BR112016012608B1 - Método para a produção de um substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente - Google Patents

Método para a produção de um substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente Download PDF

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Abstract

método para a produção de um substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente. método da invenção para a produção de um substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente, a argila é calcinada com um combustível, que compreende uma substância mineral, a uma temperatura compreendida entre 500ºc e 1250ºc, de preferência, entre 550ºc e 1150ºc e, mais preferencialmente, entre 700ºc e 900ºc, em que a mistura resultante da substância mineral proveniente do combustível e a argila calcina formam o substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente, no qual a fração de substância mineral incorporada no substituto de clínquer hidráulico pelo combustível está compreendida entre 1% e 60% em peso.

Description

[001] Método para a produção de um substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente.
[002] As emissões de CO2 anuais produzidas pela indústria do cimento são da ordem de 4 Gt. Assim sendo, têm sido desenvolvidos métodos para reduzir as emissões de CO2 por tonelada métrica de cimento, através de medidas tais como combustíveis provenientes de biomassa, recuperação de calor residual, substituição de clínquer por pozolanas ou deposição de CO2 provenientes de gases de fumo. Neste caso, uma medida particularmente eficaz é a redução do fator de clínquer, substituindo parte do clínquer com substâncias pozolânicas, tais como escórias de altos-fornos, cinzas volantes, pozolanas naturais ou calcário. Para se manter um fator global de clínquer de 76 (wwwb.wbcsdcement.or), a necessidade de substitutos de clínquer no caso de uma produção anula de cimento de cerca de 4 Gt é de aproximadamente 1 Gt. Além disso, face aos antecedentes de uma produção crescente de cimento mundial, a necessidade de substitutos de clínquer irá aumentar ainda mais.
[003] A decisão a favor de um substituto aglutinante é feita de acordo com a disponibilidade regional do material e com os custos associados à sua aquisição e à logística. Além disso, no cimento, qualquer substituto de clínquer (calcário, escórias de altos-fornos, cinzas volantes, pozolanas) proporciona uma contribuição específica para reações de hidratação e, assim, para o desenvolvimento de força.
[004] Dependendo da utilização do cimento e das regulações para a composição aglutinante e de padrões concretos, os níveis de substituição de clínquer na Europa, para além de constituintes secundários (0%-5%), são de 5% a 95% (CEM II A/B, CEM IIIC). No entanto, o calcário, em particular, pode ser normalmente adicionado apenas até cerca de 20% sem uma perda de desempenho de aglutinante. Outros conjuntos de padrões, com validade nacional, não são orientados em termos da composição de aglutinante, mas, em vez disso, apenas na funcionalidade do aglutinante, permitindo a adição de níveis ainda mais elevados de aditivos pozolânicos (v.g., ASTM C595, SNI 150302-2004), ou não têm quaisquer regulações no que diz respeito à composição do cimento (ASTM C1157).
[005] Um outro substituto de clínquer, embora apresente pouca utilização até aos dias de hoje, são as argilas calcinadas, as quais podem ser utilizadas como substitutos de clínquer e aditivos em cimento e betão. No documento DE 10 2011 014 498 B4 encontra-se descrito mais minuciosamente um método para a produção de um substituto de clínquer a partir de argila calcinada.
[006] Os minerais de argila são filossilicatos, silicatos em folha ou em camadas, os quais são caracterizados por uma alternação empilhada de camadas ricas em silício, ricas em alumínio ou ricas em silício e ricas em alumínio com intercamadas de hidróxido, metais alcalinos ou água. Além disso, as argilas sem custos possuem frequentemente impurezas, por exemplo, como resultado de níveis elevados de ferro. Dependendo da manifestação de ferro, níveis elevados de ferro, em particular, podem resultar, durante a calcinação, de uma descoloração vermelha típica, que é aparente à partida quando se utiliza a argila calcina, mas também depois no cimento e betão quando a argila é utilizada como substituto de clínquer, em que esta descoloração é proveniente do ferro trivalente que dá origem a uma coloração vermelha.
