CZ20032074A3 - Oxidační způsob zpracování ocelářské strusky poskytující materiály na bázi cementu - Google Patents

Oxidační způsob zpracování ocelářské strusky poskytující materiály na bázi cementu Download PDF

Info

Publication number
CZ20032074A3
CZ20032074A3 CZ20032074A CZ20032074A CZ20032074A3 CZ 20032074 A3 CZ20032074 A3 CZ 20032074A3 CZ 20032074 A CZ20032074 A CZ 20032074A CZ 20032074 A CZ20032074 A CZ 20032074A CZ 20032074 A3 CZ20032074 A3 CZ 20032074A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
slag
weight
lime
source
sub
Prior art date
Application number
CZ20032074A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ299078B6 (cs
Inventor
Poupardin Valérie Michaud
Francois Sorrentino
Original Assignee
Lafarge
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 Lafarge filed Critical Lafarge
Publication of CZ20032074A3 publication Critical patent/CZ20032074A3/cs
Publication of CZ299078B6 publication Critical patent/CZ299078B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C04B7/147—Metallurgical slag
    • C04B7/153—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • C04B7/21—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators with calcium sulfate containing activators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B5/00—Treatment of  metallurgical  slag ; Artificial stone from molten  metallurgical  slag 
    • C04B5/06—Ingredients, other than water, added to the molten slag or to the granulating medium or before remelting; Treatment with gases or gas generating compounds, e.g. to obtain porous slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C04B7/147—Metallurgical slag
    • C04B7/153—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • C04B7/17—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators with calcium oxide containing activators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02—Physical or chemical treatment of slags
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

Oxidační způsob zpracování ocelářské strusky poskytující materiály na bázi cementu
Oblast techniky
Vynález se obecně týká zpracování ocelářské strusky, které této strusce dodá vlastnosti hydraulického pojivá.
Zejména se vynález týká způsobu zpracování ocelářské strusky, jehož výsledkem je zpracovaná struska mající složení minerálů, které z ní dělá syntetický materiál mající lepší výkon, pokud se použije ve stavitelství (beton nebo granuláty pro výstavbu silnic, hydraulická pojivá nebo pojivá s hydraulickým potenciálem).
Dosavadní stav techniky
Získání hydraulických produktů nebo produktů s hydraulickým potenciálem z C02 emisí prostých surových materiálů je spojeno s problémy, které vycházejí z jejich chemie a obsahu minerálů nežádoucího pro získání pojivá.
Výrazem „nežádoucí se zde rozumí, že výsledný produkt nebude použitelný, a to ani samotný ani případně smísený s portlandským cementem, protože neposkytne pevnost požadovanou danými standardy nebo protože bude způsobovat bobtnání a bude destrukčně působit na strukturu materiálu. To je případ LD strusky (pocházející ze ztuhlé a mleté ocelářské strusky).
LD Struska je vedlejším produktem vznikajícím při rafinaci hematitové litiny (litina s nízkým obsahem • · · · · · » · · • · · ·
01-1731-03-Ma • · • · · · • · · · fosforu) způsobem, kdy je do materiálu vháněn kyslík. Tento materiál má vysoký obsah železa a vápna a chudé mineralogické složení dané sestavou vytvořenou křemičitany vápenatými, železitanem vápenatým a kovovými oxidy tak, že průměrné chemické složení hlavních složek je následující:
Sloučenina % hmotn.
CaO 50
SiO2 13
A12O3 3
MgO 6
Oxidy železa 28
Volné železo až 20
Volný CaO až 10
Použití LD strusky ve formě granulátů pro beton nebo pro stavbu silnic, konkrétně asfaltových horních vrstev a základových vrstev, je omezeno přítomností volného vápna, které by mohlo způsobovat rozpínání silnice nebo betonu.
Převedení LD strusky na hydraulické pojivo se stalo pomě rně zají mavým.
Patent FR-2 546 530 popisuje zpracování ocelářské strusky z pohledu jejího využití jako cementu.
Zpracování popsané v uvedeném patentu sestává z přidání sloučeniny (bauxit) dodávající oxid hlinitý a sloučeniny (hliník) tvořící oxid hlinitý do kapalné strusky, dodání potřebného tepla pro rozpuštění sloučenin ve strusce a vystavení strusky smísení s kyslíkem.
