SK283427B6 - Spôsob zhodnotenia prachov vznikajúcich pri redukcii železnej rudy a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu - Google Patents

Abstract

Pri spôsobe zhodnotenia prachov, ktoré vznikajú pri redukcii železnej rudy redukčným plynom a zachytávajú sa v pračke vo forme kalov, sa kaly odvodňujú a používajú sa ako východiskový materiál na výrobu cementu. Výhodne sa kaly spracovávajú kontinuálnym spôsobom, a to tak, že sa v prvom stupni procesu kontinuálne miešajú s páleným vápnom a v nadväzujúcom druhom stupni procesu sa kontinuálne granulujú. Zariadenie na uskutočňovanie tohto spôsobu má podľa vynálezu miešací bubon, za ktorým je usporiadaný aspoň jeden granulovací bubon.ŕ

Description

Vynález sa týka spôsobu zhodnotenia prachov, ktoré vznikajú pri redukcii železnej rudy redukčným plynom a zachytávajú sa v práčke vo forme kalov.

Doterajší stav techniky

Pri spôsobe tohto druhu, známom napríklad z AT-B-376 241, sa redukčný plyn po oddelení pevných látok, ako i odplyň vystupujúci zo zóny priamej redukcie, podrobujú praniu plynu v cyklónach. Aby boli kaly oddeľované pri praní plynu s úžitkom zhodnotené, miešajú sa kaly so spojivom, tvoreným prachom oxidu železa, tvrdou smolou, bitúmenom alebo bituminóznym hnedým uhlím, za tepla sa briketujú a privádzajú sa do taviacej splyňovacej zóny, pričom prach oxidu železa pochádza zo zariadenia na čistenie kychtových plynov.

Pevné látky, vznikajúce pri oddeľovaní pevných látok, hlavne prachové uhlie, sa takmer všetky zavádzajú späť do spodnej časti taviacej splyňovacej zóny. Nepatrná časť prachového uhlia sa mieša s kalmi, zmiešanými so spojivom a spolu s nimi sa briketujú.

Nevýhodné však pritom je, že v dôsledku zvýšeného privádzania oxidov železa sa musí v taviacom generátore vykonávať redukcia, aby sa oxid železa redukoval, čím sa taviacemu generátoru odoberá energia potrebná na taviaci proces a dochádza k narušeniu procesov, prebiehajúcich v taviacej splyňovacej zóne. Ďalej potom uvedené briketovanie za tepla predstavuje riešenie náročné z hľadiska investičných a prevádzkových nákladov.

Z DE-A-41 23 626 je známe odpadové látky z hutí aglomerovať, a to pomocou spojív, troskotvorných činidiel a redukčných činidiel a aglomeráty zavádzať do hornej vsádzkovej oblasti taviaceho agregátu, pričom predhriatie a sušenie aglomerátov sa vykonáva v tejto vsádzkovej oblasti taviaceho agregátu. Vsádzka prechádza taviacim agregátom protiprúdovo, pričom sa dostáva najprv do redukčnej oblasti, usporiadanej vnútri taviaceho agregátu, a potom sa v spodnej časti taviaceho agregátu taví. Tento známy spôsob je energeticky náročný tým, že odpadové, prípadne zvyškové látky sa musia v taviacom agregáte vysušiť a zosintrovať, čo má negatívny vplyv na proces odohrávajúci sa v taviacom agregáte.

Aj tu sa musí v dôsledku privádzania oxidov železa (ako napríklad okovín) v taviacom generátore vykonávať redukcia, k čomu je nevyhnutný ďalší zvýšený prívod energie. Ďalej bolo navrhnuté použiť ako spojivá napr. sulfitové lúhy, čo však vedie k nežiaducemu vnášaniu síry do procesu.

Z EP-A-0 124 038 je známe vyrábať cementový materiál z priemyselných kalov hlavne organického alebo anorganického zloženia. Pritom sa kaly bližšie nedefinovaného zloženia (vrátane komunálnych odkalov) miešajú s cementovým materiálom v práškovej forme, načo sa granulujú alebo peletizujú. Zložky cementu, podstatné pre zloženie cementu z hľadiska neskoršieho použitia v cementárskom priemysle, sa pridávajú až potom. Vykonáva sa leda primiešavanie látok, javiacich sa ako vhodné zložky cementu, k najrôznejším kalom, používaným ako náhradka, prípadne aditívum cementu, s cieľom získať slinkový výrobok, vhodný pre cementársky priemysel. Ten sa potom granuluje s prídavkom uhličitanu vápenatého.

DE-A-32 44 123 opisuje zariadenie na výrobu granulátu z kalov, vápenca a popolčeka, pričom sa tieto zložky miešajú v miešačke a granulujú sa. Ide o jednostupňový diskontinuálny proces.

DE-A-29 43 558 rovnako opisuje jednostupňovú granuláciu, pričom kal sa najskôr privádza na odvodnenie, načo sa mieša v miešacom granulátore pri pridávaní suchého granulátu, prachov, a popolčeka, granuluje sa a dopravuje sa ďalej cez sušiareň.

Podstata vynálezu

Vynález, ktorého cieľom je odstrániť tieto nevýhody, je založený na úlohe s úžitkom zhodnotiť kaly, vznikajúce pri redukcii železnej rudy, bez narušenia priebehu procesu redukcie, pri udržaní pokiaľ možno najnižšej dodatočnej náročnosti na energiu. Zhodnotenie kalov má byť možné aj vtedy, keď sú v kaloch prítomné zlúčeniny ťažkých kovov, a to bez ukladania do depónií, ktoré doteraz pri zhodnocovaní takýchto kalov pri tavení železa bolo nevyhnutné z dôvodu zamedzenia výkyvov obsahu týchto zlúčenín ťažkých kovov.

Táto úloha je podľa vynálezu riešená tým, že sa kaly odvodnia a použijú sa ako východiskový materiál na výrobu cementu.

Ako už bolo uvedené, z EP-A-0 124 038 je známe vyrábať cementový materiál z priemyselných kalov hlavne organického alebo anorganického zloženia. Pritom sa kaly bližšie nedefinovaného zloženia (vrátane komunálnych odkalov) miešajú s cementovým materiálom v práškovej forme, načo sa granulujú alebo peletizujú. Zložky cementu, podstatné pre zloženie cementu z hľadiska neskoršieho použitia v cementárskom priemysle, sa až teraz pridávajú. Vykonáva sa teda primiešavanie látok, javiacich sa ako vhodné zložky cementu, k najrôznejším kalom, používaným ako náhradka, prípadne aditívum cementu, s cieľom získať slinkový výrobok, vhodný pre cementársky priemysel. Ten sa potom granuluje s prídavkom uhličitanu vápenatého.

Oproti tomu vynález poskytuje podstatné zjednodušenie priebehu výroby, lebo podľa vynálezu kaly použite na výrobu cementu už obsahujú základnú zložku cementového materiálu, totiž oxidy železa, oxid kremičitý, oxid hlinitý a oxid vápenatý a nemusia sa už tieto zložky pridávať.

Obzvlášť výhodné je, keď sa kaly pred ďalším spracovaním odvodnia na zvyškový obsah vlhkosti 25 až 50 % hmotn. Tým sa dosiahne ľahšia manipulovateľnosť kalov na ďalšie spracovanie.