[007] Tendo em cota os custos das argilas com pureza elevada, as argilas de qualidade simples e com baixo custo são as únicas contempladas como substituto de clínquer de aglutinantes. As manifestações da argila, em particular, aquelas que apresentam uma pureza reduzida, são alargadas. Para se corrigir a descoloração vermelha, no documento DE 10 2011 014 498 B4 é proposto um processo de arrefecimento especial sob condições de redução ou a injeção de óleo em um arrefecedor de forma a gerar uma atmosfera redutora. Nesta atmosfera redutora, até 1/3 do ferro trivalente que confere uma cor vermelha em hematite é reduzido e é formada a espinela ferro-ferro cinzenta (magnetite). A cor cinzenta proporciona uma significância particular em termos de aceitação do cimento por parte do consumidor final.
[008] Na calcinação de argila, a qual é efetuada, por exemplo, em um forno rotativo, em um permutador de calor de tipo suspensão, em um leito fluidificado ou então em uma fornalha multicamadas, os minerais da argila perdem, em primeiro lugar, a água superficial e depois a água estrutural. Uma consequência desta perda de água é a transição de fase dos minerais de argila cristalinos em minerais de meta-argila amorfos ao raio X. Após novo aquecimento (500°C-1250°C) dos minerais da argila, a fusão dos minerais de meta-argila é acompanhada pela formação de vidros de alumino-silicatos ou então, no caso de uma composição química/mineralógica adequada, de fases de temperatura elevada, tais como mulite ou cristobalite. A temperatura de chama de uma inflamação interna é difícil de regular em um intervalo de temperatura reduzida. Por tal motivo, são normalmente utilizadas câmaras de inflamação externas para a calcinação de argilas e o gás quente é levado até à temperatura de funcionamento de calcinação desejada utilizando ar exterior arrefecedor. Uma desvantagem inerente deste método é o nível elevado de ar em excesso, com o risco de uma oxidação extensiva dos compostos de ferro dos materiais de argila impuros.
[009] As propriedades pozolânicas das argilas calcinadas são favoráveis para a utilização como substituto de clínquer. Uma outra solução vantajosa seria a combinação de argilas calcinadas com aqueles materiais, por exemplo, cinzas volantes, que aumentam outras qualidades do cimento (v.g., a processabilidade, a necessidade de água ou a reatividade hidráulica) ou que permitam uma taxa superior de substituição de clínquer. Constitui uma prática comum gerar cimentos compósitos com argila calcinada e cinza muito pequena por meio de moagem conjunta ou por mistura em uma unidade de mistura. No entanto, em ambos os casos, existe a necessidade não só de uma unidade de calcinação mas também de um outro equipamento de armazenamento e equipamento de transporte e mistura associados para todos os componentes do cimento misturado.
[010] Assim sendo, constitui um objeto da invenção especificar um método para a produção de um substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente que seja notável para uma produção mais eficaz em termos de custos e mais rápida.
[011] No método da invenção para a produção de substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente, a argila é calcinada com um combustível que compreende uma substância mineral, a uma temperatura compreendida entre 500°C-1250°C, de preferência, entre 550°C e 1150°C e, mais preferencialmente, entre 700°C e 900°C, e a mistura resultante da substância mineral proveniente do combustível e a argila calcinada formam o substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente, no qual a fração de substância mineral incorporada no substituto de clínquer hidráulico de combustível é de 1% a 60% em peso.
[012] Com o método da invenção, a mistura de argila calcinada e de substância mineral, tal como, por exemplo, cinza muito pequena, é produzida durante a própria operação de calcinação. Assim sendo, não existe necessidade dos constituintes individuais (argila calcinada ou cinza muito pequena) serem armazenados e transportados ou de uma operação de mistura em separado.
[013] O combustível utilizado para a calcinação da argila é selecionado de um modo tal que a fração de substância mineral incorporada no substituto de clínquer hidráulico pelo combustível esteja compreendida, de preferência, entre 3% e 55% em peso e, mais preferencialmente, entre 5% e 50% em peso. Idealmente, a fração é de 20% a 40% em peso. De preferência, os combustíveis preferidos, ou a substância mineral resultante destes, possui uma proporção entre Al2O3 e SiO2 de 0,13% a 1,4% em peso e, de preferência, de 0,26% a 0,87% em peso, e um teor em CaO inferior a 80% em peso e, de preferência, entre 0,5% e 50% em peso.
