CZ2001162A3 - Způsob přípravy hydrotuhnoucích směsí na bázi kamence hlinitoamonného a fluidních popílků - Google Patents

Způsob přípravy hydrotuhnoucích směsí na bázi kamence hlinitoamonného a fluidních popílků Download PDF

Info

Publication number
CZ2001162A3
CZ2001162A3 CZ2001162A CZ2001162A CZ2001162A3 CZ 2001162 A3 CZ2001162 A3 CZ 2001162A3 CZ 2001162 A CZ2001162 A CZ 2001162A CZ 2001162 A CZ2001162 A CZ 2001162A CZ 2001162 A3 CZ2001162 A3 CZ 2001162A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
alum
weight
parts
water
ash
Prior art date
Application number
CZ2001162A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ292762B6 (cs
Inventor
Otto Ing. Hinterholzinger
Jan Rndr. Trojáček
Jiří Knap
Jindřich Ing. ©Losar
Original Assignee
Diamo, S. P. Strá® Pod Ralskem
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diamo, S. P. Strá® Pod Ralskem filed Critical Diamo, S. P. Strá® Pod Ralskem
Priority to CZ2001162A priority Critical patent/CZ292762B6/cs
Publication of CZ2001162A3 publication Critical patent/CZ2001162A3/cs
Publication of CZ292762B6 publication Critical patent/CZ292762B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators or shrinkage compensating agents
    • C04B22/08Acids or salts thereof
    • C04B22/14Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • C04B22/142Sulfates
    • C04B22/148Aluminium-sulfate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0004Compounds chosen for the nature of their cations
    • C04B2103/0006Alkali metal or inorganic ammonium compounds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu přípravy hydrotuhnoucích směsí tvořících stabilizáty použitelné jako sanační nebo základkový materiál při likvidaci a zahlazování následků po těžebních činnostech, při sanaci skládek, nebo při výstavbě liniových staveb a podobně. Hlavní vstupní surovinou pro přípravu hydrotuhnoucích směsí je surový kamenec hlinitoamonný.
Dosavadní stav
Sanace ložiska po ukončení hydrochemické těžby kovu, např. uranu, spočívá v odčerpávání kyselých zasolených vod a jejich likvidaci zahuštěním a odpařením. Hlavním výstupním produktem této sanační technologie je surový kamenec hlinitoamonný (síran hlinitoamonný dodekahydrát), jehož další předpokládané využití je vázáno na jeho rafinaci (rekrystalizaci) a následný termický nebo hydrolytický rozklad na komerčně využitelné nebo skládkovatelné produkty,např. podle PV 19961289. V PV 1998-2542 je popsán způsob přípravy hydrotuhnoucích směsí založený na konverzi kamence hlinitoamonného s vápnem a vápencem. Uvedené postupy jsou investičně, energeticky a surovinově náročné a realizace některých je vázána na vyřešení odbytu vznikajících produktů.
Popis vynálezu
Některé výše uvedené nedostatky omezuje nebo odstraňuje postup dle navrhovaného předmětu vynálezu a zároveň rozšiřuje oblasti využití vznikajících výsledných směsí.
Kamenec hlinitoamonný je přepracován na vhodné sanační, základkové a stavebně konstrukční materiály jeho konverzí s alkalickými sloučeninami, jejichž účinkem dochází k jeho rozkladu na jednoduché sloučeniny. Při vedení takové reakce v podmínkách pH v alkalické oblasti dochází k úniku plynného amoniaku NH3 z reakční směsi, přičemž vznikající amoniak může být recyklován do krystalizace kamence ke zvýšení jeho výtěžnosti nebo vyveden k využiti v jiných uvažovaných technologiích přepracování kamence hlinitoamonného na prodejné produkty.
Reakce je vedena v pevné fázi tak, že se na jemně krystalický kamenec působí směsí prachového vápna (CaO) a přídavkem popelovin z fluidního spalováni uhlí nebo uhlí ve směsi s biopalivy, aditivovaných vápenatými sloučeninami. Poměry složek pro účinný průběh reakce se pohybují v poměru 58 až 68 dílů hmotnostních kamence hlinitoamonného ku 20 až 33 dílům hmotnostním vápna a ku 8 až 18 dílům hmotnostním popelovin z fluidního spalování. Optimální poměry složek závisí na obsahu CaO v použitém vápně, obsahu zbytkového CaO v popelovinách z fluidního spalování a zrnitostním složení složek. Vždy musí být volné CaO v nadstechiometrickém poměru 6 až 7 molů ku 1 molu kamence. Popeloviny i
• « · · · · · · ··· ···· «· ··· ·· ··« z fluid η í ho spalování působí jako moderátor průběhu reakce a vlastností konečného produktu reakce.
