PL183990B1

PL183990B1 - Sposób wytwarzania sztucznych włókien szklistych i brykiety do wytwarzania sztucznych włókien szklistych

Info

Publication number: PL183990B1
Application number: PL95317854A
Authority: PL
Inventors: Lone M. Sorensen; Vermund R. Christensen; Soren L. Jensen; Hans Hoyer; Thomas Heldgaard; Jorgen Faarborg; Philip Sweeny
Original assignee: Rockwool Int
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 2002-08-30
Also published as: FI964954A0; AU2882695A; EP0767762A1; HU9603438D0; CA2192967A1; GB2303625B; EP0767762B2; WO1995034517A1; FI964952L; HU218046B; EP0765295A1; ES2144130T3; EP0765295B1; ATE178292T1; FI964954L; SK160596A3; ES2129832T3; SK282198B6; ATE191209T1; HU9603444D0

Abstract

1. Sposób wytwarzania sztucznych wlókien szklistych, obejmujacy wytwarzanie brykietów droga ich formo- wania przez sprasowanie zlozonego z czastek materialu nieorganicznego zwiazanego srodkiem wiazacym, w ytw o- rzenie stopu przez stapianie w piecu wsadu mineralnego zawierajacego brykiety lub uformowanego w brykiety, korzystnie przez stopienie samonosnej kolumny ze stalego gruboziarnistego materialu mineralnego zawierajacej brykiety, i formowanie sztucznych wlókien szklistych z tego stopu, znam ienny tym , ze stosuje sie brykiety w y- tworzone przez uformowanie mieszanki zlozonego z czastek materialu nieorganicznego zawierajacego w przeli- czeniu na mase tlenków powyzej 30% SiO2 i co najmniej 20% tlenków metali alkalicznych i/lub tlenków metali ziem alkalicznych, ewentualnie co najmniej czesciow o w postaci odpadowych sztucznych wlókien szklistych, melasy w ilosci 1 do 15% w przeliczeniu na calkowita mase mieszanki, wapna palonego w ilosci 1 do 10% w przeliczeniu na calkowita mase mieszanki i w ilosci 0,1 do 1,2 czesci na 1 czesc w agow a melasy, w ody dodanej oddzielnie i/lub w formie wody zawartej w melasie i/lub czastkach materialu nieorganicznego w ilosci 0,5 do 10% wag. w przeliczeniu na w olna w ode w calkowitej masie mieszanki do prasowania, i ewentualnie w lókien roslin- nych, przy czym te mieszanke pozostawia sie do tezenia pod wplyw em ciepla wywiazanego w egzotermicznej reakcji wilgoci z wapnem, korzystnie przez co najmniej 1/2 minuty, a zw laszcza przez co najmniej 5 minut, a powstala stezala mieszanke prasuje sie w brykiety. 12. Brykiety do wytwarzania sztucznych wlókien szklistych, w postaci brykietów sprasowanych ze zlozonego z czastek materialu nieorganicznego zwiazanego srodkiem w iazacym , znam ienne tym , ze brykiety zawieraja czastki materialu nieorganicznego zawierajacego w przeliczeniu na mase tlenków powyzej 30% SiO2 i co najmniej 20% tlenków metali alkalicznych i/lub tlenków metali ziem alkalicznych, ewentualnie co najmniej czesciow o w postaci odpadowych sztucznych wlókien szklistych, melase w ilosci 1 do 15% w przeliczeniu na calkowita mase brykietów, pochodzacy z wapna palonego wapn liczony jako CaO w ilosci 1 do 10% w przeliczeniu na calkowita mase brykietów i w ilosci 0,1 do 1,2 czesci na 1 czesc w agow a m elasy, w ode dodana oddzielnie i/lub w formie wody zawartej w melasie i/lub czastkach materialu nieorganicznego, i ewentualnie wlókna roslinne. PL

Description

Przedmiotem wynalazku są sposób wytwarzania sztucznych włókien szklistych i brykiety do wytwarzania sztucznych włókien szklistych.

Sztuczne włókna szkliste zwane są w skrócie włóknami MMV od angielskiej nazwy Man Made Vitreous Fibres.

Znanych jest wiele sposobów wytwarzania kształtowanych, związanych bryłek ze złożonego z cząstek materiału mineralnego. Przykładowo rudę mineralną można poddać pastylkowaniu przez bębnowanie ze środkiem wiążącym w obecności wilgoci, a formowane brykiety możną wytwarzać różnymi technikami. Ogólny przegląd takich technik formowania przedstawił John D. Higginbotham na spotkaniu w Seattle, USA, w październiku 1993, w referacie zatytułowanym Molasses as an Enviromentally Acceptable Briquette and Agglomerate Binder. W referacie tym autor dokonał przeglądu zastosowania np. skrobi, polialkoholu winylowego, lignosulfonianu, wapna, żywic i melasy jako środków wiążących do brykietowania szeregu nieorganicznych złożonych z cząstek materiałów.

W szczególności autor referatu podał, że melasę zastosowano do brykietowania węgla, jednak uzyskiwano niską wytrzymałość początkową, jeśli właściwości użytkowych nie poprawiano za pomocą dodatku, i że w wyniku zastosowania melasy z wapnem uzyskuje się wzrost wytrzymałości początkowej, ale otrzymuje się brykiety o zmniejszonej wytrzymałości po prowadzonym następnie utwardzaniu w piecu. Opisał zastosowanie kwasu fosforowego jako dodatku poprawiającego właściwości użytkowe melasy, z tym że zbadał również różne inne dodatki. Stwierdził, że jeśli ligninę zastosuje się do aglomeracji sadzy, zaczyna się ona rozkładać w 250°C, natomiast melasa wytrzymuje temperaturę 300°C. Podał także, że można przeprowadzić aglomerację odpadowego pyłu stalowego za pomocą melasy z wapnem jako środka wiążącego, z tym że uzyskane grudki można zastosować jedynie do zawracania pyłu do zasadowego konwertora tlenowego do wytopu rudy żelaza, gdyż w wyższych temperaturach, około 1100°C, w wielkim piecu do wytopu stali będą tworzyć się pyły. Ponadto wydaje się, że środek wiążący z melasy i wapna również zawiera pewną ilość kwasu fosforowego.

Zgodnie z opisem patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 578 110 brykiety z zestawu formuje się z silnie rozdrobnionego materiału nieorganicznego, wody i ewentualnie glukozy, bentonitu lub innego materiału jako materiału wiążącego, po czym ogrzewa się je w piecu przez 1/2-3 godziny. Otrzymane brykiety stapia się w wannie uzyskując stop szkła. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 970 924 sole kwasu lignosulfonowego stosuje się jako środek wiążący w procesie pastylkowania zestawu do wytwarzania włókna szklanego. Sposób ten nie obejmuje zatem wytwarzania brykietów na drodze formowania. Intencją tego rozwiązania było uzyskanie szybszego i równomierniejszego topienia się pastylek, a ponadto lepsza wymiana ciepła w stopionym zestawie. Brykiety i pastylki w tych dwóch znanych rozwiązaniach dodaje się do stopu, przy czym w czasie topienia nie muszą być one w znaczącym stopniu samonośne.

