vyuzitie odpadu z vyroby kamennej vlny
Galรฉria(10)

Vyuลพitie odpadu z vรฝroby kamennej vlny

Partneri sekcie:

Ekonomickรก nรกroฤnosลฅ vรฝroby dosiek na bรกze dreva spรกjanรฝch cementom sa zvyลกuje. Vyuลพitie odpadu zย vรฝroby inรฉho produktu, ktorรฝ mรดลพe nahradiลฅ drahรฉ suroviny aย navyลกe vรฝrobok zdokonaliลฅ, predstavuje vย sรบฤasnosti zaujรญmavรบ alternatรญvu.

02cidem big image
08cidem big image
07cidem big image
05cidem big image
vyuzitie odpadu z vyroby kamennej vlny 6801 big image
09cidem big image
06cidem big image
03cidem big image
Cementotrieskovรฉ dosky sรบ stavebnรฉ prvky, vย ktorรฝch sa spรกjajรบ vรฝhodnรฉ vlastnosti dreva aย cementu. Tento synergickรฝ charakter ich predurฤuje na vลกestrannรฉ stavebnรฉ pouลพitie โ€“ nachรกdzajรบ uplatnenie vลกade tam, kde sa mรดลพu priaznivรฉ vlastnosti tohto stavebnรฉho materiรกlu naplno prejaviลฅ.

Nevรฝhodou cementotrieskovรฝch dosiek je pomerne vysokรก cena. Znรญลพenie ceny aย moลพnรฉ zlepลกenie fyzikรกlno-mechanickรฝch vlastnostรญ moลพno dosiahnuลฅ ฤiastoฤnou nรกhradou vรฝchodiskovรฝch surovรญn. Zรกkladnรฝmi zloลพkami cementotrieskovรฝch dosiek sรบ spojivo โ€“ cement โ€“ aย plnivo โ€“ drevnรก hmota. ฤŒasลฅ spojiva moลพno nahradiลฅ druhotnรฝmi surovinami, ako je vysokopecnรก troska alebo elektrรกrenskรฝ popolฤek. Plnivo moลพno ฤiastoฤne nahradiลฅ aj druhotnรฝmi surovinami alebo รบplne inรฝmi rastlinnรฝmi surovinami, ako je technickรฉ konope. Alternatรญvu predstavuje aj odpad zย vรฝroby kamennej vlny โ€“ tepelnoizolaฤnรฝch dosiek.

Dรดvody na vyuลพitie odpadu
Stavebnรญctvo predstavuje neustรกle sa vyvรญjajรบce odvetvie so stรกle vyลกลกรญmi poลพiadavkami na konkrรฉtne vlastnosti jednotlivรฝch stavebnรฝch prvkov. Dostatoฤnรฉ pevnosti sรบ dnes samozrejmosลฅou; podฤพa pouลพitia prvku sa poลพadujรบ jeho ฤalลกie fyzikรกlne aย mechanickรฉ vlastnosti. Vย kaลพdom odbore, vย stavebnรญctve zvlรกลกลฅ, vidieลฅ snahu vรฝrobcov oย znรญลพenie vรฝrobnรฝch nรกkladov na minimum pri zachovanรญ vlastnostรญ vรฝrobku.

Vย predchรกdzajรบcich rokoch sa dopyt po stavebnรฝch prvkoch rapรญdne zvyลกoval, aย preto sa vyrรกbalo na maximรกlny vรฝkon. Niektorรฉ vรฝrobky boli vypredanรฉ rok dopredu. Tรฝm vลกak stรบpla aj cena prvotnรฝch surovรญn, zย ฤoho vyplรฝva tendencia nahrรกdzaลฅ niektorรฉ zloลพky vรฝrobkov druhotnรฝmi alebo rรฝchlo obnoviteฤพnรฝmi surovinami, ktorรฝch zabezpeฤenie je lacnejลกie aย vo veฤพkom mnoลพstve prรญpadov aj ekologicky menej nรกroฤnรฉ.
Sย rastรบcou cenou cementu rastie ekonomickรก nรกroฤnosลฅ vรฝroby dosiek na bรกze dreva spรกjanรฝch cementom. Vย sรบฤasnosti dochรกdza kย zniลพovaniu zรกsob nerastnรฝch surovรญn aย zรกroveลˆ kย vรคฤลกej tvorbe odpadov, predovลกetkรฝm zย oblasti energetiky aย hutnรฉho priemyslu. Zย tรฝchto dรดvodov sa vรฝrobcovia snaลพia hฤพadaลฅ alternatรญvne suroviny, vรฝrobok zdokonaฤพovaลฅ aย zlepลกovaลฅ jeho รบลพitkovรฉ vlastnosti.