Výhodné vyhotovenie vynálezu je charakteristické tým, že: kaly sa najprv odvodnia na zvyškový obsah vlhkosti, kaly sa potom granulujú a takto vytvorený granulát sa použije ako východiskový materiál na výrobu cementu.

Pritom sa výhodne po odvodnení pridáva ku kalom ako spojivo pálené vápno a pripadne uhoľný prach a potom sa granulujú. Kaly sa pritom pred ďalším spracovaním odvodňujú na zvyškový obsah vlhkosti 25 až 50 % hmotn., výhodne 35 až 40 % hmotn. Tak je možné kal, majúci tento zvyškový obsah vlhkosti, podávať priamo do miešacieho granulátora. Výhodné rozmedzie obsahu zvyškovej vlhkosti má pomerne priaznivú spotrebu páleného vápna. Bez takéhoto odvodnenia by na dosiahnutie dostatočnej pevnosti granulátu bola nevyhnutná podstatne vyššia spotreba páleného vápna.

Spôsob podľa vynálezu je vhodný hlavne na spracovanie kalov, ktoré odpadajú pri redukcii železnej rudy pomocou redukčného plynu vyrobeného splyňovaním uhlia. Pri úprave uhlia, použitého na splyňovanie, vzniká uhoľný prach, ktorý sa môže pridávať do kalov spolu s páleným vápnom, takže prídavok uhoľného prachu nespôsobí žiadne dodatočné náklady, ale naopak, umožňuje nákladovo výhodné zhodnotenie uhoľného prachu, ktorý' by sa inak musel zhodnocovať iným spôsobom. V tomto zmysle sa ponúka spôsob podľa vynálezu obzvlášť výhodne na zhodnotenie kalov, ktoré vznikajú pri spôsoboch podľa AT-B-376 241 a AT-B-370 134, zahrnujúcich splynenie uhlia.

Výhodne sa podľa vynálezu granulát melie na surový materiál na výrobu cementu, suší sa a nadväzne sa vypaľuje.

Pritom je výhodné, keď sa granulát mieša s minerálnymi látkami, potrebnými na výrobu cementu, ako je vápenec, íl, atď., a takto vzniknutá slinková vsádzka sa melie, suší sa a nadväzne sa vypaľuje.

Výhodne sa k odvodneným kalom pridáva uhoľný prach v množstve až 30 % hmotn., výhodne do 25 % hmotn. množstva odvodneného kalu. Uhoľný prach v uvedenom množstve má pozitívny vplyv na pevnosť granulátu. Pritom je obzvlášť výhodné použitie uhoľného prachu z odprašovacích jednotiek zariadenia na sušenie uhlia, ktoré je integrované v predloženom koncepte výroby roztaveného železa, prípadne surového železa a/alebo oceľového polotovaru, a to z dôvodov ochrany prostredia a zníženia nákladov na dopravu a ukladanie uhoľného prachu. Ďalej má pridávanie uhoľného prachu k odvodnenému kalu tú výhodu, že granuláty vytvárané v miešacom granulátore majú významný obsah uhlíka, pričom uhoľný prach predstavuje cenný energetický prínos pri vypaľovaní granulátu.

Podľa výhodného variantu sa kaly po odvodnení pri svojej zvyškovej vlhkosti použijú ako východiskový materiál na výrobu cementu a zmiešajú sa so surovým materiálom slúžiacim na výrobu cementu. Tento variant je zaujímavý hlavne vtedy, keď kaly používané podľa vynálezu predstavujú len malý percentuálny podiel množstva surového materiálu, slúžiaceho ďalej na výrobu cementu. Nie je potom potrebné žiadne zvláštne sušenie kalov, lebo primiešaním kalov, majúcich ešte zvyškovú vlhkosť, napríklad rádu 35 až 40 % hmotn., sa vlhkosť surového materiálu celkom použitého na výrobu cementu zvýši len nepatrne.

Pre krajiny s horúcim podnebím môže byť výhodné, keď sa kaly po odvodnení na zvyškový obsah vlhkosti uložia na depóniu alebo sa čerpajú priamo na depóniu, kde sa podrobia prirodzenému procesu sušenia, načo sa tak, ako sú, to znamená bez prísad, použijú ako východiskový materiál na výrobu cementu, pričom výhodne sa z depónie odoberá vždy vrchná, aspoň z väčšej časti suchá vrstva, a použije sa ako východiskový· materiál na výrobu cementu. Pritom sa voda, presakujúca z kalov uložených na depóniu, zachytáva a vedie späť. Vždy vrchná oschnutá vrstva materiálu, uloženého na depónii, sa môže odoberať pomocou bagra atď. Pritom sa táto oschnutá vrstva vyskytuje hlavne v kusovej forme, takže je ľahko manipulovateľná pri ďalšom transporte a ďalšom spracovaní.

Výhodne sa odvodnené kaly melú spoločne so surovým materiálom použitým na výrobu cementu, sušia sa a nadväzne sa vypaľujú.

Pritom je výhodné, keď sa odvodnené kaly miešajú s minerálnymi látkami, potrebnými na výrobu cementu, ako je vápenec, íl, atď., a takto vzniknutá slinková vsádzka sa melie, suší sa a nadväzne sa vypaľuje.

Výhodné vyhotovenie je charakteristické tým, že pri spôsobe výroby roztaveného železa, pri ktorom sa železná ruda v zóne priamej redukcie redukuje na železnú hubu, sa železná huba taví v taviacej splyňovacej zóne za prívodu materiálu obsahujúceho uhlík, ktorý sa splyňuje za vzniku redukčného plynu a za vzniku trosky a redukčný plyn sa zavádza do zóny priamej redukcie, tam sa premieňa a ako odplyň sa odťahuje, redukčný plyn a/alebo odplyň sa podrobuje praniu, a kaly, oddeľované pri praní, prípadne po granulách, sa použijú ako východiskový materiál na výrobu cementu. Samozrejme, je však možné použiť spôsob podľa vynálezu tiež, keď sa redukčný plyn tvorí nie splyňovaním uhlia, ale napríklad zo zemného plynu.

Vynález sa ďalej týka spôsobu granulácie kalov, spracovávaných podľa vynálezu.

Pri dnes známych spôsoboch granulácie sa dosahuje skusovatenie, napr. v diskontinuálnych granulátoroch alebo v peletovacích strojoch s vysokým aparátovými a nákupnými nákladmi. Z praxe je známe, že sa často z ekonomických dôvodov upúšťa od zhodnotenia pomocou systémov tohto druhu, lebo ukladanie na depónie je nákladovo výhodnejšie. Pretože kaly a prachy, ktoré sa majú zhodnocovať, vznikajú pri redukcii železnej rudy redukčným plynom kontinuálne a vo veľkých množstvách, majú z ekonomického hľadiska pri zhodnocovaní kalov, pripadne prachov veľký význam.

Ako už bolo uvedené, DE-A-32 44 123 už opisuje zariadenie na výrobu granulátov z kalov, vápenca a popolčeka, pričom sa tieto zložky miešajú v miešačke a granulujú sa. Ide o jednostupňový diskontinuálny proces.

DE-A-29 43 558 rovnako opisuje jednostupňovú granuláciu, pričom kal sa najprv privádza k odvodneniu, načo sa mieša v miešacom granulátore pri pridávaní suchého granulátu, prachov a popolčeka, granuluje sa a dopravuje sa ďalej cez sušiareň.