Množství sloučenin(y), které jsou schopny vytvořit oxid hlinitý a které jsou určené pro přidání do strusky je ·· · · · · • · · · · · ··· · · · · ·· · • · · · · · · · ·
01-1731-03-Ma s : · ; í * i í ···· ··· ··· ··· ·· €· takové, že zpracovaná struska obsahuje 5 % hmotn. až 25 % hmotn. oxidu hlinitého.
Ačkoliv patent FR-2 546 530 uvádí, že takto zpracovanou strusku lze použít jako hydraulické pojivo, a to i pro výrobu cementu, je třeba upozornit, že toto zpracování jako takové neumožňuje získat hydraulické pojivo, které by bylo schopné zcela nahradit portlandský cement.
Patent DE-2 611 889 popisuje oxidační zpracování zbytků vznikajících v ocelářství přidáním vápna a následným velmi rychlým ochlazením, při kterém se získá granulát, se kterým se rozemelou 3 % hmotn. až 8 % hmotn. sádry.
Zpracované metalurgické zbytky obsahuj í převážně pecní strusku.
Přesněji řečeno, tento patent popisuje způsob převedení 60 % až 90 % metalurgického odpadu přidáním 10 % hmotn. až 40 % hmotn. vápna. Nicméně takto zpracovaný odpad sestává z 35 % ocelářské strusky smísené se 48 % pecní strusky a 17 % dalšího ocelářského odpadu. Ve skutečnosti je zpracováno pouze přibližně 20 % až 32 % ocelářské strusky.
LD Struska zpracovaná za použití takového způsobu má relativně nízký obsah CaO (< 45 % hmotn.) a vysoký obsah Fe2O3 (> 30 % hmotn.) . Toto zpracování se navíc provádí za vysoké teploty v rozmezí od 1600 °C do 1750 °C, výhodně od 1650 °C do 1700 °C, což vyžaduje použití dalšího paliva, jakým je například koks.
Je známo oxidační zpracování ocelářské strusky, které zahrnuje přidání zdroje oxidu hlinitého a zdroje vápna do • · · · · · • · · · · · » · ·
01-1731-03-Ma strusky a jejich odpovídající ochlazení, které vede k získání zpracované strusky mající minerální složení, které odpovídá jednomu z následujících složení:
(a) amorfní sklovitá fáze;
(b) první fázová sestava (1) sestávající, vyjádřeno v % hmotn., z 10-40 CA, 20-50 C2AS, 30-50 C6AF2 a 10-30 C2S;
(c) druhá fázová sestava (2) sestávající, vyjádřeno v % hmotn., z 20-40 C2F,10-30 C2AS, 20-50 C6AF2 a 10-40 C2S; a (d) směs amorfní sklovité fáze a první nebo druhé fázové sestavy.
V souladu s běžnou terminologií používanou v cementářském průmyslu je třeba připomenout, že:
C=CaO A = Al203 S = SiO2 F = Fe2C>3 P =PO4.
Výše zmiňované fáze nejsou čistými sloučeninami, ale v pevném roztoku pravděpodobně obsahují příměsi, jakými jsou železo, oxid hořečnatý (MgO) , fosfor (P2O5) , síra atd.
Kromě skutečnosti, že tento způsob vyžaduje řízené chlazení, dalším důležitým znakem je přidání určitého množství zdroje oxidu hlinitého a vápna, zpravidla se jedná o 25 % hmotn. nebo více zdroje oxidu hlinitého a o 40 % hmotn. nebo více zdroje vápna.
• · • · · ·
01-1731-03-Ma
Podstata vynálezu
Cílem vynálezu je tedy oxidační způsob zpracování surové ocelářské strusky obsahující, vztaženo k celkové hmotnosti surové strusky, alespoň 45 % hmotn. CaO a méně než 30 % hmotn. Fe2O3, který překonává nedostatky dosavadního stavu techniky.
Cílem vynálezu je zejména oxidační způsob zpracování surové ocelářské strusky vedoucí k získání strusky, která je, smísená s portlandským cementem nebo samotná, vhodným hydraulickým pojivém s obsahem C3S 40 % až 60 %, který této strusce umožňuje dosáhnout přijatelné mechanické pevnosti, zejména pevnosti při stlačení Rc po jednom dni vyšší než 8 MPa.