183 990

W zwykłych piecach do wytwarzania stopu, z którego wytwarza się włókna MMV, stop uzyskuje się przez stapianie w piecu samonośnej kolumny stałego gruboziarnistego materiałU mineralnego. Taki stały gruboziarnisty materiał może stanowić surowa pokruszona skała, z tym że często są to brykiety wytworzone z drobniejszego złożonego z cząstek materiału mineralnego. Kolumna musi być samonośna, aby utrzymać stały materiał nad stopem znajdującym się u spodu pieca. Z tego względu jakiekolwiek brykiety znajdujące się we wsadzie powinny zachowywać zwartość przy ogrzewaniu prawie do temperatury topnienia (która przewyższa 1000°C). Rozpad brykietów w niższej temperaturze, rzędu zaledwie kilkuset °C, jest niewskazany, gdyż brykiety będą rozpadać się na proszek, a kolumna gruboziarnistego materiału będzie wykazywać skłonność do zapadania się, co spowoduje wzrost oporu przy przepływie powietrza używanego do spalania, wzrost ciśnienia i wahania ciśnienia przy dnie zakłócające wypływ stopu przez wylot.

Tak więc brykiety muszą być odporne termicznie w tym sensie, że muszą one zachowywać swą strukturę możliwie jak najdłużej podczas ogrzewania w piecu aż do temperatury topnienia. Konieczne jest także, aby brykiety można było wytwarzać w prosty sposób z wyeliminowaniem długotrwałego (kilkudniowego) utwardzania niezbędnego w przypadku hydraulicznych środków wiążących. Pożądane byłoby również, aby brykiety wykazywały wysoką wytrzymałość początkową, to znaczy wskazane jest, aby można było manipulować brykietami wkrótce po ich wytworzeniu, bez jakiegokolwiek procesu utwardzania i bez obawy o przedwczesny rozpad brykietów.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 976 162 brykiety wytwarza się stosując mieszaninę iłu (takiego jak bentonit) i skrobi. Choć może to zapewnić odpowiednią wytrzymałość początkowa i wytrzymałość w piecu (z uwagi na obecność iłu), układ ten wydaje się niezadowalający i nie został powszechnie wykorzystany. Odpowiednią odporność cieplną i wytrzymałość osiąga się natomiast zazwyczaj przez wiązanie brykietów z użyciem spoiwa hydraulicznego, zwykłe cementu.

Zastosowanie układów hydraulicznych środków wiążących daje zadowalające wyniki, lecz wykazuje pewne wady. Jedną z wad jest to, że proces jest stosunkowo powolny, gdyż po uformowaniu wilgotnej mieszanki i jej ukształtowaniu należy ją pozostawić do utwardzenia na kilka dni.

Kolejna wada wynika z faktu, że złożony z cząstek materiał musi być stosunkowo gruboziarnisty, jeśli pragnie się uzyskać zadowalającą wytrzymałość przy stosowaniu zwykłych środków wiążących, takich jak cement. Przykładowo zazwyczaj stosuje się co najmniej 10% wagowych cząstek o wielkości powyżej 2 lub nawet 5 mm, a często 30% cząstek o wielkości powyżej 1 mm. Nie uzyskuje się zadowalających wyników w przypadku spoiwa hydraulicznego i innych zwykłych środków wiążących przy stosowaniu równomiernych pod względem wielkości, drobnych cząstek, np. poniżej 1 mm. W związku z tym, że kompozycja musi stopić się w piecu w określonym czasie, skład stosunkowo gruboziarnistych cząstek musi być taki, aby stopiły się one gwałtownie w temperaturze pieca i/lub należy zastosować dodatkowo topnik. Trudno jest uzyskać opłacalne ekonomicznie, stosunkowo gruboziarniste materiały lub mieszanki, które spełniałyby wszystkie te wymagania, zwłaszcza w przypadku gdy pożądane jest, aby stop zawierał mało tlenku glinu, gdyż wiele materiałów o małej zawartości tlenku glinu zawiera bardzo małe cząstki i wykazuje wysoką temperaturę topnienia.

Inną wadąjest to, że obecność hydraulicznego środka wiążącego zmienia wynik analizy elementarnej końcowego stopu i włókien. Przykładowo cement lub ił zawsze wprowadzają tlenek glinu do brykietów, co jest niepożądane gdy brykiety mają być zastosowane do wytwarzania włókien o niskiej zawartości tlenku glinu.

Wiadomo, że rozpuszczalność włókien mineralnych w fizjologicznych roztworach soli można zwiększyć odpowiednio dobierając skład stopu. Na ogół najlepsze wyniki przy pH 7,5 uzyskuje się przy zawartości glinu w stopie, liczonego jako tlenki, poniżej 3 lub 4% (a korzystnie nie więcej niż 1 lub 2% wag. AĘO3). Tak więc gdy jest wymagana rozpuszczalność biologiczna w roztworze soli o pH 7,5, materiał mineralny do wytwarzania brykietów i jakikolwiek inny dodatkowy materiał, który znajduje się we wsadzie, należy dobrać tak, aby zapewnić zarówno wymaganą niską zawartość glinu, jak i wymagane odpowiednie właściwości

183 990 stopu. Wsad musi zatem dawać stop o odpowiedniej temperaturze topnienia i charakterystyce lepkościowej, co zapewnia odpowiednie właściwości włóknotwórcze tego stopu.

Wiele minerałów, które można by skądinąd uznać za przydatne do wytwarzania włókien MMV o niskiej zawartości AI2O3, zawiera tak dużo tlenku glinu, że nawet w przypadku zastosowania samych tylko tych minerałów ostateczna analiza włókien MMV wykazałaby zawartość tlenku glinu powyżej 3 lub 4%, czyli pożądanej wielkości granicznej. Fakt, że w praktyce jest konieczne dodawanie także zwykłego nieorganicznego środka wiążącego do brykietów, takiego jak cement albo alkaliczny żużel lub ił, wprowadza dalsze ograniczenia odnośnie możliwości stosowania złożonych z cząstek minerałów.

Nieoczekiwanie okazało się, iż tych niedogodności związanych ze znanymi rozwiązaniami można uniknąć dzięki zastosowaniu sposobu wytwarzania sztucznych włókien szklistych według wynalazku, w którym to sposobie stosuje się specjalnie przystosowane do tego celu brykiety, który to nowy produkt także stanowi przedmiot wynalazku.