[014] Assim sendo, o gás natural e o óleo impuro não estão entre os combustíveis preferidos, já que devido aos seus valores caloríficos líquidos elevados de 35-50 MJ/kg e do teor em cinzas reduzido inferior a 2%-3% em peso, com um requisito energético médio de 2-3 MJ/kg para a calcinação da argila calcinada, estes apenas introduzem frações reduzidas de cinza de 0,1% a 1% em peso a partir do combustível no substituto de clínquer. Além disso, no caso de óleo impuro, existe um problema pelo fato da combustão ser acompanhada pela libertação, por exemplo, de compostos de vanádio e de compostos de crómio, que são corrosivos dentro das unidades de combustão, sendo por tal motivo indesejáveis. Além disso, no substituto de clínquer, níveis elevados de crómio constituem uma desvantagem devido ao possível teor em Cr6+. Em muitos casos, os resíduos provenientes da incineração de lixo apresentam também uma utilidade muito limitada, uma vez que a combustão de plásticos é acompanhada pela libertação, em particular, de cloretos, que são então ligados no substituto de clínquer e excederiam muito rapidamente o nível limite de 0,1% em peso de cloro no aglutinante. Além disso, deverá ser garantido que o teor global em metal alcalinos do substituto de clínquer seja inferior a 4% em peso, para limitar as reações indesejadas de silicatos de metais alcalinos. Teores em metais alcalino da ordem de 0,25% a 2,5% em peso demonstraram ser particularmente adequados para o substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente. Os combustíveis com níveis elevados em fósforo, como poderá ser o caso de lamas de esgotos, por exemplo, deverão igualmente ser evitados ou deverão ser apenas adicionados em pequenas quantidades ao combustível regulador, uma vez que o teor em fósforo em cimentos na prática está limitado a 0,5% em peso, com a consequência de níveis elevados de fósforo no caso da utilização de lamas de esgotos apresentarem um efeito fortemente prejudicial no processo global.
[015] Assim sendo, o carvão emergiu com uma vantagem particular como combustível.
[016] As propriedades do substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente produzido de acordo com a invenção podem ser influenciadas de várias formas. Por exemplo, a proporção entre argila calcinada e substância mineral é determinada, essencialmente, pelo combustível utilizado, com uma significância crítica ligada ao valor de aquecimento bem como à fração de substância mineral presente no combustível (em particular, o teor em cinza). Uma vez que é necessária uma quantidade definida de calor para a calcinação de argila, a quantidade de combustível a utilizar e, assim, a quantidade de substância mineral incorporada através do combustível dependem substancialmente do valor de aquecimento do combustível. Para a calcinação de argila, é preferida a utilização de combustível, em particular, de carvão, com um valor de aquecimento compreendido entre 3500 e 35 000 kJ/kg. Assim sendo, a quantidade desejada de substância mineral pode ser determinada de um modo específico através do combustível a utilizar ou de misturas de combustíveis diferentes. Dependendo das propriedades desejadas do substituto de clínquer, a fração de substância mineral fornecida à operação de calcinação é calculada de um modo tal que no substituto de clínquer exista uma proporção de mistura específico entre argila calcinada e substância mineral compreendida entre 0.5:1 e 20:1.
[017] Uma outra ferramenta para ajustar as propriedades do substituto de clínquer é a distribuição do tamanho de partículas do combustível utilizado para a calcinação e/ou a composição da substância mineral presente no combustível. Assim, por exemplo, a processabilidade, em particular, a necessidade de água do substituto de clínquer, pode ser ajustada por cominuição do combustível até uma distribuição de tamanho de partículas pretendida. O combustível, mais particularmente, o carvão, é utilizado preferencialmente com um tamanho de partículas compreendido, por exemplo, entre 0,025 e 4 mm e, mais preferencialmente, inferior a 1 mm. Como é evidente, de um modo correspondente, o tamanho de partículas da argila também afeta as propriedades do substituto de clínquer produzido de acordo com a invenção. Assim sendo, antes de ser submetido a calcinação, a argila é moída até tamanhos de partículas < 10 mm, de preferência, < 5 mm, mais preferencialmente, < 2 mm e, ainda mais preferencialmente, < 1 mm. Quando mais fina a argila que se pretende calcinar, mais rápida e mais completa será a calcinação. A calcinação pode ser efetuada, por exemplo, em um permutador de calor de tipo suspensão, em um forno rotativo, em um leito fluidificado ou em uma fornalha multicamadas. No contexto da invenção, é possível regular a substância química da substância mineral produzida na operação de calcinação através da utilização de uma mistura de combustíveis com composições em substância mineral diferentes.