Dalším cílem vynálezu je oxidační způsob zpracování ocelářské strusky, jak je definován výše, který vyžaduje menší množství dodávaného zdroje vápna a případně zdrojů oxidu hlinitého a/nebo oxidu křemičitého.
Struska, která má být zpracována, by měla mít minimální obsah železa (ve formě FeO nebo Fe2O3) , takže finální struska má minimální obsah Fe2O3 13 % hmotn. To umožňuje použít relativně nízké teploty zpracování (odpovídající nebo nižší než 1500 °C - struska opouští licí pánev při teplotě přibližně 1650 °C a přirozeně se ochladí na 1450 °C; dá se usuzovat, že zpracování tedy probíhá při teplotě blízké 1500 °C), při kterých není zapotřebí dodávat žádnou další energii kromě energie, která je výsledkem spalování kyslíku, což znamená, že není zapotřebí použít žádné další palivo, jakým je například koks.
······ « · a····· ··· ·· ·· · · ·
01-1731-03-Ma a··· ··· aaa a·· aa aa
Výše zmíněných cílů se podle vynálezu dosáhne způsobem zpracování surové ocelářské strusky, který převede strusku na hydraulické pojivo alespoň ekvivalentní portlandské cementové škváře, přičemž tento způsob zahrnuj e:
oxidační způsob zpracování surové ocelářské strusky obsahující, vztaženo k celkové hmotnosti surové strusky, alespoň 45 % hmotn. CaO a méně než 30 % hmotn. Fe2O3 kyslíkem nebo vzduchem nebo jejich směsí při tlaku v rozmezí od 0,1 MPa do 1,5 MPa, výhodně od 0,5 MPa do 1 MPa, při teplotě v rozmezí od 1650 °C do 1400 °C, výhodně v rozmezí od 1550 °C do 1450 °C; a přidání zdroje vápna obohaceného, pokud je to nutné, o zdroj oxidu křemičitého a/nebo zdroj oxidu hlinitého do této strusky, přičemž množství zdroje vápna a případně oxidu křemičitého a/nebo zdroje oxidu hlinitého se zvolí tak, že st ruská bude po převedení a při teplotě místnosti obsahovat alespoň 13 % hmotn. Fe2O3 a její minerální složení bude alespoň 40 % hmotn. C3S fáze a více než 10 % hmotn., výhodně alespoň 40 % hmotn., železitanu vápenatého ve formě C2F a/nebo C4AF fáze, vztaženo k celkové hmotnosti zpracované finální strusky.
Způsob zpracování podle vynálezu se výhodně provádí bez jakékoliv dodávky energie s výjimkou energie, která je výsledkem spalování kyslíku.
Finální zpracovaná struska výhodně obsahuje méně než 2 % hmotn., výhodně méně než 1 % hmotn., volného vápna a výhodněj i neobsahuj e žádné vápno.
Jak již bylo naznačeno výše, surová ocelářská struska zpracovaná způsobem podle vynálezu obsahuje alespoň
I · · · · · « » · · · · » · · • * · ·
01-1731-03-Ma ·· ·· % hmotn. CaO, zpravidla od 45 % hmotn. do 65 % hmotn. CaO a výhodně od 48 % hmotn. do 62 % hmotn. , vztaženo k celkové hmotnosti surové struský.
Surová struská rovněž obsahuje méně než 30 % hmotn. Fe2O3, výhodně méně než 3 0 % hmotn. až 10 % hmotn. Fe2O3 a výhodněji od 25 % hmotn. do 10 % hmotn., vztaženo k celkové hmotnosti surové strusky.
Koncentrace Fe2O3 ve finální zpracované strusce je alespoň 13 % hmotn., výhodně od 15 % hmotn. do 35 % hmotn.
Počáteční struská, která má být zpracována, výhodně obsahuje od 5 % hmotn. do 20 % hmotn. FeO.
Ještě výhodněji jsou přidávaná množství taková, aby struska po převedení a při teplotě místnosti měla minerální složení obsahující méně než 10 % hmotn. C2S fáze a výhodněji byla prostá C2S fáze.
Zpracováním výše popsaným způsobem se získá hydraulické pojivo mající stejné chování jako portlandská cementová škvára.
