203065. lajstromszámú szabadalom • Eljárás bórtartalmú üveg, vagy máz alapanyag-keverékének a granulálására
HU 203065 A (100-140 'Q hőmérsékleten lejátszódó bórsav dehidratációs reakciójában (a méta és pirobórsav képződési reakciókban), valamint a bórsav(ak) és a szóda között lejátszódó bórax és más poliborát képződési reakciókban felszabaduló vízből keletkezik. Olvadékfázis képződéséhez vezethet továbbá a bórsav 170-180 °C-ra, és az előbb említett reakciókban képződő kristályvizes bórax és poliborátok 75- 200 °C-ra történő gyors felmelegítése. Ez utóbbi folyamatban üvegszerű olvadék keletkezik. A találmány alapja továbbá az a felismerés, hogy a bórszilikát üvegek és bórtartalmú mázak nyersanyag-keverékéből külön kötőanyag vagy granuláló folyadék felhasználása nélkül, nagy szüárdságú, közel egységes méretű, golyó alakú granulátum állítható elő, ha a homogenizált porkeveréket intenzív mozgásban, célszerűen a forgótányérokkal, forgó dobokkal megvalósítható gördülőréteges eljárással létrehozott ún. gördülő mozgásban, vagy a roto-fluidizációs eljárással forgó-gördülő fluidizációs berendezésben létrehozott, ún. forgó-gördülő mozgásban tartjuk, miközben a szemcsék felületét lokális hőközléssel (például egy vagy több gázlánggal) 30- 600 °C, célszerűen 40-400 °C hőmérsékletre melegítjük. A gázláng lokális teréből kikerülő szemcsék felületén a képződő nagy koncentrációjú oldat-olvadék fázis gyorsan lehűl a kristályosodási ill. dermedési hőmérséklet alá és ennek következtében a folyadékfázisból mikrokristályos komponensek (alkáli karbonátok, bórsav, bórax és alkáli poliborátok) válnak ki. A kikristályosodó anyag(ok) a szilárd szemcsék (például homok) érintkezési pontjain szilárd kötőhidak kialakíásával, valamint a szemcsék közötti hézagok (pórusok) nagy részének a kitöltésével (mintegy a szemcsék összecementálásával) lehetővé teszi(k) megfelelő méretű granulátum előállítását. A fenti felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelyneksorán a 10-40 tömeg% bórsavat, valamint előnyösen 10 tömeg%-ot meg nem haladó mennyiségű szódát tartalmazó üveg vagy máz alapanyag-porkeveréket - célszerűen gördülő vagy forgó-gördülő - mozgásban tartjuk, és amely, eljárásra az jellemző, hogy legalább 70 tömeg%-ban 0,5 mm-nél kisebb szemcseméretű, 0,02-0,1 kg/kg nedvességtartalmú, mozgásban tartott homogenizált porkeverék felszínén egy vagy több helyen 30- 600 °C hőmérséklet-tartományba eső hőmérsékletű koncentrált - lokális - hőközléssel a porkeveréket részben megolvasztjuk, miközben a porkeverék mozgatását folytatjuk; üy módon az olvadékot annak más tartományaiba juttatva, az olvadékot a granulálási művelethez szükséges folyadékként és/vagy kristályosodási-dermedési hőmérséklet alá hűlését követően kötőanyagként használjuk, és ezáltal a porkeverékből granulátumot állítunk elő. A koncentrált hőközlésnek kitett porréteg-tartományban ugyanis a keverékben levő komponensek egy részéből a közölt hő és a lejátszódó kémiai reakciók hatására alkáli-borátok és alkáli-poliborátok keletkeznek, és ezekből a reakciótermékekből, valamint az elegyben jelen levő jól oldódó, és az adott hőmérsékleten megolvadó egyéb alkotórészekből olyan oldat-olvadék fázis keletkezik, amely képes betölteni 3 a granulálófolyadékfunkciót, illetve a kristályosodási-dermedési hőmérséklet alá hűlése esetén az összetétel szempontjából nem idegen kötőanyagként szolgál a granulátumképződés folyamatában. Az eljárás akár szakaszosan, akár folyamatosan foganatosítható. Az eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint kiindulási alapanyagként 0,5 mm-nél, előny8sen 0,2 mm-nél kisebb szemcseméretű szemcséket 80-90 tömeg%-ban tartalmazó porkeveréket használunk. A porkeveréket tehát döntő többségében 0,5 mm-nél kisebb átmérőjű szemcsék alkotják, amelynek nedvességtartalma előnyösen 0,04-0,06 kg/kg, és ezt a porkeveréket állandó intenzív mozgatással, célszerűen (de nem feltétlenül) granuláló tányér vagy dob forgatásával létrehozott és fenntartott ún. gördülőrétegben granuláljuk a lokális hőközléssel előállított olvadéknak mint granuláló folyadéknak vagy kötőanyagnak a felhasználásával. Előnyös, ha a koncentrált - lokális - hőközléssel egy vagy több 40-400 °C hőmérsékletű tartományt hozunk létre az intenzív mozgásban tartott porkeverék-rétegben. Egy másik találmányi ismérvnek megfelelően a porkeverék-réteg felületének 0,5- 10%-át, célszerűen mintegy 1,0-5,0%-át kitevő nagyságú tartomány(ok)ban eszközlünk koncentrált hőközlést. Az intenzív szemcsemozgás létrehozása és fenntartása előnyös módon történhet ún. roto-fluidizációs eljárással, illetve Uyen eljárás foganatosítására alkalmas készülékkel. Ennek lényege, hogy a szilárd szemcsék szabályozott módon történő forgó-gördülő mozgatását az álló készüléktesten belül egy függőleges tengely körül forgatható és függőleges irányban is elmozdítható rétegtartó alátét forgatásával érik el, miközben a granulált szemcsék hűtésére, vagy szárítására a rétegtartó alátét és a készüléktest fala közötti résen, esetleg az alátét további körgyűrű alakú gázbevezető résein keresztül hűtő levegőt vagy forró (szárító) gázt vezetnek be. E módszer, illetve készülék előnye, hogy a granuláláson túlmenően egyúttal hűtési vagy szárítási lehetőséget is biztosít. Az eljárás egy további előnyös foganatosítási módjának megfelelően a koncentrált - lokális - hőközlést gáznemű és/vagy cseppfolyós halmazállapotú energiahordozó, előnyösen fűtőolaj vagy gáz lángjával, vagy forró gáznak, célszerűen meleg levegőnek a porkeverékréteg - előnyösen gördülőréteg - felszíni tartományára irányított áramával végezzük. Ebben az esetben célszerű, ha a porkeverék-rétegre 100-1000 °C hőmérsékletű gázt áramoltatunk. A konkrét hőmérsékletérték a porkeverék és a granulátum mindenkor elérni kívánt fizikai jellemzőitől függ. A folyékony vagy gáznemű energiahordozó elégetése célszerűen olyan égőfejjel, vagy fúvókaszerű égővel, vagy más hőközlő elemmel történhet, amelynek a lángja koncentráltan, lokálisan irányul a gördülőréteg meghatározott helyére. A forró levegőnek vagy más forró gáznak a gördülőréteg egy meghatározott helyére irányítása ugyancsak fúvókával, illetve fúvókaszerű hőközlő elemmel történhet. Természetesen egynél több fúvóka vagy/és égőfej is alkalmazható több, térben egymástól elválasztott olvadék-góc létrehozására. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