Vรฝroba kamennej vlny aย vznik odpadu
Medzi vstupnรฉ suroviny na vรฝrobu kamennej vlny โ€“ ฤadiฤovej izolรกcie โ€“ patrรญ primรกrne ฤadiฤ, diabas aย vysokopecnรก troska. Pri vรฝrobe kamennej vlny je hlavnรฝm procesom tavenie ฤadiฤa, ฤo je sopeฤnรก hornina. ฤŒadiฤ sa tavรญ vย ลกpeciรกlnej kรบpeฤพovej peci aย teplota pri tavenรญ presahuje 1โ€ฏ500 ยฐC. Tavenรญm sopeฤnej horniny vznikรก lรกva, ktorรก sa nechรกva vytekaลฅ na rotujรบci valec. Odstredivรก sila tvaruje lรกvu na malรฉ kvapky, ktorรฉ doletujรบ do tzv. usadzovacej komory. Vplyvom veฤพkej rรฝchlosti sa pri odstredivej sile doslova natiahnu na jemnรฉ vlรกkno. Tรฝmto procesom vznikรก hlavnรก ฤasลฅ kamennej vlny โ€“ vlรกkna.

Do vlรกkien sa ฤalej vstrekne spojivo, pridรกvajรบ sa vodoodpudivรฉ (hydrofobizaฤnรฉ oleje) aย protiplesลˆovรฉ prรญsady. Vlรกkno sa nรกsledne rovnomerne usadzuje na pรกse aย pokraฤuje do vytvrdzovacej pece. Vo vytvrdzovacej peci sa spoloฤne so vลกetkรฝmi prรญsadami aย spojivom vytvrdรญ. Po vytvrdenรญ pรกs kamennej vlny vychรกdza zย vytvrdzovacej pece cez prรญtlaฤnรฉ zariadenie. Toto zariadenie upravuje pรกs nastavenou rรฝchlosลฅou aย intenzitou prรญsunu vlรกkien na poลพadovanรบ objemovรบ hmotnosลฅ aย hrรบbku tepelnej izolรกcie. Pรกs ฤalej pokraฤuje cez chladiacu komoru kย diamantovej pรญle, ktorรก nareลพe hotovรฝ vรฝrobok na poลพadovanรฝ formรกt.

Odpad, ktorรฝ vznikne pri vรฝrobe aย opracovanรญ kamennej vlny, sa doteraz vyuลพรญval prevaลพne na vรฝrobu brikiet, ktorรฉ sa opรคลฅ spotebujรบ pri jej vรฝrobe. Odpad sa najskรดr drvรญ na recyklaฤnej linke. Rozdrvenรฝ sa ฤalej zmieลกava sย cementovou maltou aย vibrolisuje sa na brikety. Vyrobenรฉ brikety sรบ sรบฤasลฅou vstupnรฝch surovรญn na vรฝrobu vlรกkien โ€“ izolรกcie.

Charakteristika odpadu
Odpad zย vรฝroby kamennej vlny tvoria dve zloลพky, aย to nerovnakรฉ chumรกฤe minerรกlnej vlny (rozliฤnรก veฤพkosลฅ, tvar aย vzรกjomnรฉ prepojenie) aย minerรกlny piesok, ktorรฝ obsahuje vรคฤลกie aย menลกie รบtvary podobnรฉ kameลˆom vytvorenรฉ zย ฤadiฤovรฉho skla. Charakter odpadu zย vรฝroby kamennej vlny vidieลฅ na obr.โ€ฏ1.