Vynález je ďalej založený na úlohe, poskytnúť spôsob granulácie kalov opísaného druhu, ako i zariadenie na vykonávanie spôsobu, ktoré umožňuje spracovanie, t. j. skusovatenie i veľkých množstiev vznikajúcich kalov s malými aparátovými a energetickými nákladmi, pričom však vyrobené granuláty vyhovujú vysokým nárokom na kvalitu, kladeným v cementárskom priemysle na kvalitu (pevnosť, schopnosť skladovania, sypkosť).

Táto úloha je podľa vynálezu vyriešená tým, že sa kaly spracovávajú kontinuálnym spôsobom, a to tak, že sa v prvom stupni procesu kontinuálne miešajú s páleným vápnom a v nadväzujúcom druhom stupni procesu sa kontinuálne granulujú. Pre tento spôsob je podstatná dvojstupňovanosť, hlavne dobré premiešanie kalov, ktorým sa získa ideálny východiskový materiál na granuláciu, prebiehajúcu kontinuálne v druhom stupni.

Podľa výhodného vyhotovenia sa miešanie vykonáva pohybom kalov spoločne s páleným vápnom v miešacom bubne a granulácia sa vykonáva peletovaním pomocou aspoň jedného peletovacieho taniera.

Ďalší výhodný variant spôsobu je charakteristický tým, že sa miešanie vykonáva pohybom kalov spoločne s páleným vápnom v miešacom bubne a granulácia sa vykonáva vytláčaním zmesi, hlavne vytláčaním zmesi cez dierovanú dosku.

Ďalej môže byť výhodné, keď sa miešanie vykonáva pohybom kalov spoločne s páleným vápnom v miešacom bubne a granulácia sa vykonáva briketovaním.

Granulácia sa podľa ďalšieho variantu spôsobu výhodne vykonáva tak, že sa kaly počas miešania v prvom stupni procesu udržiavajú vo fluidizovanom stave turbulentného trojdimenzionálneho pohybu, výhodne pomocou rotácie miešacieho hriadeľa v miešacom reaktore, vytvorenom ako miešací bubon, pričom kaly pretekajú kontinuálne po dĺžke miešacieho bubna, prípadne pri spätných vzdutiach, a kaly sa v druhom stupni procesu granulujú miešaním šmykovou silou na sypkú hmotu, výhodne v aspoň jednom granulovacom zariadení, vytvorenom ako granulovací bubon, v ktorom sa kaly pohybujú pomocou rotujúceho granulovacieho

SK 283427 Β6 hriadeľa, pričom sa kaly kontinuálne dopravujú v granulovacom bubne v pozdĺžnom smere, pričom vznikajú postupne narastajúce granuly.

Výhodne sa počas miešania kalov kvôli nastaveniu určitej vlhkosti pridáva dodatočne kvapalina a/alebo prípadne dodatočne prášky.

Pre zariadenie na vykonávanie spôsobu je charakteristický miešací bubon, za ktorým nasleduje aspoň jeden granulovací bubon.

Podľa výhodného vyhotovenia je miešací bubon vybavený miešacím hriadeľom, pretiahnutým centrálne po dĺžke miešacieho bubna, vybaveným miešacími lopatkami a ďalej sú v miešacom bubne usporiadané otáčavo poháňané nožové hlavy, ktorých rotačný pohyb je rozdielny od rotačného pohybu miešacích lopatiek.

Výhodne je granulovací bubon vybavený granulovacím hriadeľom, vybaveným granulovacími lopatkami, pretiahnutými centrálne po dĺžke granulovacieho bubna.

Výhodné vyhotovenie je charakteristické tým, že miešací hriadeľ a granulovací hriadeľ sú vybavené viacerými miešacími, prípadne granulovacími lopatkami, upevnenými na radiálne pretiahnutých lopatkových ramenách, a že do miešacieho bubna vyčnievajú zvonka a približne radiálne k miešaciemu bubnu pretiahnuté nožové hnacie hriadele, ktoré sú usporiadané v pozdĺžnom smere miešacieho bubna medzi lopatkovými ramenami a nesú vždy jednu nožovú hlavu s aspoň jedným nožom, pretiahnutým smerom od nožového hnacieho hriadeľa.

Pritom sú výhodne miešače, prípadne granulovacie lopatky tvorené vždy jedným lopatkovým listom, ktorého stredová os je sklonená - v prípade miešacieho bubna - proti príslušnému lopatkovému ramenu v uhle β medzi 20° a 60° a - v prípade granulovacieho bubna - v uhle β', ktorý je asi o 40 % menší ako β, dopredu, t. j. v smere pohybu, a nahor.

Ďalej je pritom výhodne lopatkový list v radiálnej projekcii svojej stredovej osi k miešaciemu hriadeľu, prípadne granulovaciemu hriadeľu, sklonený proti miešaciemu hriadeľu v uhle a medzi 20° a 60° a proti granulovaciemu hriadeľu v uhle a', ktorý je asi o 35 % menší ako a.

Kvôli zaisteniu rýchlosti priechodu vsadeného materiálu je výhodne usporiadaný v miešacom bubne a prípadne v granulovacom bubne v blízkosti výstupného konca na kaly, pripadne granuláty, prepad, pričom rýchlosť priechodu vsadených materiálov je jednoduchým spôsobom nastaviteľná, keď je prepad výškovo prestaviteľný.

Výhodne je pomer vnútorného objemu miešacieho bubna k vnútornému objemu granulovacieho bubna v rozmedzí medzi 0,3 a 0,7, výhodne je asi 0,5 a stupeň plnenia miešacieho bubna je medzi 30 % a 95 % obj., výhodne medzi 70 % a 85 % obj., naproti tomu stupeň plnenia granulovacieho bubna je účelne medzi 15 a 75 % obj., výhodne pod 40 % obj.

Výhodne má miešací bubon menší priemer ako granulovaci bubon a miešací hriadeľ je poháňateľný s vyšším počtom otáčok ako granulovací hriadeľ.

Výborné výsledky granulovaním možno dosiahnuť, keď sa miešací bubon prevádzkuje s Froudeovým kritériom väčším ako 1, výhodne väčším ako 3, a keď sa ďalej granulovací bubon prevádzkuje s Froudeovým kritériom menším ako 3.

Účelné vyhotovenie na vykonávanie granulácie je charakteristické miešacím bubnom a aspoň jedným za ním zaradeným peletovacím tanierom.

Ďalšie výhodné vyhotovenie je charakteristické miešacím bubnom, ako i aspoň jedným za ním zaradeným extru dérom, výhodne vybaveným dierovanou doskou, hlavne vákuový pretláčací lis.

Tiež môže byť účelné, keď je usporiadaný miešací bubon, ako i aspoň jeden za ním zaradený briketovací lis.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie vysvetlený prostredníctvom dvoch príkladov vyhotovenia znázornených na výkresoch, na ktorých predstavuje:

obr. 1 a 2 schematické znázornenie vždy jedného príkladu vyhotovenia zariadenia na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu. Na výkrese je rovnako schematicky znázornený proces granulácie kalov, vyskytujúcich sa pri redukcii železnej rudy, pričom na obr. 3 je znázornená technologická schéma zariadenia podľa vynálezu.

Obr. 4 znázorňuje axiálny rez miešacom, obr. 5 rez naprieč pozdĺžnej osi miešača podľa čiary V-V na obr. 4.