[018] Uma outra possibilidade consiste em produzir um cimento por moagem em conjunto de um clínquer com o substituto de clínquer, descrito antes mais minuciosamente, ou misturar substituto de clínquer cominuído em separado e clínquer moído em separado para formar o cimento.
[019] Outras vantagens e variantes da invenção serão elucidadas mais detalhadamente com referência à seguinte descrição e às figuras.
[020] Nas figuras,
[021] a Fig. 1 mostra um diagrama de blocos esquemático do método da invenção, que compreende um calcinador com inflamação interna, e
[022] a Fig. 2 mostra um diagrama de blocos esquemático do método da invenção, que compreende um calcinador com inflamação externa.
[023] Em uma variante exemplificativa de acordo com a Fig. 1, um combustível (2) com as propriedades e teores em carbono adequados é alimentado a partir de uma unidade de armazenamento de combustível (1), através de uma montagem de combustão não apresentada mais em pormenor, a um calcinador (5). Em paralelo, o calcinador é alimento com argila (4) proporcionada a partir de uma unidade de armazenamento de argila (3). Além disso, o calcinador (5) pode ser alimentado com uma corrente adicional (6) de material, tal como, por exemplo, com um outro combustível, ou com cinzas volantes com uma fração em carbono pelo menos de 0,5% em peso.
[024] No calcinador, à argila (4) alimentada é removida a água e a água estrutural é expelida, produzindo-se assim meta-argila. A suspensão gás- sólidos (7) gerada no calcinador (5) é separada em um ciclone (8) a jusante em um componente gás (8) e um componente de sólidos, sendo o componente de sólidos um substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico latente (10), constituído por uma mistura de argila calcinada e da substância mineral incorporada pelo combustível. O substituto de clínquer (10) é subsequentemente arrefecido em um arrefecedor (11), tal como um arrefecedor de tambor ou em um arrefecedor de grelha, por exemplo. No entanto, também estão contemplados arrefecedores de leito fluidificado, arrefecedores verticais, arrefecedores de fuso ou montagens semelhantes. Mesmo instalações de arrefecimento empilhadas com diversas peças montadas são concebíveis. O ar quente de saída (15) obtido na operação de arrefecimento pode ser deitado fora ou pode ser, parcial ou totalmente, recuperado. Como exemplos de utilizações possíveis para este é possível referir a sua utilização em um secador de tubos ascendentes para secar a argila e/ou o combustível ou como ar de regulação no calcinador (5). É igualmente possível uma utilização em separado do gás de saída para uma outra operação, de uma forma direta ou indireta. O calor de saída pode igualmente ser fornecido para a geração de eletricidade. Após o arrefecedor (11), o substituto de clínquer é armazenado em uma unidade de armazenamento (12), por exemplo, um tanque ou silo.
[025] No caso da variante exemplificativa apresentada da Fig. 1, o calcinador (5) está equipado com inflamação interna e, assim, o combustível (2) é submetido a combustão no calcinador (5). No entanto, como alternativa, de acordo com a Fig. 2, também é concebível que o combustível (2) e quaisquer outras correntes (6) de substâncias a serem submetidas a combustão em uma câmara de combustão externa (13), sendo o gás de fumo produzido alimentado em conjunto com a argila (4), e em conjunto com a substância mineral produzida após combustão, no calcinador (5). A temperatura de calcinação é regulada através da introdução de ar fresco (14) ou por meio do ar quente de saída (15) removido a partir do arrefecedor (11).
[026] No caso da implementação com inflamação interna de acordo com a Fig. 1, uma proporção de mistura entre argila calcinada e substância mineral no intervalo de 0,5:1 a 20:1 demonstrou ser particularmente favorável. Uma tal proporção é alcançada, por exemplo, quando se utiliza um carvão com um valor de aquecimento reduzido de apenas 4000 kJ/kg e um teor médio em cinza de 40% para inflamação. No caso de classes diferentes carvão, é possível estabelecer outras proporções entre argila calcina e substância mineral através da seleção de matérias-primas, de acordo com as propriedades de produto desejadas. Além do mais, através da distribuição do tamanho de partículas, é possível influenciar as propriedades desejadas do substituto de clínquer resultante, sendo a fineza da argila (4) que se pretende calcinar e/ou a fineza do combustível utilizado selecionadas de acordo com tal. Através das correntes adicionais (6) de material é possível adicionar outras correntes que contêm carbono e isentas de carbono, diretamente ou após um passo de preparação (classificação, moagem), com o objetivo de optimizar o substituto de clínquer.
