásd Kohászaté, folyóirat 1987. évi 2. számának 77. oldalát). A belső osztályozású légsugármalmok alkalmasak arra, hogy szennyezésmentesen őröljenek és a terméket gyakorlatilag teljesen a kívánt szemcseméret alá őröljék. Az őrlésre kerülő különböző termékek fizikai jellemzői, így az őrölhetőségük is eltérhet egymástól. Ezért egyegy őrlőmalom teljesítménye az őrlendő anyag tulajdonságától függő és legtöbb esetben nem kielégítő. Ilyen berendezés csúcstechnológiáját jelenti az Alpine (NSZK/Augsburg) cég által gyártod megoldás, amely azonban szintén nem felel meg a fent említett követelményeknek. A találmány célja a felsorolt hiányosságok kiküszöbölése, és gazdaságos eljárás létesítése különleges timföldek kétféle szemcseméretű több, előnyösen két típusának egyszerre történő előállítására. Belső osztályozó rendszerrel működő légsugármalommal tűzálló és kerámiai célú különleges timföldek őrlési kísérletei során, miközben azt tapasztaltuk, hogy egyes típusok jelentős mennyiségben tartalmaznak 10 pm-nél nagyobb átmérőjű monolit szemcséket, azt a meglepő és váratlan felismerést tettük, hogy ha ezen nehezen őrlődő, a malomteljesítményt és az őrlés gazdaságosságát nagymértékben csökkentő frakciót az egyébként a beadott anyagmennyiség maradéktalan megőrlésére konstruált malomtestből meghatározott módon és meghatározott időszakonként elvesszük, a malom őrlési teljesítményének egyidejű növekedésével különböző speciális célokra alkalmas új timfóldtípus állítható elő. A találmány tehát eljárás különleges timföldek több típusának egyszerre történő előállítására 6-50 mikron méretű egy kristályokból álló 50-60 mikron szemcseméretű agglomerátumokból, a kiindulási anyag légsugármalomban történő őrlésével és osztályozásával. A találmány lényege, hogy a folyamatosan beadagolt anyagot légsugármalomban őröljük, miközben a finom 12 mikron alatti, előnyösen 6-12 mikron szemcseméretű frakciót folyamatosan a belső osztályozón keresztül elvezetjük, mindaddig, amíg a légsugármalom őrlőterének belsejében a timföld ömlesztett sűrűsége 1300-1600 gramm/m3 határértéket el nem éri, ezt követően a beadagolást felfüggesztjük és a légsugármalom aljáról az összegyűlt 6-50, előnyösen 12-50 mikron szemcseméretű timföldet elvezetjük mindaddig, amíg az őrlőtérben a timföldtartalom nullára vagy azt megközelítő értékre csökken, majd folytatjuk az anyag betáplálását és az őrlést, és a finom szemcsék folyamatos elvételének fenntartása mellett a fenti műveletet egyszer vagy többször megismételjük. A találmány szerinti eljárásnál előnyös lehet, ha a malom őrlőterében lévő anyagot fluidizáljuk. Az alábbiakban részletesen kifejtjük az egyes különleges timföldtípusok őrölhetősége közötti különbség okát, és azt, hogy mi vezetett bennünket a felismerésre. A kerámiai és csiszoló timföldeket általában alumínium-hidroxidból állítják elő úgy, hogy azt kalcináló kemencékben 1100 ‘C-1300 *C közti hőmérsékleten különböző ásványi mineralizátorral (A1F3, CaF2, bórsav stb.) együtt kalcinálják. A végtermékek különböznek egymástól kémiai és fizikai tulajdonságaikban is attól függően, hogy milyen célra készülnek, és ehhez milyen mineralizátort, vagy mineralizátor keveréket alkalmaznak az izzítás során, vagy pedig az alumínium-hidroxidot hogyan készítik elő a kalcinálás előtt. Az alacsony 0,1 %-nál alacsonyabb alkáli-tartalmú különleges timföldek csaknem kizárólag 3-5 pm-es egy kristályméretű sugarasan összenőtt egykristályokból felépülő halmazokból állnak. Ilyen például a HUNGALU „G” márkajelű terméke. Más típusok, melyek több alkáliát tartalmaznak, így kevésbé kényes termékek gyártásához használhassak, több 10 pm-nél nagyobb méretű egykristályt és számos igen nehezen őrölhető, teljesen összeolvadt monolitszemcséket is tartalmaznak. Ilyen például a HUNGALU Tralfa-S márkajelű terméke. Amikor az eltérő szemcseösszetételű termékek az őrlőmalomba kerülnek, a közöttük lévő különbség az őrlési idő különbözőségében, illetve a malomteljesítmény változásában mutatkozik meg. Az őrlésre jellemző teljesítményeket az 1. ábrán szemléltetjük, ahol A görbe a jól őrlődő szemcsetípusok esetében, míg B görbe a nehezen őrlődő szemcsék esetében jelöli a malomteljesítmény alakulását az idő függvényében: Feltételezzük, hogy a malomteljesítmény időben történő csökkenésének oka a nehezen őrölhető típusoknál az, hogy a malomteret egyre nagyobb arányban az egykristályokból lekoptatott, nehezen őrölhető monolitok töltik ki és a malom az automatikájából következően nem fogad be újabb őrlendő anyagot, amíg a benne lévő anyag őrlése be nem fejeződik. Feltételezésünket beigazolódva láttuk, amikor a teljesítménycsökkenés bekövetkezése után az őrléssel megálltunk és a malom aljában összegyűlt anyagból 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