Maximální teplota reakční směsi při exotermní reakci dosáhne hodnot 90 až 98°C, čímž dojde k úplné konverzi kamence na síran vápenatý CaSO4.nH2O a hydratovaný oxid hlinitý. Nadbytečná krystalická voda z kamence při reakci částečně unikne spolu s amoniakem NH3 a částečně je vázána přebytkem oxidu vápenatého CaO při jeho současné suché přeměně na hydroxid vápenatý Ca(OH)2.
Použití vhodných alkalizačních činidel vede ke vzniku složek s nízkým součinitelem vodorozpustnosti, které jsou s výhodou využitelné jako součást hydrotuhnoucích směsí. Při jejich následném využití jako sanačního, základkového nebo stavebně konstrukčního materiálu se s výhodou využívá Jejich nízké ’ hydraulické propustnosti, nízké vyluhovatelnosti a alkalické reakce, která snižuje mobilitu řady kontaminantů, např. těžkých kovů.
Výsledný produkt má podobu jemně zrnité, nespékavé sypké směsi reakčních produktů. Za normálních podmínek bez přístupu vody je produkt stálý, volně skladovatelný, dopravitelný v běžných přepravnících používaných např. pro hydraulická pojivá a cementy včetně pneumatického způsobu dopravy.
Takto získaný konvertovaný hydraulicky aktivní materiál je dále zpracován na konečné produkty smícháním s vodou, nebo s vodou a dalšími pojivovými a výplňovými materiály (cement, vysokopecní struska, popeloviny z fluidního nebo klasického spalování) v dávkách podle druhu a způsobu použití výsledné směsi.
Příklady provedení vynálezu
Příklad č.1
Na jemně krystalický kamenec hlinitoamonný vysušený do zbytkové vlhkosti 2 až 5% se působí směsí vápna vzdušného jemně mletého třídy III a úletového popílku z fluidního spalování hnědého uhlí aditivovaného vápencem. Poměry složek 62 hmotnostních dílů kamence, 26 hmotnostních dílů vápna a 12 hmotnostních dílů popílku. Složky se rychle za sucha promíchají, aby směs byla v co nejkratší době homogenní a aby výsledná maximální teplota reakční směsi při exotermní reakci dosáhla maxima v intervalu 90 až 98°C. Fluidní popílek působí ve směsi jako moderátor reakce s cílem udržet maximální reakční teplotu konverze v uvedeném intervalu. Uvolňovaná krystalická voda je částečně vázána ve vznikajícím síranu vápenatém (CaSO4.nH2O) a částečně v hydratovaném oxidu hlinitém. Nadbytečná krystalická voda je částečně spotřebována oxidem vápenatým při jeho přeměně na hydroxid vápenatý a částečně uniká ze směsi ve formě vodní páry stejně jako reakcí uvolňovaný amoniak. Při takto vedené reakci je zabráněno stavení směsi ** a jejímu zatvrdnutí v míchacím zařízení Reakční směs je stále míchána po celou dobu konverze, dokud teplota neklesne na požadovanou úroveň (přibližně 35° C). , Tím dochází k neustálému vyvětrávání amoniaku a vodní páry.
Takto připravený výsledný produkt konverze se podle způsobu dalšího využití a z toho vyplývajících požadavků na jeho vlastnosti, smíchá s vodou v poměrech hmotnostních dílů:
Výsledný produkt konverze : voda až 80 : 50 až 20
Jako záměsovou vodu pro přípravu směsi stabilizátu lze použit vodu užitkovou, důlní, nebo vodu ze sanovaných odkališť nebo úložišť.
Získaný stabilizát vykazuje normativní pevnost v tlaku prostém v rozsahu 5 až
MPa, koeficient filtrace kolem 5.10'8 /m. s’1/, únosnostní poměr CBR 120 až 150%.
Příklad č.2
Výsledný produkt konverze připravený stejným postupem jako v příkladu č.1 se podle způsobu a účelu dalšího použití a z toho vyplývajících požadavků na jeho vlastnosti, smíchá s úletovým popílkem z fluidniho spalování hnědého uhlí aditivovaného vápencem a vodou v poměrech hmotnostních dílů: *
Výsledný produkt konverze : úletový fluidní popílek : voda až 50 : 10 až 20 : 40 až 50
Jako záměsovou vodu pro přípravu směsi stabilizátu lze použít vodu užitkovou, důlní, nebo vodu ze sanovaných odkališť nebo úložišť.
Získaný stabilizát vykazuje normativní pevnost v tlaku prostém v rozsahu 6 až 10 MPa, koeficient filtrace kolem 1.10'8 /m.s’1/, únosnostní poměr CBR 250 až 320%.
Průmyslová využitelnost
Navrhovaný postup přípravy hydrotuhnoucích směsí lze realizovat bez velkých investičních nákladů. Výsledný produkt je využitelný jako součást hydrotuhnoucích směsí v širokém rozpětí pevností a dalších sledovaných užitných vlastností výrobků, které lze uplatnit jako konstrukční, sanační základkový nebo výplňový materiál při výstavbě komunikací, při likvidaci a zahlazování následků po těžebních a úpravárenských činnostech při dobývání užitkových nerostů na hlubinných a povrchových dolech, sanaci úložišť odpadů a podobně. Velkou výhodou je současné využití odpadních produktů, jako jsou popeloviny z fluidniho spalování aditivované vápencem.