[027] Os combustíveis para a operação são preparados utilizando uma montagem adequado para esse propósito, tal como um moinho, por exemplo, até um nível de resíduo inferior a 10% a 150 μm e, de preferência, inferior a 2% a 75 μm. No entanto, dependendo da qualidade do combustível, do teor em cinza e da temperatura de ignição do combustível, também são concebíveis níveis de resíduos até 20% a 200 μm. A moagem dos combustíveis deverá ser ajustada em termos do teor em cinza, para se alcançar um efeito que melhore as propriedades do cimento.
[028] O cimento para calcinação, após ser obtido a partir de um armazém, é fornecido a um meio de cominuição e a um meio de secagem ou a uma combinação de ambos. Para este propósito são adequadas montagens convencionais para moagem e classificação. O moinho calcador demonstrou ser particularmente adequado no que diz respeito ao consumo de energia necessário e ao acoplamento das duas operações (moagem, secagem). Para o funcionamento da montagem de calcinação, tamanhos de partículas < 10 mm, de preferência, < 5 mm, mais preferencialmente, < 2 mm e, ainda mais preferencialmente, < 1 mm demonstraram ser suficientes. No que diz respeito às propriedades deste último produto, o passo de cominuição ou o passo de classificação podem ser ajustados de uma maneira direcionada. O pré- aquecimento e a secagem podem ser optimizados por meio de um outro tratamento em um secador de tubos vertical. A moagem também pode ser utilizada para controlar a queima, a passagem de calor e a redução possível de componentes de ferro para correção da cor.
[029] Para regular a temperatura da operação de calcinação, a temperatura do material na montagem de calcinação e no produto proveniente da montagem de calcinação é registada. A temperatura de funcionamento desejada é fixada através da introdução de um agente oxidante, v.g., ar.
[030] Uma outra possibilidade existe para cinzas volantes, as quais devido aos níveis elevados de carbono e de outras propriedades não ideais (teor em calcário livre, teor em anidrito) são inadequadas, de fato ou devido aos regulamentos, para utilização em cimento ou betão. Estas cinzas podem ser alimentadas à montagem de calcinação, em conjunto com o combustível ou com a argila que se pretende calcinar. As partículas de coque presentes são oxidadas no curso do tratamento térmico. Além disso, os minerais que contêm cálcio, tais como calcário ou anidrito livres, que podem existir em proporções consideráveis em cinzas volantes ricas em cálcio, são esgotadas em termos relativos através de um mistura intensiva com a meta-argila, ou, em determinados casos, são incorporadas diretamente nos constituintes vítreos das cinzas volantes por reação com partículas de meta-argila a partir das cinzas ou da argila que se pretende calcinar. Uma outra vantagem deste método consiste na oxidação dos constituintes ricos em carbono e, como resultado desta, uma fonte de calor adicional para a calcinação.

Claims (16)

1. Método para a produção de um substituto de clínquer pozolânico ou latente-hidráulico (10) por calcinação de argila (4) a uma temperatura compreendida entre 500°C e 1250°C, com um combustível (2) que compreende uma substância mineral no calcinador (5), em que a mistura resultante da substância mineral proveniente do combustível (2) e da argila calcinada (4) forma o substituto de clínquer pozolânico ou latente-hidráulico (10), caracterizado por a argila (4) ser calcinada usando: a) um combustível (2) em que a fração de substância mineral incorporada no substituto de clínquer hidráulico (10) pelo combustível (2) está compreendida entre 1% e 60% em peso no substituto de clínquer e, um combustível (2) cuja substância mineral incorporada no substituto de clínquer pozolânico ou hidráulico (10) possui uma razão de AI2O3 para SÍO2 de 0,131,4% em peso e um teor de CaO de menos que 80% em peso; ou b) um combustível (2) em que a fração de substância mineral incorporada no substituto de clínquer hidráulico (10) pelo combustível (2) está compreendida entre 20% e 40% em peso, no substituto de clínquer, e o calcinador (5) é fornecido com cinzas volantes para a calcinação de argila (4) com uma fração de carbono de pelo menos 0,5% em peso.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a argila ser calcinada utilizando um combustível (2) de um modo tal que a fração de substância mineral incorporada no substituto de clínquer hidráulico (10) pelo combustível (2) está pelo menos compreendida entre 20% e 40% em peso no substituto de clínquer hidráulico.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as propriedades do substituto de clínquer hidráulico (10) serem ajustadas através da distribuição do tamanho de partículas do combustível (2) utilizado para a calcinação e/ou através da composição da substância mineral presente no combustível (2).