Obr. 6, 7 a 8 znázorňujú detaily miešača v reze, prípadne v pohľade podľa čiar VI-VI, VII-VII a VIII-VIII na obr. 5.

Na obr. 9 je pozdĺžny rez granulovacieho zariadenia, a na obr. 10 rez naprieč pozdĺžnej osi granulovacieho zariadenia podľa čiary X-X na obr. 9.

Obr. 11 znázorňuje detail granulovacieho zariadenia v reze vedenom podľa čiary XI-XI na obr. 10.

Obr. 12 až 16 znázorňujú ďalšie vyhotovenie vynálezu, rovnako v schematickom znázornení.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa obr. 1 sa do zariadenia na priamu redukciu, vytvoreného ako šachtová pec 1, t. j. do jeho zóny 2 priamej redukcie, zaváža zhora cez prívodné vedenie 3 kusová vsádzka 4, obsahujúca oxid železitý, ako kusová ruda, pripadne s nepálenými prísadami 5. Šachtová pec 1 je v spojení s taviacim generátorom 6, v ktorom sa vyrába z nosiča uhlíka a plynu obsahujúceho kyslík redukčný plyn, ktorý sa privádza cez prívod 7 do šachtovej pece 1, pričom v prívode 7 je usporiadané zariadenie 8 na čistenie a chladenie plynu, vytvorené ako práčka.

Taviaci generátor 6 má prívod 9 na pevný kusový nosič uhlíka, prípadne viacero prívodov 10, 11 plynu obsahujúceho kyslík a prívodov 12,13 pri izbovej teplote kvapalného alebo plynného nosiča uhlíka, ako sú uhľovodíky a na nepálené prísady. V taviacom generátore 6 sa zhromažďuje pod taviacou splyňovacou zónou 15 tekuté surové železo 16 a tekutá troska 17, ktoré sa odpichujú cez vypúšťací otvor 18.

Kusová vsádzka, ktorá sa v šachtovej peci 1 v zóne 2 priamej redukcie redukuje na železnú hubu, sa privádza do taviaceho generátora 6 cez jedno alebo viacero vedení 20, napríklad pomocou vynášacích závitoviek. V hornej časti šachtovej pece 1 je pripojený odvod 21 odplynu, vznikajúceho v zóne 2 priamej redukcie. Tento odplyň sa privádza do zariadenia 23 na čistenie plynu, ktoré je rovnako vytvorené ako práčka a je potom k dispozícii prostredníctvom vedenia 24 exportného plynu na ďalšie využitie.

V práčkach 8 a 23 vznikajúce kalové vody sa prostredníctvom vedenia 25 a 26 kalovej vody privádzajú do zahusťovača 27 a nadväzne do odvodňovacieho zariadenia 28, výhodne dekantačnej odstredivky 28, v ktorej sa kaly odvodnia na zvyškový obsah vlhkosti 25 až 50 % hmotn., výhodne 35 až 40 % hmotn. Odvodnený kal sa privádza do

SK 283427 Β6 granulovacieho zariadenia 29, napríklad miešacieho granulátora 29.

Do granulovacieho zariadenia 29 ústi vedenie 31, privádzajúce pálené vápno 30, ako i vedenie 33, privádzajúce uhoľný prach z filtra, pochádzajúci zo zariadenia 32 na sušenie uhlia. Granuláty, vytvárané v granulovacom zariadení 29, sa vynášajú pomocou dopravného zariadenia 34 a skladujú sa pod strechou 35. Granuláty sa - výhodne po železnici 36 - dopravujú k výrobcovi cementu a v ďalšom postupe sa miešajú a melú spolu s minerálnymi látkami 37, 38, ako vápenec, íl, atď., slúžiacimi ako prísady či východiskový materiál na výrobu cementu. Na to sa používajú výhodne valcové mlyny 39, známe zo stavu techniky. Nadväzne sa mletá slinková vsádzka 40 v sušiarni 42 suší pomocou spalín 43 z vypaľovacej pece 41, ktorá je výhodne vytvorená ako rotačná pec a vypaľuje sa vo vypaľovacej peci 41.

Podľa vynálezu je kal z pracích systémov 8 a 23 zariadenia na výrobu železa výlučne anorganickej povahy. Sušina kalu má definované zloženie, pričom okrem uhlíka sú ako hlavné zložky už prítomné štyri oxidy (CaO, SiO₂, Fe₂O₃, A1₂O₃) tvoriace cementový slinok. Granuláty tvoria spolu s ďalej pridávanými minerálnymi látkami slinkovú vsádzku, pričom granuláty tvoria podstatnú súčasť zložiek cementu a neslúžia len ako plnidlo, prípadne prímes. Mierne zásaditá hodnota pH, zvyšková vlhkosť asi 20 % hmotn., a veľkosť zrna granulátu už nepotrebujú, s ohľadom na ďalšie kroky spracovaním žiadne úpravy, ako mletie alebo predsušenie spalinami z vypaľovacej pece 41.

Nasledujúci príklad vyhotovenia objasňuje postup podľa vynálezu.

V zariadení na redukciu železnej rudy redukčným plynom vznikajú v práčkach kaly, ktoré sa čiastočne odvodnia na zvyškový obsah vlhkosti asi 40 % hmotn. a po pridaní uhoľného prachu z filtrov odprašovacieho zariadenia sa granulujú pomocou páleného vápna.

Granuláty majú priemerný obsah vlhkosti asi 20 %. Majú nasledujúce typické zloženie (v suchom stave): uhlík asi 40 % hmotn.

oxid vápenatý oxidy železa oxid kremičitý oxid hlinitý oxidy kovov asi 23 % hmotn. asi 20 % hmotn. asi 7 % hmotn. asi 4 % hmotn. zvyšok.

Granuláty sa podľa vynálezu privádzajú do rotačnej valcovej pece na výrobu cementového slinku.

Pri výrobe cementu sa vzťah štyroch oxidov tvoriacich slinok opisuje pomocou hydraulického modulu (HM).

HM = CaO/(SiO₂ + AI₂O₃ + Fe₂O₃) = 1,7 až 2,3

Cementy s dobrou pevnosťou majú hydraulický modul asi 2. Cementy s HM < 1,7 majú väčšinou nedostatočnú pevnosť, pri HM > 2,3 cementy väčšinou nie sú objemovo stále.

V zariadení na výrobu surového železa strednej veľkosti s kapacitou asi 80 t/h surového železa vzniká asi 8 t/h granulátu (v suchom stave).

Oproti tomu pri výrobe cementu v rotačnej valcovej peci strednej veľkosti sa vypaľuje asi 70 t/h slinku.

Pri hodnote hydraulického modulu danej slinkovej vsádzky 2 sa získa pri pridávaní granulátu daného zloženia a v uvedenom množstve hydraulický modul s hodnotou asi 1,9 (v rámci tolerancií).

Zvýšeným pridávaním CaO k slinkovej vsádzke sa môže, ak je to potrebné, hydraulický modul opäť priblížiť hodnote 2.

Podľa príkladu vyhotovenia znázorneného na obr. 2 sa upustilo od granulácie, a teda od primiešavania spojiva ako páleného vápna. Kal, odvodnený na určitú zvyškovú vlhkosť, výhodne v oblasti 25 až 50 % hmotn., predovšetkým 35 až 40 % hmotn., sa vynáša dopravným zariadením a dopravuje sa, prípadne cez medzisklad, k výrobcovi cementu a v ďalšom postupe sa mieša a melie spolu s minerálnymi látkami 37, 38 ako s vápencom, ílom atď., slúžiacimi ako východiskový materiál na výrobu cementu.

