162340. lajstromszámú szabadalom • Eljárás holokrstályos mesterséges magmás kőzet előállítására
3 162340 4 Jelen találmány célkitűzése az eddig hulladékként tekintett anyagokból spontán kristályosodó, üvegfázistól mentes mesterséges magmás kőzetek gazdaságos előállítása, amelyek az építőiparban az értékes (burkolásra használt) természetes kőzetek helyett használhatók fel, másrészt a nagy mennyiségben rendelkezésre álló hulladékanyagok feldolgozása. A találmány szerinti eljárás holokristályos, jól polírozható, mesterséges magmás kőzet előállítására azzal jellemezhető, hogy alapanyagként kőszén elégetésekor képződő 1500 C*-nál alacsonyabb hőmérsékleten olvadó salakot és/vagy pernyét és/vagy szénbányászati meddőhányók anyagát adalékanyagok hozzáadásával 40-50 súly% SiO,. 20-40 súly% háromértékű (Al, Fe3+ ) fémoxid, ezen belül legalább 55 súly% A12 0 3 , továbbá 10-35 súly% két-ésegyvegyértékű fémoxid összetételre beállítjuk és 1500 C* alatti hőmérsékleten megolvasztjuk, az olvadékot a meg olvasztás feletti hőmérsékleten az oldott gázok távozásáig állni hagyjuk, 1400-1300 C* közötti hőmérsékletű öntőtérben formákba öntjük, 1300-1150 C* közötti hő^ mérséklettartományban 0.5-6 óra leforgása alatt konstant vagy fokozatosan csökkenő hőmérsékleti értéken kristályosítjuk, a kapott 55-70% Albit-I0; 30 -Anortitoo-70 összetételű plagioklászt, 4-20% piroxént, főként ensztatit -bronzit összetételű rombos piroxént, és kalcium-magnézium-vastaitalmú monoklin oiroxént, 5-25% főként spinell-10 15 20 szerkezetű oxidot, valamint 0-10% egyéb három vegyértékű főként Fe2 0 3 -módosulatokat magában foglaló kristálytársulásokat tartalmazó 0,1-20 mm szemcseméretű kristályokból álló terméket 100 C*/óra alatti sebességgel lehűtjük. A mesterséges magmás kőzet előállítására használt alapanyagot külső hőkezeléssel és/vagy az alapanyagban lévő éghető anyagrész elégetéséből képződő hő felhasználásával olvasztjuk meg. Célszerűen a kőszenet salakolvasztásos ciklonkazánban elégetjük és a mesterséges kőzet megfelelő összetételének kialakításához szükséges adalékanyagokat az égéstérbe való beadagolás előtt vagy azután adjuk a kőszénhez, majd a képződött salakolvadékot a kazánból közvetlenül a mesterséges kőzet előállítási folyamatába visszük. A kündulóanyag előírt kémiai összetételének kialakítására adalékanyagként természetes magmás kőzeteket, a vas-, titán és magnéziumtartalom növelésére wehrlitet, bazaltot; diabázt, vagy bazalttufát, az alkálioxidok mennyiségének növelésére fonolitot vagy trachtitot, az alkálioxid- és Si02 -tartalom növelésére aplitot, riolittufát és földpátot, a kétértékű fémoxid, mint kalcium és magnéziumoxidtartalom növelésére üledékes kőzetet, mint mészkövet, dolomitot vagy márgát, az «• aluminium- és vastartalom növelésére bauxitot vagy vörösiszapot használunk. Ezeknek átlagos kémiai összetétele a következő: Wehrlit Bazalt Diabáz Fonolit Trachit Applit Riolittufa Dolomit Dachsteini mészkő Bauxit Vörösiszap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 SiD2 31,25 43,18 48,48 58,36 65,25 77,47 67,77 0,50 3,2 7,81 13,0 6 5 Ti02 12,06 3,59 1,70 — 0,70 0,01 0,32 _ 0,06 13,0 6 5 Al2 0 3 4,43 9,86 15,06 21,82 14,23 12,62 15,53 0,50 1.00 49,73 16,6 Fes O, 4,32 7,21 2,70 3,00 5,04 0,50 2,17 0,00 20,60 39 6 FeO 24,95 6,00 8,19 1,08 0,33 0,59 0,49 0.36 MnO 0,44 -0,09 -— 0,03 0,06 0,2 1 2 MgO 14,85 11,56 6,28 1,40 0,27 nyom. 0,71 20,30 2,90 0,40 0,2 1 2 CaO 4,50 11,32 9,92 1,64 0,71 0,12 2,53 30,64 49,90 1,12 1 4 Na2 0 0,40 2,24 3,89 7,26 3,56 2.23 2,45 0,43 11,2 Ft2 0 0,10 1,19 0,27 2,05 6,07 4,88 3,00 11,2 P2 0, 0,01 0,71 0,25 0,71 nyom. H2 0 2,07 1.99 2,08 0,24 H2 0-1,27 0,94 0,83 1,55 co; SrO 0.03 0,19 42,0 S03 1,2 Izz.v. 2,85 2,53 5,53 47,19 9,8 Az olvasztási hőmérséklet, a viszkozitás és a kristályosítási hőmérséklet csökkentésére aluminiumoxidra túltelített alapanyag alkalmazása esetén fluor- és/vagy karbonáttartalmú anyagokat, mint kriolitot (Na2 AlF í ), fluoritot (CaF 2 ), illetőleg kalcium-, magnézium-, nátrium- vagy káliumkarbonátot, mészkövet, dolomitot, ankeritet, szideritet, karbonátos mangánércet, továbbá timföldgyártási vörösiszapot adagolunk. A termék fényét és a felület reflexióját befolyásoló adalékanyagként az olvadékhoz vas- és titán-tartalmú adalékanyagokat, mint vörösiszapot vagy wehrlitet adunk a keverék súlyára számítva 5%-ban. A termék kristályosítását a következő módon végezzük: Az 1500-1400 C* között kigázosított olvadékot pl. 1350 C* hőmérsékleten formába öntjük, célszerűen akként, hogy az öntő teret a benne elhelyezett formával az olvasztó tér alatt helyezzük el és az olvadékot az olvasztótér billentésével, vagy az olvasztótér lefolyó, csapolónvílásába helyezett dugó elmozdításával öntjük az alsó térbe. Ez után a berendezés technikai mcgold^ától függően vagy az öntó'tér hőmérsékletet hirtelen csökkentjük, durvább, kristályméret kialakítása esetén 1300-1200~°C-ra, finomabb, apróbb kristályokból álló kőzet előállításakor 1200-1150 2 55 60 65 70 75 *C-ra. Alternativ megoldás szerint alagútkemencébén való hőkezelés esetén az olvadékot tartalmazó formát a fentiekben megfelelő hőmérsékletű térbe mozgatjuk át. A már említett kémiai összetételtől és a kívánt kőzetszövettől függően apró vagy nagykristályos kőzet esetén a kristályosítási idő 0,5-6 óra között változhat. A kristályosítás célszerűen elvégezhető úgy is, hogy az olvadékot az 1350* C öntési hőmérsékletről 1-2 óra alatt folytonosan hűtjük le 1150-1200* C-ig. Ilyenkor a kristályosítási idő hosszabb és a keletkezett kristályok méretei nagyobbak, mint ha az olvadékot hirtelen lehűtjük a megadott hőmérsékletre és ott rövidebb ideig tartjuk. A kémiai összetétellel és az hőkezeléssel a keletkezett kőzet ásványos összetételét is befolyásolni lehet, mert a plagioklász földpátok sorában az albit (NaAl Si3 O t ) SiG 2 tartalma 68,2%, míg a legbázisosabb anortitban (CaAl2 Si 2 0,> ez csak 43,3%. A kristályosítási hőmérséklet szempontjából pedig az albitos összetétel az alacsonyabb az anortitos tagok pedig a magasabb hőmérsékleten kristályosodnak ki. Tehát a kiinduló anyag összetételének ismeretében és/vagy annak igénye szerinti beállításával a kristályosodási hőmérséklettel a kiváló ásványok befolyásolhatók.