Zgodny z wynalazkiem sposób wytwarzania sztucznych włókien szklistych, obejmujący wytwarzanie brykietów drogą ich formowania przez sprasowanie złożonego z cząstek materiału nieorganicznego związanego środkiem wiążącym, wytworzenie stopu przez stapianie w piecu wsadu mineralnego zawierającego brykiety lub uformowanego w brykiety, korzystnie przez stopienie samonośnej kolumny ze stałego gruboziarnistego materiału mineralnego zawierającej brykiety, i formowanie sztucznych włókien szklistych z tego stopu, charakteryzuje się tym, ze stosuje się brykiety wytworzone przez uformowanie mieszanki złożonego z cząstek materiału nieorganicznego zawierającego w przeliczeniu na masę tlenków powyżej 30% SiO2 i co najmniej 20% tlenków metali alkalicznych i/lub tlenków metali ziem alkalicznych, ewentualnie co najmniej częściowo w postaci odpadowych sztucznych włókien szklistych, melasy w ilości 1 do 15% w przeliczeniu na całkowitą masę mieszanki, wapna palonego w ilości 1 do 10% w przeliczeniu na całkowitą masę mieszanki i w ilości 0,1 do 1,2 części na 1 część wagową melasy, wody dodanej oddzielnie i/lub w formie wody zawartej w melasie i/lub cząstkach materiału nieorganicznego w ilości 0,5 do 10% wag. w przeliczeniu na wolną wodę w całkowitej masie mieszanki do prasowania, i ewentualnie włókien roślinnych, przy czym tę mieszankę pozostawia się do tężenia pod wpływem ciepła wywiązanego w egzotermicznej reakcji wilgoci z wapnem, korzystnie przez co najmniej 1/2 minuty, a zwłaszcza przez co najmniej 5 minut, a powstałą stężałą mieszankę prasuje się w brykiety.

Zgodne z wynalazkiem brykiety do wytwarzania sztucznych włókien szklistych, w postaci brykietów sprasowanych ze złożonego z cząstek materiału nieorganicznego związanego środkiem wiążącym, charakteryzują się tym, że brykiety zawierają cząstki materiału nieorganicznego zawierającego w przeliczeniu na masę tlenków powyżej 30% SiO2 i co najmniej 20% tlenków metali alkalicznych i/lub tlenków metali ziem alkalicznych, ewentualnie co najmniej częściowo w postaci odpadowych sztucznych włókien szklistych, melasę w ilości 1 do 15% w przeliczeniu na całkowitą masę brykietów', pochodzący z wapna palonego wapń liczony jako CaO w ilości 1 do 10% w przeliczeniu na całkowitą masę brykietów i w ilości 0,1 do 1,2 części na 1 część wagową melasy, wodę dodaną oddzielnie i/lub w formie wody zawartej w melasie i/lub cząstkach materiału nieorganicznego, i ewentualnie włókna roślinne.

Wytwarzanie brykietów z mieszanki, w której spoiwo stanowi melasa zaktywowana in situ przez wapno ulegające reakcji egzotermicznej pod wpływem zawartej w mieszance wilgoci, pozwala na uzyskanie brykietów o nieoczekiwanie dużej trwałości, a więc łatwych w manipulacji i zdolnych do tworzenia w piecu stapiającym samopodtrzymującej się kolumny wsadu.

Brykiety można formować ze złożonych z cząstek materiałów nieorganicznych zwykle stosowanych do formowania brykietów do wytwarzania włókien MMV, choć mogą to być materiały drobniejsze od stosowanych zazwyczaj, a ponadto w razie potrzeby dostarczać mniejszą ilość tlenku glinu. Złożony z cząstek materiał nieorganiczny, z którego wytwarza się brykiety, a także cały wsad można dobrać tak, aby uzyskać włókna o pożądanym składzie.

Zazwyczaj mieszanka, z której wytwarza się brykiety zawiera znaczące ilości SiO2 i tlenków metali ziem alkalicznych i/lub metali alkalicznych (oznaczanych wagowo jako tlenki). Ta ilość SiO2 wynosi zazwyczaj powyżej 30%, a często co najmniej 38 lub 40%. Całko6

183 990 wita ilość tlenków metali ziem alkalicznych i/lub metali alkalicznych wynosi zazwyczaj co najmniej 20%, a korzystnie ponad 30%. Szczególnie korzystnie ilość CaO + MgO wynosi od 20 do 50%, a ilość CaO często wynosi od 10 do 35%. Mieszanka może również zawierać tlenki metali wielowartościowych, takie jak FeO, AbCO i TiO2, w ilości ponad 1%. Ilość takich tlenków metali wielowartościowych może wynosić nawet np. 35 lub 40%, z tym że często wynosi poniżej 15 lub 20%. Gdy pożądana jest wysoka rozpuszczalność przy pH 7,5, ilość ta wynosi zazwyczaj poniżej 10%, a korzystnie poniżej 5%, a ilość AbOO w brykietach wynosi korzystnie poniżej 4%, a najkorzystniej poniżej 2%. Łączna ilość Na2O i K2O wynosi zazwyczaj nie więcej niż 6%, a korzystnie poniżej 4%. Łączna zawartość FeO + MgO + CaO wynosi korzystnie poniżej 50%. Skład całkowitego wsadu może również odpowiadać tym zakresom. Korzystny skład wsadu tego typu to 45 - 60% SiO2, 0,5 - 4% AbO.3, 0,1 - 4% TiO2, 5 - 12% FeO, 10 - 25% CaO, 8 - 18% MgO, 0 - 4% Na2O, 0 - 2% K2O, 0 - 6% Na₂O + K2O, 2 - 10% P2O5 i 0 -10% innych składników.

Wynalazek można również zastosować do wytwarzania włókien MMV o wyższej zawartości AhOs, np. do 30%. Skład nowych brykietów może również odpowiadać tym samym zakresom.

Korzystna kompozycja do wytwarzania włókien i ewentualnie brykietów zawiera 32 - 48% SiO2, 10 - 30% A2O3, 10 - 30% CaO, 2 - 20% MgO, 2 - 15% FeO, 0 - 10% Na2O + K2O, 0 - 6% TiO2, 0 - 16% P2O5 + B 2O3 i 0 -15% innych składników. Zazwyczaj ilość AbOb wynosi ponad 18%, ale może być niższa, nawet jeśli ilość P2O5 +B2O3 wynosi zwykle co najmniej 1%. Korzystnie zawartość SiO2 wynosi 34 - 45%, AbO3ł9 - 28%, CaO 14 - 25%, a MgO 5 - 15%. Zawartość SiO2 + AI2O3 wynosi często 60 - 75%, a korzystnie 61 - 63%. Korzystna lepkość kompozycji wynosi w 1400°C 10 - 70 P, a szybkość rozpuszczania co najmniej 20 mm/dzień gdy pomiar wykonuje się przy pH 4,5.