Primiešavanie odvodnených kalov sa pritom môže vykonávať vo vlhkom stave, t. j. so zvyškovou vlhkosťou dosiahnutou pri odvodnení alebo vo vysušenom stave. Hlavne je potrebné mať na zreteli primiešavanie za vlhka, keď je zvláštne sušenie kalov príliš energeticky náročné a jeho vykonávanie by bolo ťažké, a keď ďalej odvodnený kal predstavuje v pomere k celkovému množstvu materiálu použitému pri výrobe cementu len malý percentuálny podiel, ktorý' v tomto prípade vlhkosť celkového množstva zmení len nepatrne.

Pre krajiny s horúcou a suchou klímou je vhodné odvodnené kaly ukladať na depóniu a po prirodzenom vysušení odbagrovať a spolu so surovým materiálom použitým na výrobu cementu mlieť, sušiť a nadväzne vypaľovať.

Typické zloženie sušiny kalov, vznikajúcich pri výrobe tekutého železa v zóne priamej redukcie pomocou redukčného plynu, vytváraného splyňovaním uhlia, je nasledujúce:

asi 45 % hmotn. asi 25% hmotn. asi 10 % hmotn. asi 5 % hmotn. asi 3 % hmotn. zvyšok.

uhlík oxidy železa oxid kremičitý oxid hlinitý oxid vápenatý oxidy kovov

Uvedené oxidy zároveň predstavujú hlavné slinkové zložky, takže je možné jednoduchým spôsobom a bez zvláštnych zmien receptúry uskutočniť primiešame kalu k surovému materiálu, ktorý sa vyrába v cementárni a slúži na výrobu cementu.

Ak je množstvo kalu v pomere k množstvu surového materiálu, vyrábaného v cementárni, len malé, nie je nutná žiadna zmena celkovej receptúry. Obsahy hlavných slinkových zložiek sú popri miešaní kalu spravidla v tolerovanom pásme. Ak má byť pridávanie kalu do surového materiálu šaržovité, t. j. má sa vykonávať vo väčších časových odstupoch po väčších množstvách, je kvôli udržaniu konštantného hydraulického modulu zmesi účelné pridanie minerálnych látok 37, 38 ako vápenca, ílu atď.

Vynález možno využiť najmä pri spôsobe výroby železa, pri ktorom sa redukčný plyn vytvára z uhoľného plynu, lebo pritom bez ďalšieho vzniká ako vedľajší produkt uhoľný prach, nevyhnutný pre spôsob podľa vynálezu. Je však v zásade nedôležité, či sa redukčný plyn vytvára v taviacom generátore 6, ako je opísané, alebo vo zvláštnom zariadení na splyňovanie uhlia, slúžiacom výlučne na výrobu redukčného plynu alebo zo zemného plynu. Tiež je nedôležité, či sa vykonáva priama redukcia železnej rudy 4 v procese s vírivou vrstvou v jednom alebo viacerých za sebou usporiadaných reaktoroch s vírivou vrstvou, ako je opísané v príklade vyhotovenia alebo v šachtovej peci 1.

Pri nákladovo priaznivej výrobe granulátu vysokej pevnosti ako východiskového materiálu pre cementársky priemysel pri nízkej energetickej náročnosti sa postupuje nasledovne.

Najprv sa, ako je zrejmé z obr. 3, kal 51, prípadne kaly s rôznym obsahom vody, ktoré sa majú prepracovať na granulát 52, nastaví na určitý obsah vlhkosti, a to napríklad pomocou odsadzovacej nádrže 53 alebo pomocou dekanté5 ra 54. Obsah vlhkosti kalov 51 má pre proces granulácie len vedľajší význam.

Kaly 51 sa potom dopravia do miešača 55, vytvoreného ako miešací bubon, pričom na jednom konci miešacieho bubna 55 je usporiadané plniace hrdlo 56 a na protiľahlom konci miešacieho bubna 55 je usporiadané výstupné hrdlo 57. Navyše môžu byť do miešacieho bubna 55 dávkované prášky 58 (uhoľný pach, prípadne minerálne látky). Prostredníctvom vhodného merania vlhkosti príslušných materiálov vsádzky sa pomocou regulačného obvodu 59 môže nastriekavať kvapalina, napríklad voda, dýzami na vhodnom mieste, výhodne v prvej tretine miešacieho bubna 55 (v smere dopravy materiálov vsádzky), a tak nastavovať obsah vlhkosti medzi 10 a 80 % hmotn., výhodne menší alebo rovný 40 % hmotn. Ďalej sa do miešacieho bubna 55 kontinuálne dávkuje cez vhodné prívodné hrdlo alebo cez plniace hrdlo 56 pálené vápno ako spojivo 30, a to v hmotnostnom pomere medzi 0,2 až 2 kg CaO/kg H₂O, výhodne 0,6 kg CaO/kg H₂O.

Miešací bubon 55 je vybavený miešacím hriadeľom 61, pretiahnutým centrálne po celej dĺžke miešacieho bubna 55, uloženým zvonka otáčavo na čelných stranách miešacieho bubna 55 a poháňateľným motorom M, na ktorom sú usporiadané radiálne von pretiahnuté lopatkové ramená 62. Na vonkajších koncoch lopatkových ramien 62 sú vždy upevnené miešacie lopatky 63, napríklad privarené alebo priskrutkované. Lopatkové listy miešacích lopatiek 63 sú samočistiace a dosahujú až do blízkosti steny 64 miešacieho bubna 55 a sú usporiadané v sklone proti lopatkovým ramenám 63 a vystupujú dopredu v smere pohybu. Ich stredová os 65 zviera vždy s pozdĺžnou osou príslušného lopatkového ramena 62 uhol β s veľkosťou medzi 20° a 60° (pórov, obr. 8).

Radiálna projekcia stredovej osi 65 lopatkového listu proti stredovej osi 6 miešacieho hriadeľa 61 zviera so stredovou osou 66 miešacieho hriadeľa 61 uhol a, ktorý je rovnako medzi 20° a 60° (pórov, obr. 4).

Lopatkové ramená 62 sú usporiadané vo väčších vzájomných odstupoch. Medzi lopatkovými ramenami 62 sú usporiadané nožové hlavy 67, ktorých nože 68 smerujú približne radiálne k hnaciemu hriadeľu 69 nožovej hlavy 67. Hnacie hriadele 69 nožových hláv 67 sú pretiahnuté približne radiálne cez stenu 64 bubna dovnútra miešacieho bubna 55. Nožové hlavy 67 sú poháňateľné vždy vlastnými motormi M a uložené zvonka steny 64 bubna.

Spoločným účinkom miešacích lopatiek 63 a nožových hláv 67 sa materiál vsádzky v krátkom čase homogénne premieša, pričom počty otáčok miešacieho hriadeľa 61 a nožových hláv 67 sa volia tak, aby mechanickým účinkom vzniklo trojdimenzionálne vírivé lôžko, v ktorom sa udržiava materiál vsádzky vo fluidizovanom stave v turbulentnom pohybe. Jednotlivé častice pritom majú vysoký stupeň voľnosti, takže je zaistené miešanie veľkého množstva zmesi pri krátkych časoch miešania.