Pro získání hydraulického pojivá z ocelářské strusky zpracované podle vynálezu, které by bylo ekvivalentem portlandského cementu, se do strusky zpracované výše uvedeným způsobem, která se rozemele, přidá zdroj síranu vápenatého, například sádra nebo anhydrit, a tím se zlepší hydratační kinetika strusky.
Sádra nebo anhydrit se zpravidla přidávají v množství, které představuje alespoň 5 % hmotn., výhodně alespoň 10 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti zpracované strusky.
01-1731-03-Ma .· j · ; ; ·:
···· ··· ··· ··· ♦·
Hydraulické pojivo odpovídající portlandskému cementu je rovněž možné získat z ocelářské strusky zpracované způsobem podle vynálezu smísením alespoň 50 % hmotn. portlandského cementu se zpracovanou a rozemletou struskou.
Oxidace surové ocelářské strusky může probíhat bud' v kapalné strusce při teplotě v rozmezí od 1400 °C do 1650 °C, výhodně od 1450 °C do 1550 °C, například vháněním kyslíku, vzduchu nebo směsí kyslíku a vzduchu do licí pánve obsahující kapalnou surovou strusku, nebo v pevné strusce, například pouhým uvedením surové strusky do kontaktu se vzduchem v rotačním mlýnu cementárny.
Stejně tak lze přidání zdroje vápna a případně přidání zdrojů oxidu hlinitého a/nebo oxidu křemičitého realizovat v kapalné nebo v pevné surové strusce. Tato přidání lze provádět před, v průběhu nebo po oxidaci surové strusky.
Samozřejmě, že pokud má surová struska pevnou formu, potom by se měla ohřát na teplotu dostatečnou pro získání požadované konverze, zpravidla na teplotu ležící v rozmezí od 1450 °C do 1550 °C, zpravidla na přibližně 1500 °C.
Zdrojem vápna může být libovolný vhodný zdroj vápna, jakým je například vápno nebo uhličitan vápenatý.
Stejně tak mohou být zdrojem oxidu hlinitého a oxidu křemičitého čistý oxid hlinitý nebo čistý oxid křemičitý nebo stejně tak bauxit.
Množství vápna, které má být přidáno, zjevně závisí na chemickém složení surové strusky a může dosahovat až 30 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti surové strusky, ale • ·
01-1731-03-Ma výhodně se pohybuje v rozmezí od 5 % hmotn. do 15 % hmotn., výhodněji od 8 % hmotn. do 15 % hmotn.
Množství oxidu hlinitého, které se má přidat, se bude zpravidla pohybovat od 0 % hmotn. do 10 % hmotn., zatímco množství oxidu křemičitého se bude zpravidla pohybovat od 0 % hmotn. do 5 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti surové strusky.
Abychom zjistili obsahy materiálů, které mají být přidány do strusky, s cílem získat produkt obsahující 40 % až 60 % C3S, je třeba sledovat následující postup s tím, že struska má následující složení:
% CaO % SiO2 % A12O3 % Ρθ2θ3 % FeO % P2O5 % TiO2
Y Z A u V P T
Ke zjištění, kolik se má přidat oxidu křemičitého, slouží následující pravidlo:
pokud Z < 10,52, potom se má přidat Z' množství oxidu křemičitého, které leží v rozmezí (10,52 - Z) (pro dosažení 40 % C3S fáze) a (15,8 - Z)(pro dosažení 60 % C3S fáze), pokud 10,52 < Z < 15,8, potom by se mělo přidat Z' množství oxidu křemičitého, které dosahuje až (15,8 - Z) a pokud Z s 15,8, potom není třeba do strusky přidávat žádný oxid křemičitý.
Přidání oxidu hlinitého zlepšuje vlastnosti produktu získaného zpracováním strusky. Nicméně oxid hlinitý je drahý produkt a často bude ekonomičtější pouze přidání několika procent. Množství přidaného oxidu hlinitého je označeno jako A' .
« 9 99 9 9
01-1731-03-Ma
Množství vápna, které má být přidáno, se potom získá následujícím výpočtem:
% CaOaj= (A+A') *1,10+ (Z+Z') *2,8+ (U+V*l,12) *0, 7+P*l,18+T*0,07-Y.