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a processabilidade do substituto de clínquer hidráulico (10) ser ajustada por cominuição do combustível (2) até uma distribuição do tamanho de partículas pré-determinadas.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a composição química da substância mineral resultante da operação de calcinação ser regulada utilizando uma mistura de combustíveis com composições em substância mineral diferentes.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por à operação de calcinação se acrescentar cinza muito fina proveniente de uma operação diferente, para além do combustível (2) e da argila (4).
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a calcinação ser efetuada em um permutador de calor de suspensão, em um forno rotativo, em um leito fluidificado ou uma fornalha multicamadas.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por serem utilizadas cinzas volantes com uma fração em carbono pelo menos de 0,5% em peso como único combustível (2) ou serem fornecidas em conjunto com outro combustível.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a argila (4), antes de ser submetida a calcinação, ser submetida a cominuição até tamanhos de partículas < 10 mm.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fração de substância mineral fornecida à operação de calcinação ser calculada de modo a proporcionar ao substituto de clínquer hidráulico (10) uma proporção de mistura pré-determinada entre argila calcinada (4) e substância mineral compreendida entre 0,5:1 e 20:1.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a argila (4) ser calcina utilizando um combustível (2), de preferência, carvão, com um tamanho de partículas compreendido entre 0,05 e 1 mm.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a argila (4) ser calcinada utilizando um combustível (2), de preferência, carvão, com um valor de aquecimento compreendido entre 3500 e 35000 kJ/kg.
13. Substituto de clínquer de cimento pozolânico ou latente- hidráulico (10), produzido pelo método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por compreender uma argila e uma substância mineral de um combustível, em que a argila e o combustível foram calcinados, em que o substituto de clínquer de cimento pozolânico ou latente- hidráulico compreende 1-60% em peso do substância mineral, em que o combustível com a substância mineral tem uma razão de Al2O3 para SiO2 de 0,13 - 1,4% em peso e um teor de CaO inferior a 80% em peso.
14. Método para a produção de um cimento por moagem em conjunto de clínquer com o substituto de clínquer (10) caracterizado por ser produzido por os estágios conforme definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
15. Substituto de clínquer de cimento pozolânico ou latente- hidráulico, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o combustível ser uma cinza volante com uma fração de carbono de pelo menos 0,5% em peso.
16. Substituto de clínquer de cimento pozolânico ou latente- hidráulico, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a razão da argila calcinada para a substância mineral estar entre 0,5:1 e 20:1.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015118391A1 (de) * 2015-10-28 2017-05-04 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Herstellung eines Zementklinkersubstituts, das vorrangig aus kalziniertem Ton besteht
US11485680B2 (en) 2017-04-26 2022-11-01 Dynamis Engenharia E Comércio Ltda. Manufacturing process of pozzolan with color change and pozzolan thus obtained
CN108751754A (zh) * 2018-05-28 2018-11-06 湖南三恒建设园林工程有限公司 一种夜光水泥的配制方法及夜光路面
BE1027476B1 (de) * 2019-08-02 2021-03-05 Thyssenkrupp Ind Solutions Ag Unterstöchiometrische Calcination von mineralischen Stoffen
CN110963724A (zh) * 2019-11-28 2020-04-07 谭纪林 一种利用工业废渣垃圾焚烧固化的飞灰生产水泥超细粉的方法
DE102020112207A1 (de) * 2020-05-06 2021-11-11 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen Verfahren zur Bereitstellung eines reaktiven Zementbestandteils oder Betonzusatzstoffs
EP4001236A1 (en) 2020-11-18 2022-05-25 HeidelbergCement AG Method for manufacturing composite binder
PE20240712A1 (es) * 2021-09-08 2024-04-15 Loesche Gmbh Planta de calcinacion de arcilla
WO2024061687A1 (de) 2022-09-19 2024-03-28 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Thermische behandlung von mineralischem material, insbesondere tonen, für die zementindustrie, insbesondere zur herstellung künstlicher puzzolane
LU103009B1 (de) * 2022-09-19 2024-03-19 Thyssenkrupp Ind Solutions Ag Thermische Behandlung von mineralischem Material, insbesondere Tonen, für die Zementindustrie, insbesondere zur Herstellung künstlicher Puzzolane
WO2024110237A1 (en) * 2022-11-25 2024-05-30 Heidelberg Materials Ag Method for calcining clay
EP4375257A1 (en) * 2022-11-25 2024-05-29 Heidelberg Materials AG Method for calcining clay

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1052297A (en) * 1910-10-05 1913-02-04 Guy M Whitcomb Can-opener.