Złożonym z cząstek materiałem nieorganicznym stosowanym do wytwarzania brykietów może być pokruszony materiał mineralny lub materiał mineralny występujący w naturze w postaci drobnych cząstek. Do odpowiednich materiałów należą składniki wysokotopliwe, takie jak kwarc, piasek oliwinowy, wapień, dolomit, rutyl, boksyt, ruda żelaza, magnezyt, magnetyt i brucyt. Można także zastosować inne znane składniki do wytwarzania brykietów na włókna MMV, takie jak inne produkty skalne i mineralne, np. diabaz lub bazalt, albo produkty żużlowe. Do odpowiednich drobnoziarnistych składników należą np. miał kamienny, taki jak miał żużlowy powstający zazwyczaj przy przygotowywaniu minerałów do produkcji stopu mineralnego, stłuczka szklana i zużyty piasek formierski.

Złożony z cząstek materiał nieorganiczny mogą także stanowić różne odpadowe materiały włókniste typu MMV, np. odpad z procesu wytwarzania włókien lub niewykorzystany lub odpadowy produkt finalny. Do takich materiałów należy także odpad przędzalniczy z procesu przędzenia i z garnka przędzalniczego, sucha odpadowa wełna w postaci odpadowych utwardzonych wyrobów włóknistych, takich jak odpadowe części płyt, wałków, sekcji rur itp., wilgotna odpadowa wełna nie utwardzona z powodu przerw w procesie wytwarzania i innych przerw w produkcji, oraz maty filtracyjne. Przed opracowaniem wynalazku często nie można było wykorzystać odpadu mMv w znaczących ilościach.

W przeciwieństwie do znanych sposobów realizowanych z użyciem hydraulicznego środka wiążącego, w których do mieszanki trzeba wprowadzać znaczącą ilość gruboziarnistego materiału dla uzyskania brykietów o odpowiedniej wytrzymałości, w sposobie według wynalazku nie jest to konieczne, zatem złożony z cząstek materiał zasadniczo stanowi materiał zawierający mniejsze cząstki niż stosowane w przypadku zwykłych brykietów do produkcji włókien MMV. Jakkolwiek można z powodzeniem zrealizować wynalazek stosując złożony z cząstek materiał zawierający co najmniej 90% cząstek o wielkości poniżej 2 mm, to korzystnie wielkość cząstek złożonego z cząstek materiału jest niższa. Przykładowo zazwyczaj co najmniej 98%, a korzystnie 100% wagowych stanowią cząstki o wielkości poniżej 2 mm. W szczególności korzystnie co najmniej 80%, np. 50-80%, stanowią cząstki o wielkości poniżej 1 mm, a najkorzystniej poniżej 0,5 mm. Może być pożądana obecność pewnej ilości gruboziarnistego materiału, np. co najmniej 20% cząstek o wielkości powyżej 1 mm. Złożony

183 990 z cząstek materiał zawiera często głównie cząstki o wielkości powyżej 0,1 mm, a zwykle głównie o wielkości powyżej 0,2 mm.

Z zastosowaniem takich stosunkowo drobnych cząstek związane są dwie znaczące zalety. Po pierwsze umożliwia to przy takim samym czasie przebywania i warunkach temperaturowych w piecu szybsze stopienie niż to jest możliwe w przypadku zwykłych materiałów gruboziarnistych, a ponadto można zastosować materiały o wyższej temperaturze topnienia. Przykładowo co najmniej 70% wagowych składników materiału nieorganicznego mogą stanowić materiały o temperaturze topnienia ponad 1450°C. Po drugie można zastosować materiały o niskiej zawartości A^Oa lub inne materiały łatwo dostępne w postaci drobnych cząstek, a zwłaszcza piasek. Dzięki temu w razie potrzeby całość złożonego z cząstek materiału w brykietach może zgodnie z wynalazkiem stanowić piasek. Mała wielkość cząstek powoduje również ograniczenie do minimum lub wyeliminowanie stosowania topników, dzięki czemu unika się narzucanych przez nie ograniczeń odnośnie doboru składu chemicznego.

Materiały mineralne stosowane do wytwarzania brykietów będzie się dobierać na podstawie żądanego składu chemicznego i wymaganej charakterystyk) topienia się. Zazwyczaj poniżej 75%, a często poniżej 20% wagowych składników brykietów topi się w 1250°C, z tym że zazwyczaj brykiet ulega stopieniu w całości w 1300°C, a często w 1375°C.

Jest zaskakujące, że zastosowanie palnego materiału organicznego, czyli melasy, może przyczynić się do uzyskania układu wiążącego, który w znaczącym stopniu zachowuję wytrzymałość do temperatury powyżej 1000°C lub około 1100°C. Wydaje się, że mogą występować pewne współoddziaływania pomiędzy melasą i mieszaniną pierwiastków z natury występujących w złożonym z cząstek materiale nieorganicznym, który znajduje się w wilgotnej mieszance poddawanej prasowaniu.

Przez określenie środka wiążącego jako melasy należy rozumieć samą melasę lub produkty reakcji melasy z dodatkami. Melasa wraz z dodatkami, które reagują z melasą korzystnie stanowi co najmniej 30%, a zwykle co najmniej 60% suchej masy całego układu wiążącego w obecnego w brykietach. Dodatkiem wchodzącym w reakcję z melasą może być aktywator boranowy lub fosforanowy, korzystnie kwas fosforowy lub np. fosforan sodu lub wapnia. Jednak korzystnym aktywatorem melasy jest samo wapno, korzystnie zasadniczo bez dodanego fosforanu, kwasu fosforowego lub boranu. Stosowanie fosforanu może być jednak korzystne, gdy pożądane są włókna zawierające fosfor.

Jako melasę można stosować dowolną znaną melasę. Zawiera ona zazwyczaj około 45 55% cukrów, 5 - 15% minerałów, 20 - 30% wody i 5 - 20% innych składników organicznych. Choć nie jest to zazwyczaj konieczne, w razie potrzeby melasa może zawierać więcej wody w takim przypadku ilość stosowanej melasy można proporcjonalnie zwiększyć w stosunku do ilości podanej poniżej. Całkowita zawartość melasy wynosi zazwyczaj od 1 do 15%, często od 2 lub 3 do 8%, a najkorzystniej około 5% w przeliczeniu na całkowitą masę mieszanki.

Ewentualnie można zastosować dodatkowy środek wiążący, który zazwyczaj wprowadza się w postaci mieszaniny z melasą, względnie przed lub po dodaniu melasy. Może to być środek nieorganiczny lub organiczny. Przykładowo melasę można stosować w połączeniu z takim organicznym środkiem wiążącym jak skrobia, sztuczna żywica, np. fenolowoformaldehydowa, albo lignina (korzystnie lignosulfonian wapnia).

Jak wspomniano, korzystnie środek wiążący stanowi jednak sama melasa i jest ona aktywowana wapnem, pod nieobecność jakichkolwiek innych dodanych aktywatorów.

Wapno można stosować w postaci tlenku wapnia lub wodorotlenku wapnia, np. jako wapno palone, wapno niegaszone lub wapno hydratyzowane.