รšprava odpadu
Aby sa dal odpad pouลพiลฅ na vรฝrobu dosiek na bรกze dreva spรกjanรฝch cementom, musรญ sa upraviลฅ. Vรฝslednรก frakcia musรญ vyhovovaลฅ technologickรฝm zariadeniam, spรดsobu vรฝroby (miesenie) aย tvaru drevenรฝch ฤastรญ โ€“ triesok aย pilรญn. ฤŒinnosti sรบvisiace sย รบpravou odpadu sa realizovali vย spoloฤnosti Strojรกrne Olลกovec pod vedenรญm Ing. Jaroslava Baฤovskรฉho.

Pred samotnou voฤพbou technolรณgie รบpraยญvy odpadu sa sledoval vplyv vlhkosti naลˆ. Uย vรฝrobcu, pri preprave aย pri skladovanรญ totiลพ hrozรญ riziko vystavenia prvkov poveternostnรฝm vplyvom โ€“ daลพฤu. Aj keฤ charakter minerรกlnej vlny vykazuje minimรกlnu nasiakaยญvosลฅ (voda sa udrลพรญ iba vย chumรกฤikoch vaty), dochรกdzalo vย miestach prenikania vody kย vyยญplavovaniu piesku. Mikroฤiastoฤky sklenรฉho prachu, ktorรฝch sa vย odpade nachรกdza znaฤnรฉ mnoลพstvo, sa zmieลกali sย chumรกฤikmi vaty, ฤรญm ju znehodnotili (obr. 2 aย 3).

Obr. 2ย  Detail mokrej minerรกlnej vaty Obr. 3ย  Snรญmka ลกtruktรบry vlhkej vaty sย minerรกlnym pieskom

Na obr. 3 vidieลฅ zrnkรก sklenรฉho piesku, ale predovลกetkรฝm tmavรบ ลกtruktรบru, ktorรก predstavuje sklenรฉ bahno. Vysuลกovanรญm pri 105 ยฐC poฤas 30 minรบt sa zistilo iba minimรกlne mnoลพstvo odparenej vody:
hmotnosลฅ pred suลกenรญmย ย ย  1,521 g; 1,355 g
hmotnosลฅ po suลกenรญย ย ย  1,478 g; 1,314 g
hmotnosลฅ odparenej vodyย ย ย  0,043 g; 0,041 g

Meranรญm sa teda potvrdilo, ลพe kamennรก vlna je nenasiakavรก. Voda, ktorรก je vย odpade zย minerรกlnej vaty obsiahnutรก, sa nachรกdza medzi zrnami minerรกlneho materiรกlu. Odpad zย minerรกlnej vaty sย vysokรฝm obsahom vody treba najskรดr vysuลกiลฅ, aby sa kamennรก vlna dala separovaลฅ pneumaticky pomocou sita. Na to, aby sa mohol odpad zย vรฝroby minerรกlnej vaty pouลพiลฅ, treba zabezpeฤiลฅ vhodnรฝ spรดsob jeho uskladnenia vย suchu.

รšprava odpadu drvenรญm
Odpad zย vรฝroby minerรกlnej vaty tvoria zhluky minerรกlnej vlny sย obsahom minerรกlneho piesku, voฤพnรฉho minerรกlneho piesku aย hrudiek skloviny, ฤasto sย veฤพkosลฅou 40 ร— 40 mm.

Veฤพkosลฅ minerรกlneho piesku je pomerne rovnomernรก, ide oย zrnieฤka sย priemerom pribliลพne 0,2 aลพ 0,04 mm. Veฤพkosลฅ zhlukov vaty je podstatne vรคฤลกia (1 mm aย viac), jej ลกtruktรบra je vลกak mechanicky naruลกiteฤพnรก.

