184824. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 45-90% Al2O3 (a 2-es és a 3-as alul kis indexek) tartalmú tűzálló samott őrlemény előállítására vastatanított bauxitból
1 184 824 2 A találmány tárgya 54-90% A1203 tartalmú égetett darabos samott alagútkemencében történő előállítására szolgáló eljárás, vastalanított bauxitból, szükség esetén tűzálló agyag és/vagy őrölt timföld hozzáadásával. Az alumíniumszilikát tűzálló anyagok egyik alapanyaga az égetett samott. Ennek előállítása a nyers agyag égetésével történik aknás vagy forgó kemencékben. Újabban, az alacsonyabb energiaszükséglet miatt terjed az alagútkemencék alkalmazása az égetett samott égetéséhez (W. Schröder, W. Georg: Ber. Dt. Keram. Ges. 55 (1978), N-9, 452-454. old.). Az agyagok égetése során elérhető legnagyobb Al203 tartalom (általában 45%-ig) csak akkor biztosítható, ha az agyag természetes alumíniumhidroxidokat is tartalmaz (hidrargilit, boehmií). Ismeretes továbbá, hogy a tüzállóipar mind nagyobb mennyiségekben igényel nagy A1203 tartalmú alapanyagokat. Ezek lehetnek: a sziliimanit csoportjába tartozó természetes ásványok (sziliimanit, andaluzit, kianit), mesterséges égetett mullit (J. P. Kiehl: Bér. Dt. Kér. Ges. 40 (1963) N-5, 332-336. old.), olvasztott mullit, égetett bauxit (N. Nameishi és tsai: Refractories (japán), 1979. N-l 49-51. old.). A tűzállóipar által használt égetett bauxitnak azonban nem lehet nagy a Fe203 tartalma: a megkívánt tartalom: 1-1,5%, iparilag felhasználható tartalom: 3%-ig, nagyon korlátozott területeken felhasználható még a 3-4% Fe203 tartalmú, a 4%nál nagyobb Fe203 tartalmú égetett bauxit a tűzái- Ióiparban már nem használható fel. Mivel a vasszegény bauxitok előfordulása jóval ritkább, mint a vasas bauxitoké, az égetett bauxit termelése is csak néhány előfordulásból származó bauxitra korlátozódik. A kitermelt bauxit égetése különféleképpen történhet: forgókemencékben darabosan, forgó vagy aknás kemencékben előhomogenizálás és brikettálás után. Nem lehetséges azonban a bauxitok égetése a legalacsonyabb energiaigényű alagútkemencékben, ui. a formázáshoz szükséges plaszticitással és kötőképességgel a bauxitok általában nem rendelkeznek. Méréseink azt mutatták, hogy azok a bauxitok, melyek agyagtartalma elegendő volt azok plasztikus formázásához - szárítás után megrepedeztek, szétestek. A kevés számú, épségben maradt próbadarab azonban szétesett az égetés során, ami a kezeletlen bauxit alagútkemencés égetését lehetetlenné teszi. Ismeretes, hogy a tüzállóipari célokra fel nem dolgozható bauxitokból is előállíthatok alacsony vastartalmú bauxitok, ha a nyers (őrölt) bauxitot savval kezeljük. (179 799 számú magyar szabadalmi leírás.) A savazás során a bauxitok kiinduló 4-22% Fe203 tartalma a tüzállóipari igényeket kielégítő 1—1,5%-ra csökkenthető, miközben a vasvegyületek vízoldható sók formájában az anyagból kimoshatókká válnak. Felismerésünk szerint, a szervetlen savakkal kezelt bauxit szerkezete jelentős változáson megy keresztül. A vasvegyületek kimosása után viszszamaradó bauxit jelentős mennyiségű komplex vegyületet tartalmaz (a szervetlen sav jellegétől függően: hidroxikloridot, hidroxiszulfátot, hidroxinitrátot). Megváltozik az alumíniumtartalmú ásványok mennyisége: jelentősen megnő a gibbsit, csökken a boehmit mennyisége. De megváltozik a bauxit plaszticitása, kötőképessége és viselkedése az 5 égetés során. A savazott vastalanított bauxit, még abban az esetben is, ha annak kiinduló agyagásvány tartalma rendkívül alacsony volt - kellő plasztícitással és kötőképességgel rendelkezik ahhoz, hogy plasztikus vagy félszáraz módon formázható 10 legyen. A szárítás során az ilyen bauxit szilárdsága jelentősen nő, az égetéskor a formázott tömb nem esik szét, és szilárdsága a hőkezelés teljes tartományában kielégitő marad. A savazott bauxit kötőképességének változását 15 az MSZ 12788/6 szerint mértük, azzal a módosítással, hogy adalékanyagként nem mosott kvarchomokot, hanem őrölt timföldet használtunk (fajlagos felülete Blaine-féle módszerrel mérve 9940 cm2/g). A kezeletlen és a savazott bauxit hajlítószilárdságá- 20 nak alakulását szemlélteti az 1. táblázat. /. táblázat 25 30 35 40 45 Bedolgo- Szára-Anyag megnevezése Z*ÍSÍ VÍZ, *>/ /o dási zsugorodás, % Kezeletlen bauxit 21,0 6,70 Kezeletlen bauxit 21,3 6,95 + 5% őrölt timföld Kezeletlen bauxit + 10% őrölt timföld Savazott, majd 22,5 6,80 pH = 6,I-ig mosott bauxit Savazott mosott 23,8 7,70 bauxit + 5% őrölt timföld Savazott mosott 23,2 7,90 bauxit +10% őrölt timföld Savazott mosott 24,0 7,20 bauxit + 20% őrölt timföld Savazott mosott 26,1 6,90 bauxit + 30% őrölt 27,3 5,95 timföld Hajlítószilárdság száradás után, MPa 1,4-1,6 átlag: 1,51 0,7-1,1 átlag: 0,83 nem mérhető 2.1- 2,4 átlag: 2,24 2,*3-2,9 átlag: 2,71 2.1- 2,7 átlag: 2,56 1,6-2,1 átlag: 1,92 1.2- 1,7 átlag: 1,43 50 Látható, hogy míg a kezeletlen bauxit kötőképe,ssége nem éri el az 5%-ot, a savazott bauxit kötőképessége 20-25%. A kötőképesség vizsgálata rámutatott annak lehetőségére is, hogy a savazott 55 bauxitban lévő A1203 : Si02 arányt őrölt timföld, ill. tűzálló agyag vagy kaolin adagolással módosítani lehet. A felsorolt anyagok hozzáadásával a keverék Ti02 tartalma lecsökken (a savazott bauxithoz képest), de csökken a Fe203 tartalom is. Az 60 őrölt timföld adagolásával lehetségessé válik az égetett bauxit Al,0, tartalmának emelése egészen 90%-ig. A tűzálló agyag vagy kaolin adagolása lehetőséget nyújt az égetett bauxit A1203 tartalmának tetszés szerinti szintre történő beállítására: 65 45%-tól 90%-ig. 2