Wapno stosuje się korzystnie w ilości od 50 do 150% ilości stechiometrycznej niezbędnej do zajścia reakcji między cukrami w melasie i wapniem z wytworzeniem kompleksu cukier-wapń. Tak więc wapno, liczone jako CaO, stosuje się zazwyczaj w ilości co najmniej 0,1 części na 1 część wagową melasy, a zwykle co najmniej 0,5 części. Zazwyczaj ta ilość nie musi wynosić ponad około 0,7 części, z tym że można stosować także 0,9, a nawet 1,2 części.

Zawartość wapna, mierzonego jako CaO, wynosi zazwyczaj od 1 do 10%, a często od do 5% w przeliczeniu na całkowitą masę mieszanki.

183 990

Całkowita zawartość wolnej wody w mieszance w czasie prasowania wynosi zazwyczaj od 0,5 do 10%, korzystnie około 1 - 5%, a najkorzystniej 1 - 3% w przeliczeniu na całkowitą masę mieszanki. Część tej wody pochodzi z melasy, a reszta może być związana ze złożonym z cząstek materiałem nieorganicznym lub może być celowo dodana osobno.

Obok włókien nieorganicznych, czyli odpadowych sztucznych włókien szklistych, pożądane jest wprowadzanie do mieszanki, z której wytwarza się brykiety włókien roślinnych. Do korzystnych włókien roślinnych (w tym drzewnych) należą zwłaszcza włókna papierowe, włókna z wodorostów morskich, odpady cytrusowe i słoma. Zastosowanie słomy jest korzystne z tego względu, że można ją wprowadzać w postaci suchej, dzięki czemu nie wpływa ona na zawartość wilgoci w mieszance, z której wytwarza się brykiety, natomiast inne włókna wprowadzać można najdogodniej w postaci wilgotnej, nawet jeśli ich wprowadzanie do mieszanki będzie wpływać na zawartość wilgoci. Zastosowanie włókien roślinnych może spowodować wzrost wytrzymałości początkowej brykietów, a ponadto może doprowadzić do uzyskania zadowalającej lub zwiększonej wytrzymałości początkowej w szerszym zakresie zawartości wilgoci. Zawartość włókien roślinnych wynosi zazwyczaj od 0,2 do 10 części, a często około 0,5 - 5 części na 1 część wagową melasy. Słomę zazwyczaj tnie się lub sieczkuje na odcinki o długości nie większej niż około 5 lub 10 mm; jest to również odpowiednie maksimum w przypadku wszystkich włókien roślinnych.

Brykiety wytwarza się przez zmieszanie złożonego z cząstek materiału nieorganicznego i ewentualnie włókien roślinnych z melasą i wapnem palonym, pozostawienie mieszanki do stężenia, a następnie jej formowanie.

W wyniku tężenia mieszanki i środka wiążącego uzyskuje się produkt, który przed formowaniem staje się zasadniczo równomiernie kleisty, bardziej lepki i trudniejszy do mieszania. Czas wytwarzania mieszanki do formowania można skrócić gdy mieszanka ma podwyższoną temperaturę, a odpowiedni wzrost temperatury osiąga się w wyniku reakcji egzotermicznej między wapnem i wodą i/lub melasą i ewentualnie doprowadzając do mieszanki energię mechaniczną lub energię cieplną.

Gdy całość złożonego z cząstek materiału nieorganicznego składa się z pożądanych drobnych cząstek, mieszankę można wytworzyć po prostu przez zmieszanie złożonego z cząstek materiału ze środkiem wiążącym, zazwyczaj w temperaturze w zakresie 20 - 70°C. Jednak w przypadku, gdy część lub całość złożonego z cząstek materiału jest zbyt gruboziarnista, korzystnie kruszy się go przed zmieszaniem z melasą lub w trakcie mieszania z melasą, przy czym w czasie tego kruszenia wydzielą się energia, co powoduje pożądany wzrost temperatury. Przykładowo materiał w postaci cząstek można równocześnie mieszać, kruszyć i ogrzewać w młynie prętowym.

Melasę można dodać i wymieszać z mieszanką w młynie prętowym, z tym że zazwyczaj wygodniej jest wytworzyć mieszankę złożonego z cząstek materiału (i ewentualnie włókien roślinnych) przez kruszenie i mieszanie w młynie prętowym, a potem dodać melasę w następnym etapie mieszania, np. w tradycyjnym mieszalniku z mieszadłem łopatkowym lub w mieszarce do cementu.

Wapno można dodać do mieszanki przed dodaniem lub po dodaniu melasy. Przykładowo wapno można wprowadzić w czasie rozdrabniania w młynie prętowym lub w innym etapie kruszenia, albo też można je dodać po rozdrabnianiu, ale przed dodaniem melasy, bądź też można je dodać po dodaniu melasy. Gdy jest to wygodne, można je wprowadzać równocześnie z melasą

W korzystnym wariancie całość mieszanki (z wyjątkiem wapna i melasy) rozdrabnia się w młynie prętowym, osiągając tym samym wzrost temperatury, po czym mieszankę przenosi się do zwykłej mieszarki, takiej jak mieszarka do betonu lub inna mieszarka z mieszadłem łopatkowym, dodaje się w czasie mieszania melasy, tak aby uzyskać zasadniczo jednorodną mieszankę, po czym dodaje się wapna.

Po dodaniu wapna wywiązuje się reakcja egzotermiczna między tlenkiem wapnia i wodą. Zmniejsza ona zawartości wolnej wilgoci w mieszance przed dodaniem lub po dodaniu melasy, a w szczególności podwyższa temperaturę mieszanki, co przyspiesza jej tężenie przed

183 990 formowaniem. Przykładowo w wyniku dodania 45 - 82% palonego wapna w przeliczeniu na masę melasy można łatwo spowodować wzrost temperatury do około 60°C.

Mieszankę utrzymuje się w odpowiedniej podwyższonej temperaturze, aby doprowadzić do jej stężenia w wyniku postępu reakcji między melasa i wapnem, przy czym można to przeprowadzić w wyjściowej mieszarce lub we wstępnym podajniku, w którym mieszankę przetrzymuje się przez kilka minut (np. od 1/2 do 5 lub 10 minut) przed przeniesieniem do urządzenia do formowania.

Formowanie można prowadzić dowolną odpowiednią techniką prasowania, a najkorzystniej z użyciem prasy walcowej. Urządzenie do formowania typu prasy walcowej zawiera parę walców, które obracają się współbieżnie tworząc szczelinę, z tworzącym formę wybraniem w co najmniej jednym z walców lub, zazwyczaj, z dopasowanymi, tworzącymi formy wybraniami w obydwu walcach. Walce mogą mieć znacznie wydłużoną oś lub mogą stanowić koła. Walcowe prasy do brykietowania tego typu są dobrze znane i stosowane do granulowania paszy dla zwierząt lub do wytwarzania brykietów opałowych.

Ciśnienie przykładane do mieszanki w formie wynosi często od 10 do 50 kN/cm liniowy.

Wymiary wybrań uzależnione są od wymiarów wytwarzanych brykietów. Zazwyczaj minimalny wymiar każdego brykietu wynosi co najmniej 5 mm, a zwykle co najmniej 40 mm. Maksymalny wymiar może wynosić np. do 200 mm, lecz zwykle nie więcej niż 150 mm. Typowe wymiary wynoszą 100 x 50 mm.