Vย rรกmci prvej etapy skรบลกok sa na odstrรกnenie sklenenรฝch hrudiek pouลพil zubovรฝ drviฤ, ktorรฝ sklovinu buฤ rozdrvil, alebo stroj zastavil. Drvenie tรฝmto spรดsobom nebolo dokonalรฉ. Preosievanie minerรกlneho odpadu na รบฤely separรกcie tรฝchto hrudiek je zloลพitรฉ, pretoลพe sa vyskytujรบ vo vnรบtri zhlukov minerรกlnej vaty. Navyลกe, mnoลพstvo sklenรฝch hrudiek nie je aลพ takรฉ, aby sa oplatilo investovaลฅ do samostatnรฉho technologickรฉho zariadenia. Pouลพitรญm jednoduchรฉho drviฤa sa hrudy vรคฤลกinou rozpadli na menลกie kusy. Ich priemer bol vลกak eลกte stรกle prรญliลก veฤพkรฝ (obr.ย 4).

Separรกcia odpadu
Hlavnรฝm cieฤพom realizovanรฝch skรบลกok bolo nรกjsลฅ metรณdu, ktorรก by umoลพnila zรญskaลฅ ฤo moลพno najฤistejลกie aย uvoฤพnenรฉ chumรกฤiky minerรกlnej vaty, to znamenรก sย minimรกlnym obsahom minerรกlneho piesku aย rovnomerne rozฤesanรฉ.

Vzhฤพadom na veฤพkรฉ pevnosti zhlukov minerรกlnej vaty aย veฤพkosลฅ zล•n minerรกlneho piesku, predovลกetkรฝm vลกak na znaฤnรฉ mnoลพstvo prachovรฝch ฤastรญc sa nezvolila separรกcia pomocou pneumatickej รบpravy, ale pomocou rozฤesania zhlukov vaty aย oddelenia minerรกlneho piesku preosiatรญm. Samostatnรบ kapitolu tvorรญ likvidรกcia โ€“ odstrรกnenie sklenรฝch hrudiek aย drviny.

Pri vรฝrobe cementotrieskovรฝch dosiek by malo na jednu ลกarลพu mieลกacieho zariadenia pripadaลฅ 27,5โ€ฏkg minerรกlnej vaty, ktorรก je nรกhradou za drevnรบ ลกtiepku. Pri priemernom mnoลพstve 185 vรฝrobnรฝch ลกarลพรญ za deลˆ to predstavuje pribliลพne 5โ€ฏt separovanej minerรกlnej vaty.

Obr. 4ย  Veฤพkosลฅ sklenรฝch hrudiek po pouลพitรญ jednoduchรฉho drviฤa Obr. 5ย  Separaฤnรฉ gravitaฤnรฉ sito
Obr. 6ย  Detail separaฤnรฉho gravitaฤnรฉho sita Obr. 7ย  Vytriedenรฉ chumรกฤe vaty
Obr. 8ย  Vytriedenรฉ kamienky Obr. 9ย  Porovnanie mnoลพstva separovanรฉho piesku aย vaty

Na stanovenie veฤพkosti separaฤnรฉho zariadenia (obr. 5 aย 6) sa realizovali praktickรฉ skรบลกky na laboratรณrnom preosievaฤi sย priemerom 250 mm aย sย dฤบลพkou 900 mm, na ktorom sa nachรกdzalo sito sย veฤพkosลฅou รดk 0,25 aลพ 4ย mm aย sย priepustnosลฅou 2,2 aลพ 2,8 m3/h.

Experimentรกlne preosievacie zariadenie vidieลฅ na obr. 5. Chumรกฤe sa vyhadzujรบ mimo sita aย sklenรฉ kamienky, ako aj zvyลกok piesku prepadรกvajรบ pod sito mimo vytriedenej sklenej vaty. Ide oย veฤพmi primitรญvne rieลกenie. Na beลพnรบ prevรกdzku by muselo byลฅ omnoho sofistikovanejลกie. Vรฝsledkom takto realizovanej separรกcie sรบ chumรกฤe minerรกlnej vaty aย minerรกlneho piesku (obr.ย 7 aลพ 9).