Claims (3)

1. Způsob přípravy hydrotuhnoucích směsí na bázi kamence hlinitoamonného a fluidních popílků vyznačený tím, že se na jemně krystalický kamenec působí přimíšením směsi jemně mletého vápna a popelovin, aditivovaných vápenatými sloučeninami, z fluidního spalování uhlí, nebo uhlí ve směsi s biopalivy, v poměru 58 až 68 dílů hmotnostních kamence, 20 až 33 dílů hmotnostních vápna a 8 až 18 dílů hmotnostních popelovin tak, aby volný oxid vápenatý CaO byl ve stechiometrickém poměru 6 až 7 molů k 1 molu kamence hlinitoamonného, přičemž maximální teplota reakční směsi při exotermní reakci dosáhne hodnot 90 až 98°C, čímž dojde k úplné konverzi kamence na produkt obsahující složky, způsobující po přídavku vody jeho tuhnutí, načež se výsledný produkt konverze využije jako hydraulické pojivo při výrobě stabilizátů použitelných v širokých aplikacích sanačních, základkových a zemních prací.
2. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že výsledný produkt konverze v poměrech 50 až 100 hmotnostních dílů produktu konverze se smísí s 0 až 50 hmotnostními díly aditivovaných popelovin z fluidního spalování, načež k takto vzniklé směsi se přidá 20 až 60 hmotnostních dílů záměsové vody, čímž vzniknou stabilizáty, které se během potřebné technologické doby uloží do sanovaného, budovaného, nebo zakládaného díla.
3. Způsob dle nároku 1 nebo 2 vyznačený tím, že jako záměsová voda se použije voda užitková, nebo jiná technologická voda, s výhodou voda ze sanovaného odkaliště.
CZ2001162A 2001-01-12 2001-01-12 Způsob přípravy hydrotuhnoucích směsí na bázi kamence hlinitoamonného a fluidních popílků CZ292762B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2001162A CZ292762B6 (cs) 2001-01-12 2001-01-12 Způsob přípravy hydrotuhnoucích směsí na bázi kamence hlinitoamonného a fluidních popílků