US1792943A (en) * 1928-12-22 1931-02-17 Joseph T Terry Method of making tungsten-carbide alloys
US3941872A (en) * 1974-05-08 1976-03-02 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Method for producing calcined clay pigments
US4395289A (en) * 1981-12-03 1983-07-26 Kazakhsky Khimiko-Tekhnologichesky Institut Process for producing concrete
GB9018283D0 (en) 1990-08-21 1990-10-03 Coal Industry Patents Ltd Improvements in or relating to clay calcining
CN1028984C (zh) * 1991-01-16 1995-06-21 中国建筑材料科学研究院水泥科学研究所 流化床锅炉煅烧泥灰岩生产砌筑水泥的方法
CN1122784A (zh) 1994-11-11 1996-05-22 蒋里军 垃圾火山灰质复合硅酸盐水泥及其生产方法与设备
DE19608841C1 (de) * 1996-03-07 1997-08-28 Heidelberger Zement Ag Verfahren zur Herstellung von Metakaolin aus kaolinitischem Ton
CN103759249A (zh) * 2005-03-17 2014-04-30 Noxii国际有限公司 降低煤燃烧中的汞排放量
US8960107B2 (en) * 2005-06-17 2015-02-24 The SEFA Group Inc. Apparatus for turbulent combustion of fly ash
CN100556841C (zh) * 2005-12-20 2009-11-04 王健阳 烧制白砖的生产方法
DE102008031165B4 (de) * 2008-07-03 2017-11-23 Outotec Oyj Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Herstellung von kalziniertem Ton
US8196533B2 (en) * 2008-10-27 2012-06-12 Kentucky-Tennessee Clay Co. Methods for operating a fluidized-bed reactor
DE102008061743B4 (de) 2008-12-12 2014-12-04 Outotec Oyj Verfahren zur Herstellung eines hydraulisch wirkenden Produkts
EA201270457A1 (ru) * 2009-09-24 2012-10-30 Эш Импрувмент Текнолоджи, Инк. Производство добавок к цементу из продуктов горения углеводородных топлив и усиливающих прочность металлических оксидов
BRPI1002450A2 (pt) * 2010-07-14 2012-05-15 Cimento Liz S A Empresa De processo de fabricação de pozolana artificial ativada
US9458059B2 (en) * 2010-12-13 2016-10-04 Flsmidth A/S Process for the calcination and manufacture of synthetic pozzolan
DE102011014498B4 (de) 2011-03-18 2013-04-25 Outotec Oyj Verfahren zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes, Klinkerersatzstoff, Verwendung des Klinkerersatzstoffs, Zementklinker, Zement, Mörtel oder Beton, Verfahren zur Herstellung des Zementklinkers oder eines Baustoffs und Bauwerk
JP6227551B2 (ja) * 2011-12-21 2017-11-08 ケンタッキー−テネシー クレイ カンパニー 凝集、沈着、腐食等の問題を回避し、及び放出物を減じるための、鉱物添加物ブレンド組成物及び燃焼器の運転方法
CN103360033A (zh) 2013-03-22 2013-10-23 朔州市朔湘陶瓷有限公司 一种粉煤灰聚轻轻质砖

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