Separรกcia sklenรฝch kamienkov pomocou gravitรกcie dobre funguje, ak je materiรกl suchรฝ. Vย tรฝchto podmienkach sรบ kamienky ลฅaลพลกie ako chumรกฤe sklenej vaty, aย preto sa dobre oddeฤพujรบ. Tento proces je znaฤne praลกnรฝ, preto sa na technologickom zariadenรญ musรญ nachรกdzaลฅ aspiraฤnรฉ zariadenie โ€“ sรบstava cyklรณnov zabezpeฤujรบcich separรกciu ฤastรญc sย veฤพkosลฅou najmenej 0,01ย mm.

Separรกcia sklenรฝch kameลˆov โ€“ drviฤ
Odpad zย vรฝroby kamenej vlny obsahuje tri zรกkladnรฉ zloลพky:

  • zhluky alebo chumรกฤe minerรกlnej vaty;
  • minerรกlny sklenรฝ piesok;
  • neroztavenรฉ ฤadiฤovรฉ sklo vย tvare kamienkov sย rozliฤnou veฤพkosลฅou.

Mnoลพstvo aย veฤพkosลฅ kameลˆov zย ฤadiฤovรฉho skla, ktorรฉ sa nachรกdzajรบ vย odpade, sรบ rozliฤnรฉ. Zรกkladnรฝm poznatkom zย realizovanรฝch skรบลกok je, ลพe tรกto ฤasลฅ odpadu sa dรก veฤพmi ลฅaลพko odstrรกniลฅ pred separรกciou vaty aย piesku. Kamene aย kamienky sรบ zachytenรฉ vnรบtri chumรกฤov minerรกlnej vaty aย uvoฤพnia sa aลพ pri jej rozฤesรกvanรญ.

Zhodnotenie aย nรกvrh ฤalลกieho vyuลพitia
Na zรกklade realizovanรฝch skรบลกok moลพno konลกtatovaลฅ, ลพe separรกcia odpadu zย vรฝroby minerรกlnej vaty pomocou sitovรฉho bubna je moลพnรก aย dostaฤujรบca. Na vylepลกenie tohto procesu moลพno na zaฤiatok sieลฅovรฉho bubna pripevniลฅ sitรก sย vรคฤลกรญmi otvormi. Tรฝm sa zvรฝลกi vรฝkon preosievania aย cez sito prepadnรบ aj zrnรก vรคฤลกie ako 0,25ย mm.

Vรฝraznรก zmena vลกak musรญ nastaลฅ vย prรญpade procesu rozฤesรกvania chumรกฤov vaty, ale predovลกetkรฝm separรกcie sklenenรฝch kamienkov. Na odstrรกnenie tรฝchto elementov odporรบฤal Ing. Baฤovskรฝ novรบ konลกtrukciu vyฤesรกvacieho stroja. To znamenรก, ลพe by nedochรกdzalo kย drveniu sklenรฝch kameลˆov, pretoลพe ich rozdrvenie by muselo byลฅ takรฉ intenzรญvne, aby vzniknutรฉ zrnรก boli rovnako veฤพkรฉ ako minerรกlny piesok.
Testy รบpravy odpadu zย vรฝroby kamennej vlny vย kaลพdom prรญpade potvrdili moลพnosลฅ jeho vyuลพitia na vรฝrobu cementovรฝch dosiek na bรกze dreva sย obsahom organickรฉho plniva.

Tento projekt sa realizoval sย finanฤnou podporou zย prostriedkov ลกtรกtneho rozpoฤtu prostrednรญctvom Ministerstva priemyslu aย obchodu ฤŒR vย rรกmci projektu TIP ฤ. FR-TI 3/595 Inovace sloยญลพenรญ smฤ›si pro vรฝrobu cementotล™รญskovรฉ desky.

TEXT: Ing. Miroslav Vacula, Ing. Martin Klvaฤ, Robert Mildner
FOTO: Cetris

Ing. Miroslav Vacula je vedรบcim vรฝvoja divรญzie CETRIS spoloฤnosti CIDEM Hranice, a. s.

Ing. Martin Klvaฤ je riaditeฤพom divรญzie CETRIS spoloฤnosti CIDEM Hranice, a. s.

Robert Mildner je technolรณgom divรญzie CETRIS spoloฤnosti CIDEM Hranice, a. s.

ฤŒlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise Stavebnรฉ materiรกly.