Ochlazení ocelářské strusky po zpracování by mělo být prováděno tak, aby po zpracování poskytovalo přednostně C3S fázi. Rychlost chlazení se zpravidla pohybuje v rozmezí od 50 °C/min do 100 °C/min.
Stručný popis obrázků
Zbývající popis se týká přiložených výkresů, na kterých:
obr. 1 znázorňuje mikrograf strusky z kontrolního příkladu a obr. 2 znázorňuje mikrograf strusky podle vynálezu.
Není-li uvedeno jinak, je třeba považovat všechna procenta a díly v následujících příkladech za procenta a díly hmotnosti.
Příklady provedení vynálezu
1. Ocelářská struska
Pro ilustraci vynálezu se použily ocelářské strusky, jejichž chemické a minerální složení uvádí následující tabulka.
• » · · · · + * *
01-1731-03-Ma
Tabulka
-H 01 M * dj d a O CTi rd O O O
Mineralogické složení (% hmotn.) Volný CaO O rd co o H
C2S/C3P (SS) xf O 34,4 C- xf M1 40,1
Wůstite (SS) Γ rd t> CM r4 11,6 10,6 15,2
i g d> <« rj M 4-) U d) -H >N N CM cd I> CM id xf CD kO Xf CD
i Chemické složení (% hmotn.) FeO 10,57 kO r— cd 11,6 CD
ífl o CN rd rd 1,34 CM s o o xf o
m O CN ě 1,96 VO co rd co o LC O H O
CN O •rd H 0,63 kD >> o rd O rd O CO o
o σι £ cn co xf LO Xf rd Ι- Ο rd O
o flj u CD s cd xf CO co xf CD xf 56, 7 58,1
ΓΊ O CN <D 14,43 kO CM rd H kO CM 17,5 12,8
fh O CN rd c 3,00 1,85 O o L0 VO
CN O •H □3 14,43 11,12 11,7 15,1 rd
Ocelář- ská struska č. rd CM CD Xf Ld
σι £
rtf
O
d) a
X!
dl cd
Λ!
O
4J
N
O g
'>1 o
4J
N
O g
d) a
ω ω
ΰ)
U •rd
4J
CD »2 '1
Φ ft
CD
CD dl
CD
U
CD
CM u
• 4 4444
01-1731-03-Ma • · 4 4 4· » 4 4 ··»
2. Kontrolní příklady Cl až C21
Výše zmíněné typy strusek se zoxidovaly a případně zpracovaly přídavky vápna a/nebo oxidu křemičitého, které leží mimo rozsah vynálezu. Teplota na začátku zpracování je 1650 °C (výstupní teplota z licí pánve obsahující strusku) a teplota na konci zpracování odpovídá 1450 °C. Použitý tlak kyslíku je 200 kPa a celková doba zpracování trvá 30 min.
Povaha a množství přídavků, a stejně tak výsledné chemické a minerální složení, jsou uvedeny v tabulce II a v tabulce III.
Tabulka II
Příklad Struska %
sz Přídavky
c. c. Strusky
CaO AI2O3 SiO2
C 1 1 100 - - -
C 2 1 97 - - 3
C 3 1 94 3 3
C 4 1 91 6 - 3
C 5 1 88 9 - 3
C 6 1 85 12 - 3
C 7 1 94 - - 6
C 8 1 88 6 - 6
C 9 1 82 12 - 6
C 10 1 76 18 - 6
C 11 1 74 20 - 6
C 12 1 90 - - 10
C 13 1 88 8 2,4 0,5
C 14 1 86 10 2,4 0,5
pokračování
01-1731-03-Ma pokračování
Příklad Struska %
sz \z Přídavky
c. c. Strusky
CaO Al2O3 SiO2
C 15 1 94 - 1,8 3,4
C 16 1 96 - 2,4 0,5
C 17 1 93 5 1,2 0,25
C 18 1 92 4 1,2 2,25
C 19 1 95 3 1,2 0,25
C 20 2 90 4 1,2 4,25
C 21 1 83 12 3 0,62
Poznámka: v příkladech C16 až C21 součet struska+C+A+S sloučenin nedosahuje až 100 %, protože oxid hlinitý byl přidán ve formě bauxitu, který přináší určité procento železa (průměrné složení přidaného bauxitu je uvedeno níže: 60% Al2O3, • 12,5% SiO2 a • 27,5% Fe2O3) .