Nožové hlavy 67 rotujú s počtom otáčok medzi 500 a 5000 ot./min., výhodne s počtom otáčok medzi 1500 a 3000 ot./min. Miešací bubon 55 sa prevádzkuje s Froudcovým kritériom väčším ako 1, výhodne väčším ako 3, pričom stredná doba zdržania častíc v miešacom bubne 55 je medzi 30 a 300 s, napríklad 90 s. Doba zdržania sa zaisťuje vhodnou voľbou stavebnej dĺžky L_t, priemeru D_t miešacieho bubna 55 a vhodnou voľbou pomeru stupňa plnenia k objemovému toku.

V miešacom bubne 55 je výhodne usporiadaný tesne pred výstupným hrdlom 57 prepad 71, ktorý je výhodne výškovo prestaviteľný. Tak je možné tiež pomocou prepadu zaisťovať, prípadne nastavovať stredné zdržanie, prípadne požadovaný stupeň plnenia.

Kvôli dosiahnutiu dostatočného premiešania je potrebná doba zdržania 45 s, výhodne aspoň 60 s. To je možné zaistiť vhodným usporiadaním prívodného hrdla pre spojivo 30, ak sa spojivo 30 neprivádza cez plniace hrdlo 56 kalu 51. Stupeň plnenia miešacieho bubna 55 sa nastavuje výhodne na hodnotu medzi 30 a 95 % obj., výhodne na hodnotu medzi 70 a 85 % obj.

Vnútri miešacieho bubna 55 dochádza v dôsledku prítomnosti páleného vápna 30 samovoľne k silne exotermnej reakcii s vodou na hydroxid vápenatý: CaO + H₂O > > Ca(OH)₂. Časť vody, prítomná v kale 51, sa tak chemicky viaže a hasí oxid vápenatý. Hasené vápno má vlastnosti hydrogélu, ktorého koloidné vlastnosti sú dôležité na proces granulácie. Prostredníctvom spojiva 30 a prítomnej vody vznikajú v prvej fáze na základe kapilárnych síl kvapalinové môstiky. Chemickou reakciou spoj iva 30 sa vytvrdia a spevnia sa, takže sa vytvoria mostíky z pevnej látky, ktoré majú vysokú pevnosť.

Pri hasení vápna vzniká veľké reakčné teplo, ktoré vedie k odpareniu vody. Naviazaním vody na pálené vápno, ako i jej odparením sa podiel voľnej vody v kale 51 zníži pod 25 % hmotn., typicky pod 20 % kg H₂O/kg vsádzky.

Vlastná granulácia nastáva až v druhom stupni procesu, a to v granulovacom zariadení 72, zaradenom v smere dopravy vsádzky za miešacím bubnom 55, ktoré je tvorené granulovacím bubnom (obr. 9 až 11). Vnútri granulovacieho bubna 72 je centrálne pretiahnutý granulovaci hriadeľ 73, uložený na koncoch granulovacieho bubna 72, poháňateľný pomocou vlastného motoru M.

Na granulovacom hriadeli 73 sú upevnené lopatkové ramená 74, pretiahnuté radiálne von. Lopatkové ramená 74 nesú granulovacie lopatky 75, ktoré sú vytvorené podobne ako miešacie lopatky 63. Granulovacie lopatky 75 majú rovnako lopatkové listy, ktorých stredové osi 76 sú sklonené proti príslušným lopatkovým ramenám 74 (t. j. proti ich pozdĺžnym pretiahnutiam) v uhle β', ktorý je o asi 40 % menší ako uhol p, dopredu, to znamená v smere pohybu a nahor. V radiálnej projekcii stredovej osi 76 lopatkového listu k stredovej osi 77 granulovacieho hriadeľa 73 sa javí uhol a' sklonu medzi projekciou stredovej osi 76 lopatkového listu a stredovou osou 77 granulovacieho hriadeľa, ktorý je asi o 35 % menší ako uhol a pri miešacom bubne.

V granulovacom bubne 72 nie sú usporiadané žiadne nožové hlavy 67. Materiál vsádzky sa tu vedie pokojnejšie a nastáva tu miešaním šmykovou silou premena na sypkú hmotu. Tým je potrebné chápať to, že materiál vsádzky, ktorý sa dostáva do granulovacieho bubna 72 s konzistenciou už trochu pevnejšou, tvorí v granulačnom bubne sypký materiál, ktorý sa dopravuje granulovacími lopatkami 74, t. j. prepracováva sa. Granulovacie lopatky 74 sa pretláčajú cez sypký materiál a častice sa navzájom pohybujú tak, že nastáva zväčšovanie častíc granulátu 52 prostredníctvom síl pôsobiacich medzi časticami.

Počet otáčok granulovacieho hriadeľa 73 sa volí tak, že neustále opakované odvaľovanie produktu na stenách 78 bubna vedie k narastaniu aglomerátov. Zväčšovanie častíc nastáva na základe nabaľovania (efekt snehovej gule).

V granulovacom bubne 72, ktorý je rovnako vybavený prepadom 71, je pre tvorbu granulátu 52 potrebné, aby dochádzalo k šetrnému spracovaniu materiálu vsádzky. Až tak je možné zo zárodkov granúl, pri vstupnom hrdle granulovacieho bubna ešte malých, vytvárať spojovaním častíc granulát 52 požadované veľkosti. Šetrné spracovanie granulátu vyžaduje ďalšie zdržanie materiálu vsádzky v granulovacom bubne 72, pričom stavebná dĺžka L₂ a priemer

D₂ granulovacieho bubna 72 musia byť volené s ohľadom na presadenie, strednú dobu zdržania a stupeň plnenia. Granulovací bubon 72 sa prevádzkuje s Froudeovým kritériom menším ako 3. Stredná doba zdržania v granulovacom bubne je medzi 60 a 600 s, napríklad okolo 120 s. Stupeň plnenia je medzi 15 až 75 % hmotn., výhodou menej ako asi 40 % hmotn.

V granulovacom bubne 72 dochádza k viazaniu haseného vápna s oxidom uhličitým zo vzduchu a na základe hasením zvýšenej teploty granulátu 52.

Použitím páleného vápna ako spojiva 30 sa zamedzí tvorbe krustov pri sušení pri teplote v miešací 55 a granulovacom zariadení 72 asi 120 °C. Vznikajúce brýdy sa tak v miešači 55, ako tiež v granulovacom zariadení 72 odvádzajú zvláštnym brýdovým hrdlom 80 a neznázorneným kondenzátorom brýd.

Lopatky 63 a 75 a lopatkové ramená 62 a 74 tak miešacieho bubna 55, ako tiež granulovacieho bubna 72 sú, ako zodpovedá vlastnostiam spracovávaných látok, vyhotovené z otcru- a korózievzdomých materiálov.

Pomer Froudeovho kritéria miešacieho bubna 55 a granulovacieho bubna 72 je medzi 0,5 a 5. V súlade s tým je potrebné upraviť obvodové rýchlosti, a teda tiež otáčky v závislosti od priemerov Dj, D₂ obidvoch bubnov 55, prípadne 72.

