Metoda spiekowo-rozpadowa

Metoda spiekowo-rozpadowa lub metoda zasadowo-rozsypowa[1] (tzw. metoda Grzymka, ang. Grzymek process[2][3]) – przemysłowa metoda wytwarzania tlenku glinu i cementu portlandzkiego, opracowana przez Jerzego Grzymka w 1959 roku[4]. Umożliwia produkcję tlenku glinu bez konieczności stosowania boksytu[5][6].

Metoda polega na spiekaniu rud glinonośnych z wapieniem i dodatkiem sody z wytworzeniem spieku składającego się z ortokrzemianu wapnia i minerałów glinowo-wapniowych (12CaO · 7AlO
3 i CaO · AlO
3). W czasie chłodzenia spiek ten ulega rozpadowi na drobny pył, z którego ekstrahuje się zawarte w pyle gliniany wapnia za pomocą roztworu sody, w wyniku czego związki glinu przechodzą w postaci glinianów do roztworu. Pozostałość, po wymieszaniu z niewielką ilością zmielonego kamienia wapiennego, wykorzystuje się do produkcji cementu portlandzkiego[5]. Proces umożliwia uzyskanie tlenku glinu zawierającego ponad 99,5% czystego składnika[1].

Historia

Metoda opracowana została w Akademii Górniczo-Huniczej w Krakowie oraz w Instytucie Przemysłu Wiążących Materiałów Budowlanych w Opolu przez 10-osobowy zespół pod kierunkiem Jerzego Grzymka, który nagrodzony został w 1968 roku państwową nagrodą I stopnia[1].

Opis metody

Na pierwszym etapie kamień wapienny i ruda glinonośna umieszczane są w młynie kulowym, gdzie mieli się je na mokro. W wyniku tego procesu otrzymuje się szlam, który homogenizuje się w zbiornikach korekcyjnych i wypala w obrotowym piecu cementowym, który jest ogrzewany poprzez spalanie pyłu węglowego[5].

W trakcie chłodzenia spiek ulega rozpadowi z wytworzeniem pyłu, który poddaje się ługowaniu wodnym roztworem sody. Na tym etapie następuje rozpuszczenie związków glinu. Osad oddziela się za pomocą filtrów próżniowych, a przesącz poddaje się dekantacji, po czym usuwa się z niego związki krzemu za pomocą mleka wapiennego[5][6].

Zastosowanie i wykorzystanie

Metoda spiekowo-rozpadowa pozwala na uzyskanie tlenku glinu o wysokiej czystości z tanich surowców nieboksytowych. Wykorzystywany jest on następnie do produkcji soli glinu, np. siarczanu glinu, chlorku glinu i fluorku glinu. Stosuje się go również do produkcji aluminium elektrolitycznego. Pyliste produkty pozostałe po wydzieleniu tlenku glinu służą do wytwarzania cementu[5].

Metoda ta po raz pierwszy uruchomiona została w skali doświadczalnej w 1954 roku w Cementowni Groszowice w Groszowicach, gdzie następnie utworzono Oddział Tlenku Glinu[5]. W latach 1966–1985 Cementownia Groszowice wyprodukowała metodą Grzymka 70 tys. ton tlenku glinu oraz 600 tys. ton cementu[3].

W PRL-u planowano także uruchomienie wielkoprzemysłowej fabryki wykorzystującej metodę Grzymka, która miałaby zdolność produkowania rocznie ponad 100 tys. ton tlenku glinu rocznie[5]. Decyzję o budowie fabryki rząd PRL podjął 3 sierpnia 1973, planując realizację inwestycji na lata 1975–1978 przy Kombinacie Cementowo-Wapienniczym "Nowiny" koło Kielc[5][1].

Wydana w 1979 roku Encyklopedia – świat w przekroju podała, że metoda Grzymka, obok metody kucia wałów, opracowanej przez Tadeusza Ruta, była najczęściej kupowaną przez zagraniczne przedsiębiorstwa polską technologią[7].

Film

W 1975 roku nagrano edukacyjny film dokumentalny poświęcony tej metodzie pt. Polska metoda produkcji tlenku glinu i cementu Jerzego Grzymka[8].

Przypisy

  1. ↑ a b c d Praca zbiorowa ↓, s. 439.
  2. ↑ Grzymek Process. W: Daniel John O'Connor: Alumina extraction from non bauxitic materials. Aluminium-Verlag, 1988, s. 234-239. ISBN 3-87017-190-1.
  3. ↑ a b Grzymek Process. W: Alan E. Comyns: Encyclopedic Dictionary of Named Processes in Chemical Technology. Wyd. 2. CRC Press, 2010, s. 111. ISBN 978-1-4200-4916-9. [dostęp 2017-08-19].
  4. ↑ Jerzy Grzymek, Sposób wytwarzania wysokosprawnego cementu portlandzkiego przy jednoczesnym otrzymywaniu tlenku glinu jako produktu ubocznego. Patent nr PL43444, Warszawa: Urząd Patentowy PRL, 20 września 1960 [dostęp 2017-09-05].
  5. ↑ a b c d e f g h publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać Elżbieta Kosacka. "Metoda spiekowo-rozpadowa J. Grzymka wytwarzania tlenku glinu i cementu z surowców krajowych". „Przegląd Geologiczny”. 5/1974, s. 197-200, 1974. [dostęp 2017-08-19]. 
  6. ↑ a b Zofia Orman ↓.
  7. ↑ Encyklopedia – świat w przekroju. Praca zbiorowa. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1979, s. 512. ISSN 0137-6799.
  8. ↑ Film dok. Polska metoda produkcji tlenku glinku i cementu Jerzego Grzymka

Bibliografia

  • Praca zbiorowa: Polska. Zarys encyklopedyczny. Warszawa: PWN, 1974, s. 349.
  • Technologia otrzymywania tlenku glinowego oprócz ce­mentu szybkosprawnego według metody prof. Jerzego Grzymka. W: Zofia Orman: Produkcja tlenku glinowego. Katowice: Śląsk, 1963.