Tabulka III
Příklad č. Minerální složení (% hmotn.) % Fe2O3
C3S C2S CS
C 1 0 46 0 25
C 2 0 32 13 24
C 3 0 41 7 23
C 4 12 56 0 22
C 5 12 39 0 22
C 6 24 28 0 21
pokračování
01-1731-03-Ma pokračování
Příklad č. Minerální složení (% hmotn.) % Fe2O3
C3S C2S CS
C 7 0 24 24 23
C 8 0 39 11 22
C 9 3 51 0 20
C 10 26 32 0 19
C 11 35 23 0 18
C 12 0 9 40 23
C 13 13 31 0 23
C 14 22 22 0 22
C 15 0 22 20 24
C 16 0 32 8 25
C 17 9 35 0 24
C 18 0 39 5 24
C 19 7 37 0 24
C 20 25 22 0 23
C 21 25 20 0 22
Tyto příklady Cl až C 21 reprezentují materiály, jejichž výkony nejsou uspokojivé, protože obsahují příliš malé množství C3S hydraulické fáze.
Příklad C 1 ukazuje, že pouhá oxidace bez dodávky minerálů do surové ocelářské strusky vede k vymizení wůstite (FeO) a k vytvoření malého množství hydraulické C2S fáze.
Přidání oxidu křemičitého (příklady C 2, C 7 a C 12) vede k vymizení části C2S ve prospěch nehydraulické fáze (CS) .
«0 ····
01-1731-03-Ma . .. : : ;
• 0 «000 «00« 0·· ··· ··· ··
Pokud se kromě oxidu křemičitého přidá zvýšené množství vápna (příklad C 3 až C 6 nebo C 8 až C 11), potom vzroste procento hydraulické fáze (C3S).
Někdy je ekonomičtější dodat jednotlivé přídavky ve formě přirozeně se vyskytujících minerálů, jakým je například bauxit (v podstatě dodávajících A, S a oxidy železa). Přídavek samotného bauxitu povede k výsledku, který odpovídá přídavku S a A (příklad C 16) . Přidání S společně s přídavkem bauxitu zvýší výskyt nehydraulických fází, jakou je například CS (příklad C 15) . Přidání vápna do bauxitu (příklady C 13, C 14, C 17, C 19 a C 21) povede k výskytu C3S fáze jako v případě, kdy je přidáván pouze oxid křemičitý.
V případě přidání oxidu křemičitého a oxidu hlinitého je třeba přidat více vápna, které by vykompenzovalo dodávku oxidu křemičitého a oxidu hlinitého (příklady C 18 a C 20), přičemž množství vápna, které má být přidáno, bude záviset na příslušném obsahu oxidu křemičitého, oxidu hlinitého a vápna ve zpracovávané strusce.
Z výše uvedeného může být patrné, že pokud jsou dodávány přídavky, které neodpovídají hodnotám daným uvedenými rovnicemi, potom výsledné sloučeniny neumožňují dosáhnout požadovaného procentického zastoupení C3S fáze.
3. Příklady 1 až 6
Surová ocelářská struska se zpracovala oxidací při tlaku přibližné 1 MPa, přičemž oxidace trvala 30 min, přidáním vápna a případně přidáním oxidu hlinitého a oxidu křemičitého v množství, které spadá do rozsahu vynálezu.
····
φφ ···· ♦ · φ ·
01-1731-03-Ma
Φ · ······· ·
Teplota na počátku zpracování je 1650 °C (teplota strusky opouštějící licí pánev).
Použitá suspenze, přidaná množství a výsledné minerální fáze jsou shrnuty v níže uvedených tabulkách IV a V.
Tabulka IV
Příklad č. Struska č. % Strusky Přídavky
CaO Al2O3 SiO2
1 3 90 10 - -
2 5 89 9 - 2
3 6 95 5 - -
4 1 89 11 - -
5 1 88 12 - -
6 1 82 15 3 -
Tabulka V
Příklad č Minerální složení (% hmotn.) % Fe2O3
C3S C2S CS C2F/C4AF železitan pevný roztok
1 42 - - 58 34
2 55 - - 41 24
3 54 - - 47 20
4 44 6 - 46 22
5 48 3 - 45 22
6 47 1 - 48 20
Obr.l znázorňuje mikrograf z příkladu C 8. Světlé body na tomto mikrografu znázorňují C2S, přičemž mezilehlá fáze je tvořena CS a železitanovou fází.