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2001162A CZ292762B6 (cs) 2001-01-12 2001-01-12 Způsob přípravy hydrotuhnoucích směsí na bázi kamence hlinitoamonného a fluidních popílků

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2001162A3 true CZ2001162A3 (cs) 2002-08-14
CZ292762B6 CZ292762B6 (cs) 2003-12-17

Family

ID=5473026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2001162A CZ292762B6 (cs) 2001-01-12 2001-01-12 Způsob přípravy hydrotuhnoucích směsí na bázi kamence hlinitoamonného a fluidních popílků

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ292762B6 (cs)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ303546B6 (cs) * 2007-07-03 2012-11-28 Výzkumný Ústav Stavebních Hmot Podpurný prostredek pro úpravu a výživu pud, zpusob jeho výroby a zarízení k provádení tohoto zpusobu
CZ305295B6 (cs) * 2011-12-23 2015-07-22 Svoboda A Syn, S.R.O. Způsob úpravy a využití struskopopílkových směsí těžených ze složiště

Also Published As

Publication number Publication date
CZ292762B6 (cs) 2003-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100919620B1 (ko) 산업부산물을 이용한 채석 종료지 적지복구용 인공토양의 조성물 및 그 제조방법
US4028130A (en) Disposal method and use of sewage sludge
KR101289825B1 (ko) 유기성 슬러지 고화제 및 이를 이용한 인공토양 제조방법
KR20140092699A (ko) 페트로 코크스 탈황석고를 이용한 고함수 슬러지 고화제 및 이를 이용한 고화토 제조방법
KR101954372B1 (ko) 유기성 폐기물을 함유하는 연료탄의 제조방법.
KR20140131698A (ko) 산업용 부산물을 활용하여 제공되는 블록의 제조방법
KR102301241B1 (ko) 하수슬러지 비산재가 포함된 연약지반용 친환경 고화재 조성물
KR101120058B1 (ko) 하?폐수오니를 이용한 매립시설용 고화토 조성물의 제조방법
KR101876626B1 (ko) 고함수 슬러지 고화제의 제조방법
KR20150114771A (ko) 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물
KR101781377B1 (ko) 알루미늄 부산물과 산성 액상 고화제를 이용한 축산분뇨 또는 유·무기성 슬러지의 악취 제거 및 개질 방법.
JP2002241183A (ja) 多孔性セラミック粒子、およびその製造方法
KR20160075018A (ko) 중화열을 이용한 고함수 슬러지 탈수재 제조방법 및 그에 의해 제조된 탈수재
KR101468363B1 (ko) 아역청탄 부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물
Borowski et al. Using agglomeration techniques for coal and ash waste management in the circular economy
CZ2001162A3 (cs) Způsob přípravy hydrotuhnoucích směsí na bázi kamence hlinitoamonného a fluidních popílků
KR102708363B1 (ko) 탄산석고를 자극제로 이용한 결합재 조성물
KR101069239B1 (ko) 정황산액상고화제를 이용한 유, 무기성 슬러지의 고화처리방법
KR102060569B1 (ko) 하수슬러지 고화처리 공법
PL192267B1 (pl) Kompozycja do obróbki materiałów odpadowych, jej zastosowanie oraz sposób obróbki materiałów odpadowych
KR100848944B1 (ko) 하수슬러지 및 기능성 폐기물을 이용한 쓰레기 매립장복토재 및 그 제조방법
KR101018168B1 (ko) 광재 규산염 비료 및 그 제조방법
KR100967837B1 (ko) 하수슬러지를 활용한 친환경 인공토사 제조방법
JP3764757B2 (ja) 下水汚泥の処理方法
KR100423410B1 (ko) 하수슬러지 고화체

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20070112