10. 1. 2023

Separace kovových nečistot z křemičitého písku (případová studie)

---

Tvárnice z bílého pórobetonu obsahují obvykle pouze suroviny přírodního původu (především křemičitý písek, vápno, cement a vodu). V průběhu výrobního procesu se ještě doplňuje reakční prvek (hliník), přičemž podmínkou pro získání finální zářivě bílé barvy je kvalitně namletý křemičitý písek.

Jako levná varianta či náhrada bílého pórobetonu se pak (zejména z cenových důvodů a v méně rozvinutých zemích) používá šedý pórobeton, který je však chemicky i mechanicky méně stabilní (tvárnice z tohoto mateirálu tedy mají sklon praskat, drolit se a odlupovat). Hlavním důvodem těchto problémů je fakt, že zatímco bílý pórobeton je tvořen vysoce kvalitními přírodními surovinami, v šedém pórobetonu se drahý křemičitý písek nahrazuje elektrárenským popílkem (který navíc často obsahuje zdraví škodlivé látky jako olovo, kadmium, rtuť, arzén). Obsah těchto látek má negativní vliv nejen na mikroklima výsledné stavby, ale vede i k problémům s ekologickou likvidací použitých pórobetonových tvárnic (látky obsažené v elektrárenském popílku se nesmějí dostat do půdy ani vodních zdrojů). Na druhé straně bílý pórobeton je i z ekologického pohledu nezávadný, a případnou suť je možno bezproblémově recyklovat a znovu použít. Z tohoto důvodu se renomovaní světoví výrobci zaměřují primárně na výrobu bílého pórobetonu (např. v Německu se z šedého pórobetonu již téměř nestaví).

Popis problému:

Jeden z nejvýznamnějších světových výrobců bílého pórobetonu se na nás obrátil s žádostí o vyřešení dlouhodobého problému s odstraněním nežádoucích železných příměsí z křemičitého písku (ten se na zpracovatelské lince rozmělňuje v kulovém mlýnu, přičemž z kulového mlýna odcházi pomletý písek znečištěný zbytky mlecích koulí a železitým otěrem z mlýna a potrubního systému). Za účelem záchytu zbytků mlecích koulí nainstaloval původně výrobce na výstupu z mlýna jemné síto. To se však při vysoké mlecí kapacitě (až 30 tun za hodinu) velmi rychle zanášelo a ucpávalo malými kamínky obsaženými v rozemleté směsi (a navíc toto síto nedokázalo odseparovat menší částečky mlecích koulí ani mikroskopický železný otěr). Nežádoucí železné kontaminanty se tedy i po instalaci síta nadále dostávaly přes vysokotlaké čerpadlo do potrubního systému a odtud až do zásobníkových sil (kde docházelo k jejich postupnému usazování).

Řešení problému:

Klient se dlouhou dobu snažil nalézt řešení, které by zajistilo spolehlivé odstranění výše uvedených železných příměsí ze směsi jemného polotekutého písku. Bohužel vzhledem k řadě specifických faktorů (polotekutý a současně vysoce abrazivní materiál, vysoká zpracovatelská kapacita, otevřený průtočný systém s rychle proudícícm materiálem, různorodost železných kontaminantů – větší kusy mlecích koulí i feromagnetický prach atd.) není pro danou aplikaci možno použít žádný ze standardních magnetických separátorů, přičemž renomovaným výrobcům separátorů se nechtělo jít do obtížné a nejisté konstrukce zcela nového typu magnetického separátoru.

Klient by problém mohl vyřešit aplikací magnetického bubnu (tzv. trunnion magnetu), přes který materiál protéká středem vnitního pláště, ale při požadované kapacita 30 tun materiálu za hodinu by se musel použít velmi velký buben, jehož cena by se pohybovala v řádu několika stovek tisíc euro (a i toto řešení by nebylo dokonalé, neboť velmi abrazivní materiál by byl v přímém kontaktu s pláštěm bubnu, tudiž by ho s vysokou pravděbodobností relativně rychle probrousil, což by si vyžádalo výrobní odstávku a finančně i časově náročnou opravu magnetického separátoru).

Klient by též problém mohl vyřešit přechodem na jiný typ výrobní technologie, ale taková investice by byla nákladnější než pořízení magnetického bubnu s vnitřním průtokem.

Proto výrobce pórobetonu uvítal přístup firmy SOLLAU, která přesně na základě jeho požadavků a stávající výrobní technologie vytvořila zcela nový typ magnetického separátoru – bezkontaktní magnetickou desku nad skluz s automatickým čištěním pro nepřerušovný výrobní provoz. Instalací separátoru SOLLAU DND-SFX bylo dosaženo výrazného zlepšení čistoty výchozího materiálu (o více než 60 %), neboť magnetický separátor firmy SOLLAU spolehlivě zachycuje většinu všech železných kontaminantů (tedy jak části mlecích koulí, tak i mikroskopické železný otěr).

Důvody použití DND-SFX

Výhodou řešení firmy SOLLAU:

• vysoká efektivita magnetické separace (záchyt jak drobných, tak i větších magnetických částic)
• plně automatický provoz bez nutnosti přerušení toku materiálu při čištění separátoru
• vysoká odolnost vůči abrazi (protože magnetický systém není v přímém kontaktu s čištěným materiálem)
• snadná a rychlá instalace separátoru (bez nutnosti větších zásahů do stávajícího uspořádání výrobní linky)
• nenáročnost z hlediska pořizovacích nákladů (v porovnání s konkurenčními systémy jako např. trunnion magnet).

Přínosy našeho řešení pro klienta

Důsledkem razantního zvýšení čistoty výchozího materiálu bylo prodloužení servisních intervalů a celkové životnosti zejména následujících klíčových technologických zařízení:

1. Vysokotlaké čerpadlo - výrazné prodloužení životnosti
2. Potrubí odvádějící vyčištěný materiál - snížení otěru potrubí vedlo k prodloužení servisních intervalů čištění potrubí o 100 %
3. Silo na zpracovaný materiál – výrazné prodloužení servisního intervalu se současným snížením náročnosti pravidelné údržby (v důsledku poklesu množství železitých usazenin na dně zásobníků až o 75 %)

Další finanční přínos plyne klientovi z odprodeje vyseparovaného železného odpadu materiálu specializovaným výkupnám druhotných surovin.  

A i pro finálního uživatele pórobetonových výrobků má odstranění nežádoucích kontaminantů velký význam, neboť nyní se již do porobetonových tvárnic nedostávají železné částice, které po čase reagovaly se vzdušnou vlhkostí a vytvářely na omítnutých stěnách víceméně neodstranitelné rezavé skvrny (protože i po přemalování kovové kontaminanty opět reagovaly s vlhkostí…).