192954. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alacsony égetési hőmérsékletű fehér, vagy tetszésszerintire színezett műszaki kerámiák előállítására
2 192954 3 A találmány tárgya: eljárás alacsony égetési hőmérsékletű műszaki és egyéb kerámiák előállítására kisebb értékű nyersanyagok, ipari hulladékok és melléktermékek felhasználásával. 5 A műszaki kerámia termékek, pl. a sajtolt kisfeszültségű szigetelők és egyéb villamosipari, vagy vegyipari kerámia alkatrészek oly módon készülnek, hogy földpát és kvarc tartalmú kőzetek golyósmalomban 100 mikro- 10 méterre való aprításával előállított sovány-anyag zagyot mintegy 50 tómeg% kaolin iszappal (száraz anyagra számolva) összekeverik, ezt porlasztásos szárítás során granulálják és ebből olajos víz hozzákeverésével 15 présmasszát állítanak elő. Ebből a présmasszából nyerstermékeket készítenek, ezt szárítják és végül 1300- -1350 °C hőmérsékleten kiégetik. Más előkészítési módnál a sovány-anyag zagy és kao- 20 lin iszap keverékét szűrőprésen víztelenítik, majd vákuumpréselik. Az így előállított maszszából plasztikus formázási eljárásokkal, (extrudálással, korongolással) és faragással nyersterméket állítanak elő, melyet az előbbi- 25 hez hasonló módon szárítanak és égetnek. A nyers terméket égetéskor égető tokba kell helyezni, amelynek anyaga a magas égetési hőmérséklet miatt a drága szilíciumkar bid. Az égetés fajlagos energiaigénye 20-25 MJ/kg. 30 (Singer F., Singer S., Industrielle Keramik, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg 1969. Tamás F. Szilikátipari Kézikönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1982.) A találmány célja az importból származó 35 kaolinfajták legalább 50 tömeg%-ának helyettesítése hazai természetes kőzetekkel, ipari hulladékanyagokkal, illetve melléktermékekkel és ebből a nyersanyagból a hagyományos égetési technológiához viszonyítva, alacso- 40 nyabb hőmérsékleten, oxidáló atmoszférában, 1250 °C alatti hőmérsékleten tőmőrre égethető fehér, illetve oxidos pigmentek bekeverésével színes termék előállítására szolgáló eljárás kidolgozása. 45 A találmány szerinti célkitűzés megvalósítása érdekében a felhasznált nyersanyagok tulajdonságai közül a szerkezet jellemzőiből indultunk ki. A gránitok földpátjainak hidroterminális bomlásából származó kaolin olyan 50 szerkezetű, hogy a kovasavas réteget Al(OH)3 réteg követi hálószerű szerkezetben ismétlődőn. Ez a nagy víztartalmú szerkezet alkalmas a duzzadásra és zsugorodásra szárításnál, égetésnél, és ez biztosítja a feldől- 55 gozásnál nélkülözhetetlen plaszticítást, formálhatóságot. A vulkanikus kitörések hő és nyomásviszonyai azonban a kőzet szerkezetét nem mindig kímélik, a hidroxidos kötések részben 00 oxiddá alakulnak. Az ezt követő hidroterminális bomlás után keletkezett kaolinok pl. a hazánkban található kaolinok nem vagy nem eléggé plasztikusak, jelentős az amorf SÍO2 tartalmuk, ami csökkenti plaszticitásukat, 65 mert nincs beépülve a kristály szerkezetébe. Ennek ellensúlyozására viszont alacsonyabb hőmérsékleten égethetók és zsugorodásuk is kisebb, ami viszont alkalmazási szempontból előnyös. Magyarországon számos olyan vulkanikus anyagból képződött agyagásvány ismeretes, amely amorf kovasavat tartalmaz, de ezeket az anyagokat eddig csak kis mennyiségben, legfeljebb 15 tömeg%-ban tudták az import kaolinhoz adagolni. Azt tapasztaltuk, hogy ha a részben amorf kovasav - alumíniumoxid, hidroxid-kovrtsav réteges kaolinhoz nátriumot és kalciumot tartalmazó és ezért duzzadó montmorillonitot, illetőleg még/vagy káliumot tartalmazó illitet adagolunk, még földpát helyett is, akkor megnöveljük az elegy plaszticitását, amelyet a szokásosnál finomabb őrléssel addig fckozunk, hogy jól feldolgozható nyersanyag keveréket állítsunk elő, amely ráadásul alacsonyabb hőmérsékleten is égethető ki, mint anit kizárólag plasztikus kaolinból állítanak elő. A 100-150 °C-kal alacsonyabb égetési hőmérséklet, mintegy 10% energia megtakarítással jár, emellett az import szilíciumkar bid helyett, hazai gyártású kordierit anyagú égető tok alkalmazható. A találmány szerint az alapkeveréket az alábbi három, illetve kétféle kőzettípusból állítjuk össze: királyhegyi kaolin: a) kvarc, kaolinit, amorf SÍO2 (továbbiakban QKA), melynek ásványos összetétele: kvarc 40-50 tömeg% kaolinit 30-40 tömeg% amorf SÍO2 £-10 tömeg% illetve oxidos összetétele: SÍO2 68-78 tömeg%, AIíOí 12-20 törne g% FeíCb 0,1-2,0 tömeg% alkálioxid 0,2-1,0 tömeg%. Természetes előfordulású kőzettípus pl. a fűzérradványi illites nemesagyag: b) illit, kvarc, amorf ásvány, továbbiakban IQA, ásványos összetétele: illit 70-95 tömeg% kvarc 5-10 tömeg% amorf SÍO2 5-20 tömeg% illetve oxidos összetétele: SÍO2 52-65 tömeg% Al2O3 20-33 tömeg% Fo20a C,2—1,5 tömeg% alkálioxid 4,5-8,5 tömeg% Természetes előfordulású kőzettípus pl. Rátkai pettyes nemesagyag: c) kaolinit, montmorillonit, kvarc, továbbiakban KMQ ásványos összetétele: kaolinit 20-35 tömeg% montmorillonit 15-30 tömeg% kirarc 30-45 tömeg% illetve oxidos összetétele: SÍO2 63-73 tömeg% AI2O3 15-23 tömeg% 3