Brykiety można wyładować z prasy w ciągu kilku minut od załadowania mieszanki do prasy lub wstępnego podajnika. W tym etapie brykiety wynalazku wykazują odpowiednią, wytrzymałość początkową, toteż można nimi wygodnie manipulować bezpośrednio po wyjęciu z form. Nie ma potrzeby ogrzewania ich w suszarce w celu uzyskania odpowiedniej wytrzymałości. Korzystnie pozostawią się je na krótko, np. na 0,5 - 2 godziny, zazwyczaj na około 0,5 godziny lub do 1 godziny, zwykle na powietrzu, i w tym czasie ich wytrzymałość dodatkowo wzrasta. Tak więc brykiety nie wymagają przedłużonego przechowywania, niezbędnego do zajścia wiązania hydraulicznego, co jest wymagane przy stosowaniu zwykłych środków wiążących, lecz nadają się prawie natychmiast po uformowaniu do manipulowania i stosowania.

Brykiety stosowane zgodnie z wynalazkiem mogą zasadniczo zachowywać swą wytrzymałość w piecu aż do wystąpienia topnienia, mimo że temperatura stopu wynosi zazwyczaj co najmniej 1100°C, a często co najmniej 1200°C. Tak więc wsad w postaci brykietów i ewentualnie innego stałego, gruboziarnistego materiału może stanowić samonośną kolumnę, która znajduje się nad stopem u spodu pieca, a brykiety mogą zachowywać zwartość w czasie ogrzewania do temperatury powyżej temperatury topnienia. Zamiast zapadać się z utworzeniem drobnych cząstek wewnątrz kolumny stałego wsadu, co znacząco zmniejszyłoby przepuszczalność wsadu i powodowałoby jego skłonność do zapadania się, brykiety zaczynają się zapadać dopiero w temperaturze zbliżonej do tej, w której znacząco zaczynają się topić. Tak więc wsad nie zapada się w kolumnie nad obszarem topienia, ale zachowuje charakter otwartych gruboziarnistych cząstek do momentu, aż zanurzy się w obszarze topienia w piecu i stopi się.

Przykładowo przy pomiarach wytrzymałości różnych brykietów w rosnącej temperaturze stwierdzono, że w przypadku brykietów według wynalazku znaczący spadek wytrzymałości obserwuje się dopiero w temperaturze powyżej 1000°C, np. w temperaturze 1100°C lub powyżej, czyli w tym samym zakresie, w którym brykiety związane zwykłymi hydraulicznymi środkami wiążącymi zaczynają, znacząco tracić wytrzymałość.

Wsad mineralny do pieca mogą stanowić wyłącznie brykiety związane melasą, albo też część (np. do 70% wagowych, zazwyczaj nie więcej niż 50% wagowych) wsadu mineralnego można wprowadzić w innej postaci. Przykładowo część wsadu mogą stanowić brykiety związane w inny sposób, np. z wykorzystaniem cementu, albo też może on zawierać zwykłe składniki do wytwarzania stopu do produkcji włókien MMV, takie jak kamień, żużel, stłuczka szklana i inne znane materiały. Jeśli reszty wsadu nie wprowadza się do brykietów; to zazwyczaj stosuje się je w postaci cząstek o wielkości w zakresie od 40 do 160 mm. Gdy wymagana jest niska zawartość tlenku glinu, uzupełniające materiały zazwyczaj zawierają tlenek glinu

183 990 w ilości nie większej niż 6%, korzystnie poniżej 4%, przy czym zawartość tlenku glinu w całym wsadzie powinna wynosić poniżej 4%, korzystnie poniżej 2%. Gdy pożądana jest wysoka zawartość tlenku glinu, cały wsad można dobrać tak, aby uzyskać pożądany skład.

Brykiety związane melasą lub reszta wsadu mogą zawierać składniki znane jako promotory rozpuszczalności, takie jak związki fosforu i boru, zwykle w łącznej ilości nie przewyższającej 10 - 20% (w przeliczeniu na tlenki).

Piec może stanowić· dowolny piec, w którym stop uzyskuje się w wyniku stapiania samonośnej kolumny stałego gruboziarnistego materiału mineralnego zawierającej brykiety. Wysokość kolumny wynosi często co najmniej 1 m. Piec może stanowić piec elektryczny lub piec wannowy albo, korzystnie, żeliwiak, w którym materiał palny znajduje się we wsadzie. Temperatura stopu będzie zależna od stosowanych minerałów i sposobu wytwarzania włókien, z tym że zazwyczaj wynosi od 1200 do 1600°C, a często około 1400 - 1550°C.

Włókna wytwarzać można znanymi sposobami, takimi jak technika z garnkiem przędzalniczym lub, korzystnie, wylewanie na przędzarkę zawierającą co najmniej dwa współpracujące wirujące koła, np. w sposób opisany w WO 92/06047. Przykładowo włókna wytwarzać można wylewając stop na pierwszy rotor przędzalniczy, z którego stop jest kierowany kolejno na jeden lub więcej następnych rotorów przędzalniczych, na których formuje się włókna.

Włókna wytworzone sposobem według wynalazku można wykorzystywać w dowolnych zwykłych zastosowaniach włókien MMV, takich jak termoizolacja, zmniejszanie i regulacja hałasu, ochrona przeciwpożarowa, ośrodki wzrostu, wzmocnienia i wypełniacze.

Wynalazek ilustrują, poniższe przykłady.

W każdym z poniższych przykładów materiał mineralny oraz odpad organiczny i nieorganiczny kruszy się i miesza w młynie prętowym. Z uwagi na energię uwalnianą przy rozdrabnianiu w młynie prętowym następuje wzrost temperatury. Mieszaninę przenosi się do zwykłej mieszarki do cementu i w trakcie mieszania dodaje się melasę. W ciągu około 2 minut uzyskuje się jednorodną mieszaninę i dodaje się wapno palone. Powoduje to reakcję egzotermiczną i temperatura mieszaniny dochodzi do około 60°C. Mieszaninę przenosi się następnie do wstępnego podajnika i utrzymuje się w nim przez kilka minut przed wprowadzeniem do gniazd formy w prasie walcowej, w której sprasowuje się ją pod ciśnieniem ponad 20 kN/cm liniowy w brykiety, których wielkość zazwyczaj wynosi 100 x 50 mm. Brykiety wyładowuje się z prasy w ciągu kilku minut od załadowania świeżej mieszaniny do wstępnego podajnika i form. Po wyjęciu brykiety mają gładką, błyszczącą powierzchnię i wysoką gęstość. Wykazują one taką wytrzymałość początkową, że zasadniczo wszystkie wytrzymują test upuszczania z wysokości 2 m bezpośrednio po wyjęciu z form.