·* ···· ♦ · to ·*··
01-1731-03-Ma to
Obr.2 znázorňuje mikrograf z příkladu 3. Šedá místa na tomto mikrografu znázorňují C3S a mezilehlá fáze je tvořena železitanovou fází.
Zpracovaná struska získaná z kontrolních příkladů C 1 až C 21 nebo z příkladů 1 až 6 podle vynálezu se použila pro dvě série měření.
Při první sérii měření, jejichž výsledky jsou shrnuty v tabulce VI-A, se každý typ strusky smísil ve hmotnostním poměru 50/50 s portlandským cementem.
U každé z těchto směsí se použily standardní zkumavky na maltu podle EN 196-1 standardu a 1. den a po 28 dnech se měřila mechanická pevnost při stlačení.
Výsledky byly doplněny do tabulky po roztřídění různých typů strusky do tříd podle obsahu C3S fáze v těchto struskách.
Pro každou třídu se získala minimální a maximální hodnota specifikované mechanické pevnosti v závislosti na požadované strusce.
Tabulka VI-A
C3S fáze v % hmotn. 0 1-7 7-15 20-30 35 40-50 >50
Ošetřená struska č. C1/C2/ C3/C7/ C8/C12/ C15/C16 C4/C9/ C18 C5/ 013/ C17/ C19 C6/C10/ 014/ C20/ C21 Cil 1/4/5/ 6 2/3
Portlandský cement, ' % hmotn. 50 50 50 50 50 50 50
Rc 1. den, MPa 4-6 4-6 4-6 4-6 6-8 10-14 3-17
Rc 28 dnů, MPa 13-17 20-24 32-38 36-44 42-52 45-55 50-60
01-1731-03-Ma ........
• · · · · · ···* ··· ··· ··· ··
Ve druhé sérii měření, jejichž výsledky uvádí tabulka VI-B, se každý typ strusky rozemlel společně s 10% sádrou'a provedla se stejná měření jako v případě předchozí série.
Tabulka VI-B
C3S fáze, % hmotn. 0 1-7 7-15 20-30 35 40-50 >50
Ošetření struska č. C2/C3/ 07/ 08/ 012/ 015/ 016 04/ 09/ C18 05/ 013/ 017/ 019 06/ CIO/ 014/ 020/ 021 Cil 1/4/5/6 2/3
Sádra, % hmotn. 10 10 10 10 10 10 10
Rc 1. den, MPa 0 0 0 1-3 1-3 10-14 13-17
Rc 28 dnů, MPa 0 1-3 9-11 18-22 20-24 34-42 39-47
Získané výsledky ukazují, že typy strusky zpracované způsobem podle vynálezu umožňují, na rozdíl od typu strusky z kontrolních příkladů, získat mechanické pevnosti při stlačení, měřeno podle EN 196-1 standardu, vyšší než 8 MPa 1. den, a to bez ohledu na to, zda se struska smísí s portlandským cementem či nikoliv.
Hodnoty mechanické pevnosti po 28 dnech odpovídají hodnotám portlandského cementu naměřeným podle EN-197-1 standardu pro třídy 32,5 nebo 42,5.