Rozdelenie krokov postupu do dvoch procesných stupňov miešania/reakcie v miešacom bubne 55 na jednej strane a aglomerovanie v granulovacom bubne 72 na druhej strane umožňuje optimálne prispôsobenie tak aparátových súčastí, ako i procesných podmienok danej úlohy. Hlavne počty’ otáčok hriadeľov 61 a 73, a tým Froudeovho kritéria, stupeň plnenia a doba zdržania, usporiadania a geometrie lopatiek, ako i ich postavenie k stene 64, prípadne 78 bubna, sa môžu nastaviť pre miešací bubon 55 a granulovací bubon 72 navzájom nezávisle. Tieto stupne voľnosti, získané navyše oproti jednostupňovému procesu, až teraz umožňujú zaistiť kvalitu granulátu 52, bezpodmienečne nutnú na jeho využitie ako materiálu pre cementársky priemysel.

Alternatívne k opísanému vyhotoveniu znázornenému na obr. 4 až 11, podľa ktorého sa granulácia vykonáva v jedinom granulačnom bubne 72 s oproti miešaciemu bubnu 55 podstatne väčším vnútorným objemom, mohli by byť tiež usporiadané dva alebo viacero granulovacích bubnov 72 k jedinému miešaciemu bubnu 55.

Namiesto oddelenej stavby miešacieho bubna 55 a granulovacieho bubna 72 existuje tiež možnosť kombinovať obidva do jednej jednotky, ako je znázornené na obr. 12 a

13. Pritom sú miešač 55 a granulovacie zariadenie 72 vytvorené ako kompaktné zariadenie, tvorené jedným kombinovaným bubnom 81, vytvoreným ako jeden kus. Kombinovaný bubon 81 môže mať v oblasti prechodu medzi miešacom 55 a granulovacím zariadením 72 skok AD priemeru, aby boli dodržané potrebné doby zdržania a obvodovej rýchlosti. Miešač 55 a granulovacie zariadenie 72 obsahujú spoločný hriadeľ 61na ktorom sú upevnené nástroje 63, 75. Výhodou tohto variantu je, že sú nižšie investičné náklady.

Na ďalšie zlepšenie tvaru granulátu, ako i jeho stability a kvôli dosiahnutiu úzkeho spektra rozloženia môže byť navyše za opísané dvojstupňové zariadenie zaradený prevaľovací stupeň 82. Ten je vytvorený v podstate z horizontálnej otáčavej rúrky s miernym sklonom k výstupu.

Podľa vyhotovenia granulovacieho zariadenia znázorneného na obr. 14 sa kaly 51, spojivo 30 a prísady 58 ako uhoľný prach, privádzajú zo zásobníkov 83 do miešača 55, z ktorého sa uvádzajú na aspoň jeden peletovací tanier 84, na ktorom sa vykonáva vlastná granulácia.

Podľa vyhotovenia znázorneného na obr. 15 sa kaly 51, prísady 58 a spojivo 30 rovnako dobre premiešajú v miešači 55 a nadväzne sa privedú do extrudéra 85. Ako extrudér 85 je výhodne usporiadaný vákuový lis, ktorý má na jednom konci dierovanú dosku 86, cez ktorú sa pretláčajú kaly, pričom tvoria tenké povrazce. Oddeľovaním povrazcov (vplyvom tiaže) sa tvorí granulát, manipulovateľný ako sypká hmota.

Podľa vyhotovenia znázorneného na obr. 16 sa po miešaní vykonáva vytváranie granulátu briketovaním zmiešaného vsádzkového materiálu pomocou briketovacieho lisu 87.

Pri všetkých vyhotoveniach znázornených na obr. 3 až 16 sa vykonáva granulácia kontinuálne. Bolo by však tiež možné granulovať kaly 51 vznikajúce pri redukcii železnej rudy redukčnými plynmi diskontinuálne, pričom sa kaly 51 rovnako najprv odvodnia. Potom sa kaly 51 čerpajú do medzizásobníka a odtiaľ sa dostávajú pomocou vynášacej závitovky do miešacieho granulátora. Miešací granulátor sa plní v cykloch, napríklad v polhodinovom takte. V miešacom granulátore dochádza k premiešaniu kalov 51 so spojivom 30 a eventuálnymi prísadami 58, pričom sa najprv vnášajú prísady a až potom pálené vápno 30. Po vnesení páleného vápna 30 sa počet otáčok miešacieho granulátora prestaví, výhodne zníži. Po určitom čase granulácie sa vyváža granulát a skladuje sa v medzizásobníku, z ktorého sa dopravníkovým pásom vyváža a nakoniec sa prevaľuje. Po vyvezení sa miešací granulátor znova plní.

Claims (38)

1. Spôsob zhodnotenia prachov vznikajúcich pri redukcii železnej rudy redukčným plynom, odlučovaných v práčke vo forme kalu, vyznačujúci sa tým, že sa kaly odvodňujú a používajú ako východiskový materiál na výrobu cementu.

2. Spôsob podľa nároku I,vyznačujúci sa t ý m , žc sa kaly pred ďalším spracovaním odvodňujú na zvyškový obsah vlhkosti 25 až 50 % hmotn., výhodne 35 až 40 % hmotn.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že

- kaly sa najprv odvodňujú na zvyškový obsah vlhkosti,

- kaly sa potom granulujú a

- takto vytvorený granulát sa používa ako východiskový materiál na výrobu cementu.

4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa t ý m , že po odvodnení sa pridáva ku kalom ako spojivo pálené vápno a prípadne uhoľný prach a potom sa granulujú.

5. Spôsob podľa nároku 3 alebo 4, vyznačujúci sa t ý m , že granulát sa melie na surový materiál na výrobu cementu, suší sa a nadväzne sa vypaľuje.

6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 5, vyznačujúci sa tým, že sa granulát mieša s minerálnymi látkami potrebnými na výrobu cementu, ako je vápenec, íl, atď., a takto vzniknutá slinková vsádzka sa melie, suší sa a nadväzne sa vypaľuje.

7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa k odvodneným kalom pridáva uhoľný prach v množstve až 30 % hmotn., výhodne do 25 % hmotn. množstva odvodneného kalu.

8. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým,že sa kaly po odvodnení pri svojej zvyškovej vlhkosti používajú ako východiskový materiál na vý7 robu cementu a zmiešajú sa so surovým materiálom slúžiacim na výrobu cementu.

9. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačuj ú c i sa t ý m , že sa kaly čerpajú priamo na depóniu alebo sa po odvodnení na zvyškový obsah vlhkosti ukladajú na depóniu, kde sa podrobujú prirodzenému procesu sušenia, načo sa tak, ako sú, používajú ako východiskový materiál na výrobu cementu.

10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa t ý m , že sa z depónie odoberá vždy horná, aspoň z väčšej časti suchá vrstva a používa sa ako východiskový materiál na výrobu cementu.

11. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 8 až 10, vyznačujúci sa tým, že sa odvodnené kaly melú spoločne so surovým materiálom použitým na výrobu cementu, sušia sa a nadväzne sa vypaľujú.

12. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa t ý m , že sa odvodnené kaly miešajú s minerálnymi látkami potrebnými na výrobu cementu, ako je vápenec, íl atď. a takto vzniknutá slinková vsádzka sa melie, suší sa a nadväzne sa vypaľuje.

13. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že pri spôsobe výroby roztaveného železa, pri ktorom sa železná ruda v zóne priamej redukcie redukuje na železnú hubu, sa železná huba taví v taviacej splyňovacej zóne za prívodu materiálu obsahujúceho uhlík, ktorý sa splyňuje za vzniku redukčného plynu, a za vzniku trosky, a redukčný plyn sa zavádza do zóny priamej redukcie, tam sa premieňa a ako odplyň sa odťahuje, redukčný plyn a/alebo odplyň sa podrobuje praniu a kaly oddeľované pri praní, prípadne po granulácii, sa používajú ako východiskový materiál na výrobu cementu.

14. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 13, vyznačujúci sa tým, že sa kaly spracovávajú kontinuálnym spôsobom, a to tak, že sa v prvom stupni procesu kontinuálne miešajú s páleným vápnom a v nadväzujúcom druhom stupni procesu sa kontinuálne granulujú·

15. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa t ý m , že sa miešanie vykonáva pohybom kalov spoločne s páleným vápnom v miešacom bubne a granulácia sa vykonáva peletovanim pomocou aspoň jedného peletovacieho taniera.

16. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa t ý m , že sa miešanie vykonáva pohybom kalov spoločne s páleným vápnom v miešacom bubne a granulácia sa vykonáva vytláčaním zmesi, hlavne vytláčaním zmesi cez dierovanú dosku.

17. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa t ý m , že sa miešanie vykonáva pohybom kalov spoločne s páleným vápnom v miešacom bubne a granulácia sa vykonáva briketovaním.

18. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa t ý m , že sa kaly počas miešania v prvom stupni procesu udržiavajú vo fluidizovanom stave turbulentného trojdimenzionálneho pohybu, výhodne pomocou rotácie miešacieho hriadeľa v miešacom reaktore, vytvorenom ako miešací bubon, pričom kaly pretekajú kontinuálne po dĺžke miešacieho bubna, pripadne pri spätných vzdutiach a kaly sa v druhom stupni procesu granulujú miešaním šmykovou silou na sypkú hmotu, výhodne v aspoň jednom granulovacom zariadení, vytvorenom ako granulovací bubon, v ktorom sa kaly pohybujú pomocou rotujúceho granulovacieho hriadeľa, pričom sa kaly kontinuálne dopravujú v granulovacom bubne v pozdĺžnom smere, pričom vznikajú postupne narastajúce granule granulátu.

19. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 14 až 18, vyznačujúci sa tým, že počas miešania kalov sa kvôli nastaveniu určitej vlhkosti kalov pridáva dodatočne kvapalina a/alebo prípadne dodatočne prášky.

20. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa jedného alebo viacerých z nárokov 14 alebo 18 alebo 19, vyznačujúce sa tým, že obsahuje toto zariadenie miešací bubon (55), za ktorým je usporiadaný aspoň jeden granulovací bubon (72).

21. Zariadenie podľa nároku 20, vyznačujúce sa t ý m , že miešací bubon (55) je vybavený miešacím hriadeľom (61, 6 ľ), pretiahnutým centrálne po dĺžke miešacieho bubna (55), vybaveným miešacími lopatkami (63), a ďalej sú v miešacom bubne (55) usporiadané otáčavo poháňané nožové hlavy (67), ktorých rotačný pohyb je rozdielny od rotačného pohybu miešacích lopatiek (63).

22. Zariadenie podľa nároku 20 alebo 21, v y z n a čujúce sa tým, že je granulovací bubon (72) vybavený granulovacím hriadeľom (73, 6ľ), vybaveným granulovacími lopatkami (75), pretiahnutými centrálne po dĺžke granulovacieho bubna (72).

23. Zariadenie podľa nároku 22, vyznačujúce sa t ý m , že miešací hriadeľ (61, 61') a granulovací hriadeľ (73, 6 ľ) sú vybavené viacerými miešacími, prípadne granulovacími lopatkami (63, 75), upevnenými na radiálne pretiahnutých lopatkových ramenách (62, 74), a že do miešacieho bubna (55) vyčnievajú zvonka a približne radiálne k miešaciemu bubnu (55) pretiahnuté nožové hnacie hriadele (69), ktoré sú usporiadané v pozdĺžnom smere miešacieho bubna (55) medzi lopatkovými ramenami (62), a nesú vždy jednu nožovú hlavu (67) s aspoň jedným nožom (68), pretiahnutým smerom od nožového hnacieho hriadeľa.

24. Zariadenie podľa nároku 23,vyznačujúce sa t ý m , že miešacie, prípadne granulovacie lopatky (63, 75) sú tvorené vždy jedným lopatkovým listom, ktorého stredová os (65) je sklonená - v prípade miešacieho bubna (55) - proti príslušnému lopatkovému ramenu (62) v uhle (β) 20° až 60° a - v prípade granulovacieho bubna (72) - v uhle (β), ktorý je asi o 40 % menší ako (β) dopredu, t. j. v smere pohybu a nahor.

25. Zariadenie podľa nároku 24, vyznačujúce sa t ý m , že lopatkový list je v radiálnej projekcii svojej stredovej osi (65) k miešaciemu hriadeľu (61), pripadne granulovaciemu hriadeľu (73) sklonený proti miešaciemu hriadeľu (61) v uhle (a) 20° až 60° a proti granulovaciemu hriadeľu (73) v uhle (a'), ktorý je asi o 35 % menší ako (a).

26. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 20 až 25, vyznačujúce sa tým, že v miešacom bubne (55) a prípadne v granulovacom bubne (72) v blízkosti výstupného konca je usporiadaný prepad (71) pre kaly (51), pripadne granuláty (52).

27. Zariadenie podľa nároku 26, vyznačuj úce sa t ý m , že prepad (71) je výškovo prestaviteľný.

28. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 20 až

27, vyznačujúce sa tým, že pomer vnútorného objemu miešacieho bubna (55) k vnútornému objemu granulovacieho bubna (72) je v rozmedzí medzi 0,3 a 0,7, výhodne je asi 0,5.

29. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 20 až

28, vyznačujúce sa tým, že stupeň plnenia miešacieho bubna (55) je medzi 30 % a 95 % obj., výhodne medzi 70 % a 85 % obj.

30. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 20 až

29, vyznačujúce sa tým, že stupeň plnenia granulovacieho bubna (72) je medzi 15 a 75 % obj., výhodne pod 40 % obj.

31. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 20 až

30, vyznačujúce sa tým, že miešací bubon (55) má menší priemer (Dl) ako granulovací bubon (72).

32. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 20 až

31, vyznačujúce sa tým, že miešací hriadeľ (61) je poháňateľný s vyšším počtom otáčok ako granulovací hriadeľ (73).

33. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 20 až

32, vyznačujúce sa tým, že sa miešací bubon (55) prevádzkuje s Froudeovým kritériom väčším ako 1, výhodne väčším ako 3.

34. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 20 až

33, vyznačujúce sa tým, že sa granulovací bubon (72) prevádzkuje s Froudeovým kritériom menším ako 3.

35. Zariadenie podľa nárokov 33 alebo 34, v y z n a čujúce sa tým, že pomer Froudeových kritérií, s ktorými sú prevádzkované miešací bubon (55) a granulovaci bubon (72), je medzi 0,5 a 5.

36. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nároku

15, vyznačujúce sa tým, že obsahuje miešací bubon (55) a aspoň jeden za ním zaradený peletovací tanier (84).

37. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nároku

16, vyznačujúce sa tým, že obsahuje miešací bubon (55), ako i aspoň jeden za ním zaradený extrudér (85), výhodne vybavený dierovanou doskou (86), predovšetkým vákuový pretláčací lis.

38. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nároku

17, vyznačujúce sa tým, že je usporiadaný miešací bubon (55), ako i aspoň jeden za ním zaradený briketovací lis (87).