Następnie pozostawia się je na około 1/2 godziny. Bezpośrednio potem lub po dowolnym odpowiednim okresie przechowywania brykiety załadowuje się do żeliwiaka, do którego wprowadza się także koks jako paliwo i ewentualnie inny gruboziarnisty materiał nieorganiczny. Ogrzane powietrze wdmuchuje się do pieca przy jego podstawie, a ogrzewanie i wywołane przez to spalanie koksu powoduje zainicjowanie procesu topienia się u podstawy kolumny brykietów i reszty wsadu. Proces kontynuuje się doprowadzając materiał tak, że temperatura wynosi około 1510°C. Stop wypływa z pieca na górny rotor przędzalniczy urządzenia przędzalniczego ogólnie opisanego w WO 92/06047. Uzyskane włókna MMV zbiera się w postaci maty, po czym można je związać w zwykły sposób stosując organiczny środek wiążący.

We wszystkich doświadczeniach według wynalazku kolumna brykietów zachowuje przepuszczalną strukturę i zasadniczo nie zachodzi w znacznym stopniu zapadanie się brykietów przed ich stopieniem się. Dzieje się więc odwrotnie niż w przypadku zastosowania brykietów nietrwałych termicznie, które wykazują skłonność do rozpadania się w czasie podgrzewania, w temperaturze wynoszącej zaledwie kilkaset °C następuje zagęszczenie kolumny, co powoduje, że staje się ona stosunkowo nieprzepuszczalna. Prowadzi to do wzrostu ciśnienia wewnątrz pieca, co z kolei wywołuje wahania w wypływie stopu z wylotu pieca. W doświadczeniach według wynalazku stop wypływa równomiernie z wylotu pieca, co świadczy o tym, że kolumna jest przepuszczalna i że w piecu występuje stałe ciśnienie.

183 990

Przykład 1

Wsad zawierał 45% diabazu, 7% dolomitu i 48% brykietów. Brykiety zawierały jako składniki nieorganiczne 23% boksytu, 19% żużla konwertorowego, 35% odpadu z produkcji wełny mineralnej, 20% popiołu lotnego i 3% wapna palonego, i 5% melasy (w przeliczeniu na całkowitą masę mieszanki) zastosowanej jako środek wiążący. Zawartość wilgoci w mieszance podczas prasowania wynosiła 9%. Skład włókien był następujący:

SiO2	38,7%
AI2O3	22,0%
TiO2	1,9%
FeO	6,8%
CaO	16,9%
MgO	9,1%
Na2O	1,9%
MnO	0,3%
P2O3	0,3%
Przykład 2
Wsad zawierał 45% wagowych brykietów typu A i 55% wagowych brykietów typu B.

Brykiety typu A wykonano z 39% piasku kwarcowego, 16% piasku oliwinowego, 28% żużla konwertorowego, 14% rudy żelaza i 3% wapna palonego, a także 5% melasy w przeliczeniu na całkowita masę mieszanki. Oszacowano, że temperatura topnienia tych brykietów wynosi około 1264°C.

Brykiety typu B wykonano z 38% piasku kwarcowego, 35% piasku oliwinowego, 15% apatytu, 9% odpadu z produkcji wełny mineralnej i 3% wapna palonego, a także 5% melasy. Temperatura topnienia tych brykietów wynosi około 1363°C.

Skład włókien był następujący:
S1O2	53,9%
AI2O3	1,8%
TiO2	0,5%
FeO	6,8%
CaO	16,7%
MgO	14,7%
Na₂O	0,2%
K₂O	0,4%
MnO	0,4%
P2O5	3,6%
Przykład 3 Wsad zawierał 45% wagowych brykietów typu C i 55% wagowych brykietów typu D.

Brykiety typu C wykonano z 6% odpadu z cytryn, 14% rudy żelaza, 3% wapna palonego, 26% żużla konwertorowego, 35% piasku kwarcowego i 16% piasku oliwinowego. Brykiety związano stosując 5% (w stosunku do reszty mieszanki) melasy.

Brykiety typu D wykonano z 15% apatytu, 36% piasku kwarcowego, 37% piasku oliwinowego, 9% odpadu z produkcji wełny mineralnej i 3% wapna palonego, a także 5% melasy.

Skład włókien był następujący:
S1O2	53,2%
AI2O3	1,9%
T1O2	0,5%
FeO	7,6%
CaO	15,5%
MgO	15,5%
Na2O	0,2%
K2O	0,4%
MnO	0,4%
P2O₅	3,8%

183 990

W poniższych przykładach właściwości mieszanki oznaczano po 60 minutach od rozpoczęcia mieszania. Wszystkie zawartości wilgoci oznaczano w czasie dodawania wapna.

Przykład 4

Brykiety wykonano z 3 części (wagowych) piasku kwarcowego, 15% piasku oliwinowego, 3 części boksytu, 73 części odpadu z produkcji wełny mineralnej, 6 części apatytu, 4 części wapna hydratyzowanego i 3 części melasy, wraz z różnymi dodatkami i dodatkową w/lgocia, tak aby uzyskać określoną zawartość wolnej wilgoci w czasie prasowania.

Gdy nie wprowadzano innych dodatków·, uzyskiwano brykiety o wytrzymałości około

4,5 kN przy zawartości wilgoci około 2% i około 3 kN przy zawartości wilgoci około 5%.

Przy dodaniu 9% odpadowej pektyny z cytryny uzyskano produkt o wytrzymałości około 10 kN przy zawartości wilgoci 2%o lub 4% i około 6 kN przy zawartości wilgoci 7%.

Przy dodaniu 11 części pektyny z wodorostów morskich uzyskano produkt o wytrzymałości około 22 kN przy 1% wilgoci i 13 kN przy 5% wilgoci.

Przy dodawaniu podsuszonej mokrej makulatury wytrzymałość znacząco wzrosła do wielkości od 6 do 11 kN w zakresie zawartości wilgoci od 2 do 5%.

Wyniki te wskćazują, że włókniste dodatki powodują wzrost wytrzymałości początkowej i zmniejszenie wrażliwości na zawartość wolnej wilgoci w mieszance.

Gdy wytrzymałość brykietów mierzono przy wzroście temperatury, stwierdzono, że w przypadku brykietów wykonanych bez jakichkolwiek dodatków występuje mały i nieznaczący spadek wytrzymałości w około 825°C, a znaczący spadek wytrzymałości występuje dopiero w temperaturach od 1122 do 1167°C. Gdy ten sam test wykona się dla brykietów z dodatkiem pektyny lub papieru, uzyska się zasadniczo podobne wyniki.

Przykład 5

Brykiety wykonano z 6 części piasku kwarcowego, 30 części piasku oliwinowego, 6 części boksytu, 46 części odpadu z produkcji wełny mineralnej i 12 części apatytu, z 4 częściami wapna i 3 częściami melasy.

Po wprowadzeniu 4 części sieczki ze słomy do mieszanki uzyskuje się wytrzymałość 9 kN przy 2,5% wilgoci i 6,5 kN przy zawartości wilgoci 4%, gdy zastosuje się sieczkę o długości około 5 mm, i raczej niższą przy zastosowaniu słomy zmielonej. Bez słomy uzyskuje się wytrzymałość 4,5 kN przy 2% wilgoci i 2 kN przy 4% wilgoci.

Przykład 6

Brykiety wykonano z 10 części (wagowych) piasku kwarcowego, 50 części piasku oliwinowego, 10 części boksytu, 10 części odpadu z produkcji wełny mineralnej i 20 apatytu, z 10 częściami melasy.

W jednej serii doświadczeń wykonano brykiety zawierające 4% hydratyzowanego wapna i ewentualnie 2% wstępnie żelatynizowanej skrobi. Wytrzymałość po 60 minutach od rozpoczęcia mieszania była o około 0,5-1,5 kN wyższa, przy stałej zawartości wilgoci, gdy dodano skrobię, w porównaniu z przypadkiem, gdy jej nie dodano.

W innej serii doświadczeń wykonano mieszankę zawierającą 4,75% wilgoci i 4% hydratyzowanego wapna lub 4% cementu. Wytrzymałość oznaczano w 1 godzinę po wymieszaniu i w różnych odstępach czasu, do 50 godzin. Mieszanka wykonana z wapnem wykazywała w tym teście po 1 godzinie wytrzymałość początkową około 3 kN, która wzrosła do około 8 kN po 48 godzinach, natomiast w przypadku mieszanki z cementem po 1 godzinie wytrzymałość wyjściowa wynosiła około 0,5 kN, a po 48 godzinach wielkość ta wzrosła do 4,2 kN. Tak więc dzięki zastosowaniu wapna uzyskuje się wytrzymałość o wiele wyższą niż przy użyciu cementu. Można wyciągnąć wniosek, że wapno raczej musi oddziaływać z melasą niż działać jako hydrauliczny środek wiążący.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania sztucznych włókien szklistych, obejmujący wytwarzanie brykietów drogą ich formowania przez sprasowanie złożonego z cząstek materiału nieorganicznego związanego środkiem wiążącym, wytworzenie stopu przez stapianie w piecu wsadu mineralnego zawierającego brykiety lub uformowanego w brykiety, korzystnie przez stopienie samonośnej kolumny ze stałego gruboziarnistego materiału mineralnego zawierającej brykiety, i formowanie sztucznych włókien szklistych z tego stopu, znamienny tym, że stosuje się brykiety wytworzone przez uformowanie mieszanki złożonego z cząstek materiału nieorganicznego zawierającego w przeliczeniu na masę tlenków powyżej 30% SiO2 i co najmniej 20% tlenków metali alkalicznych i/lub tlenków metali ziem alkalicznych, ewentualnie co najmniej częściowo w postaci odpadowych sztucznych włókien szklistych, melasy w ilości i do 15% w przeliczeniu na całkowitą masę mieszanki, wapna palonego w ilości i do i 0% w przeliczeniu na całkowitą masę mieszanki i w ilości 0,1 do i,2 części na i część wagową melasy, wody dodanej oddzielnie i/lub w formie wody zawartej w melasie i/lub cząstkach materiału nieorganicznego w ilości 0,5 do 10% wag. w przeliczeniu na wolną wodę w całkowitej masie mieszanki do prasowania, i ewentualnie włókien roślinnych, przy czym tę mieszankę pozostawia się do tężenia pod wpływem ciepła wywiązanego w egzotermicznej reakcji wilgoci z wapnem, korzystnie przez co najmniej i/2 minuty, a zwłaszcza przez co najmniej 5 minut, a powstałą stężałą mieszankę prasuje się w brykiety.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że brykiety formuje się drogą prasowania przy 10-50 kN/cm.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że brykiety formuje się drogą formowania na walcach.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się złożony z cząstek materiał mineralny zawierający co najmniej 90% wagowych cząstek o wielkości poniżej 2 mm oraz wsad zawierający co najmniej 50% wag. sprasowanych brykietów.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wsad zawierający w przeliczeniu na masę tlenków poniżej 4% AI2O3, powyżej 30% SiO2 i 20 - 50% CaO + MgO.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się stop i włókna zawierające w przeliczeniu na masę tlenków poniżej 4% wag. /M2O3, z tym, że co najmniej 50% wag. wsadu mineralnego stanowią związane melasą brykiety o zawartości AftO3 poniżej 4% wag., przy czym brykiety wytwarza się drogą prasowania mieszanki złożonego z cząstek materiału mineralnego zawierającego co najmniej 90% wagowych cząstek o wielkości poniżej 2 mm, z użyciem środka wiążącego zasadniczo wolnego od glinu i zawierającego melasę.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że miesza się złożony z cząstek materiał nieorganiczny, włókna i wapno jako wilgotną mieszankę, przy czym melasę dodaje się do mieszanki przed dodaniem, podczas dodawania lub po dodaniu wapna palonego.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się mieszaninę zawierającą włókna roślinne w ilości 0,2 - i0 części wagowych na i część wagową melasy.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że stosuje się włókna roślinne wybrane spośród włókien papierowych, włókien z wodorostów morskich, włókien z odpadów cytrusowych i słomy.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wsad zawierający, w przeliczeniu na masę tlenków, 45 - 60% SiO2, 0,5 - 4% AbCh, 0,1 - 4% TiO2, 5 - 12% FeO, 10 - 25% CaO, 8 - 18% MgO, 0 - 4% Na₂O, 0 - 2% K2O, 0 - 6% Na₂O + K₂O, 2 - 10% P2O5 i 0 - 10% innych składników.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wsad zawierający, w przeliczeniu na masę tlenków, 32 - 48% SiO2, 10 - 30% AhO3, 10 - 30% CaO, 2 - 20% MgO,

183 990

2 - 15% FeO, 0 - 10% Na₂O + K₂O, 0 - 6% TiO₂, 0 - 16% P₂O5 + B₂O3 i 0 - 15% innych składnikó w.
12. Brykiety do wytwarzania sztucznych włókien szklistych, w postaci brykietów sprasowanych ze złożonego z cząstek materiału nieorganicznego związanego środkiem wiążącym, znamienne tym, że brykiety zawierają cząstki materiału nieorganicznego zawierającego w przeliczeniu na masę tlenków powyżej 30% SiO2 i co najmniej 20% tlenków metali alkalicznych i/lub tlenków metali ziem alkalicznych, ewentualnie co najmniej częściowo w postaci odpadowych sztucznych włókien szklistych, melasę w ilości 1 do 15% w przeliczeniu na całkowitą masę brykietów, pochodzący z wapna palonego wapń liczony jako CaO w ilości 1 do 10% w przeliczeniu na całkowitą masę brykietów i w ilości 0,1 do 1,2 części na 1 część wagową melasy, wodę dodaną oddzielnie i/lub w formie wody zawartej w melasie i/lub cząstkach materiału nieorganicznego, i ewentualnie włókna roślinne.