Předcházející příklady provedení vynálezu mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob zpracování surové ocelářské účelem jejího převedení na hydraulické pojivo, které je alespoň ekvivalentem portlandské cementové škváry, vyznačuj ící se tím, že zahrnuj e:
    oxidační způsob zpracování surové ocelářské strusky obsahující, vztaženo k celkové hmotnosti surové strusky, alespoň 45 % hmotn. CaO a méně než 3 0 % hmotn. Fe2O3 kyslíkem nebo vzduchem nebo jejich směsí při tlaku v rozmezí od 0,1 MPa do 1,5 MPa, výhodně od 0,5 MPa do 1 MPa, při teplotě v rozmezí od 1650 °C do 1400 °C, výhodně v rozmezí od 1550 °C do 1450 °C; a přidání zdroje vápna obohaceného, pokud je to nutné, o zdroj oxidu křemičitého a/nebo zdroj oxidu hlinitého do této strusky, přičemž množství zdroje vápna a případně oxidu křemičitého a/nebo zdroje oxidu hlinitého se zvolí tak, že struska bude po převedení a při teplotě místnosti obsahovat alespoň 13 % hmotn. Fe2O3 a její minerální složení bude alespoň 40 % hmotn. C3S fáze a více než 10 % hmotn. , výhodně alespoň 40 % hmotn. , železitanu vápenatého ve formě C2F a/nebo C4AF fáze, vztaženo k celkové hmotnosti zpracované finální strusky.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se zpracování provádí bez další dodávky energie, pouze za použití energie, která je výsledkem spalování kyslíku.
    ·* ·»·*
    01-1731-03-Ma ·· ····
    4 4 4 44 44 4 4 4 • 444 4 4 4 9 4
    4 4 4 4 4 4 4 4 4
    4 4 4 4 4444
    4449 494 ·44 494 49 94
  3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že finální zpracovaná struska obsahuje méně než 2 % hmotn., výhodně méně než 1 % hmotn., volného vápna, vztaženo k celkové hmotnosti finální zpracované strusky.
  4. 4. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že struska po převedení a při teplotě místnosti obsahuje méně než 10 % hmotn. C2S minerální fáze.
  5. 5. Způsob podle vyznačující se tím, uhličitan vápenatý.
    kteréhokoliv z nároků 1 až 4, že zdrojem vápna je vápno nebo
  6. 6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že zdrojem oxidu hlinitého je bauxit.
  7. 7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že množství vápna, které má být přidáno, představuje maximálně 30 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti surové strusky.
  8. 8. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až S, vyznačující se tím, že se množství vápna, které má být přidáno, pohybuje od 5 % hmotn. do 15 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti surové strusky.
    • 9 ·9 9# • 9 ····
    01-1731-03-Ma • 9 9 99 • 999 9
  9. 9 9 9 9
    9 9»
    9. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že množství zdroje oxidu hlinitého, které má být přidáno, představuje 0 % hmotn. až 10 % hmotn. surové strusky a množství zdroje oxidu křemičitého, které má být přidáno, se pohybuje od 0 % hmotn. do 5 % hmotn. surové strusky.
  10. 10. Způsob získání hydraulického pojivá ekvivalentního portlandskému cementu z ocelářské strusky, vyznačující se tím, že sestává z vmíšení alespoň 50 % hmotn. portlandského cementu do strusky získané způsobem zpracování podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vztaženo ke hmotnosti finální zpracované strusky.
  11. 11. Způsob získání hydraulického pojivá ekvivalentního portlandskému cementu z ocelářské strusky, vyznačující se tím, že sestává z vmíšení alespoň výhodně alespoň 10 % hmotn., zdroje síranu vztaženo ke hmotnosti finální zpracované strusky, do strusky získané podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9.
    5 % hmotn., vápenatého,
  12. 12. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že zdrojem síranu vápenatého je sádra nebo anhydrit.
CZ20032074A 2001-02-02 2002-02-01 Oxidacní zpusob zpracování ocelárské strusky poskytující materiály na bázi cementu CZ299078B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0101451A FR2820420B1 (fr) 2001-02-02 2001-02-02 Procede de traitement oxydant des laitiers d'acierie pour l'obtention de materiaux cimentaires

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20032074A3 true CZ20032074A3 (cs) 2004-03-17
CZ299078B6 CZ299078B6 (cs) 2008-04-16

Family

ID=8859573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20032074A CZ299078B6 (cs) 2001-02-02 2002-02-01 Oxidacní zpusob zpracování ocelárské strusky poskytující materiály na bázi cementu

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6946014B2 (cs)
EP (1) EP1370501B1 (cs)
JP (1) JP4102668B2 (cs)
KR (1) KR100806173B1 (cs)
AT (1) ATE347540T1 (cs)
BR (1) BR0206959B1 (cs)
CA (1) CA2437224C (cs)
CZ (1) CZ299078B6 (cs)
DE (1) DE60216569T2 (cs)
DK (1) DK1370501T3 (cs)
ES (1) ES2275834T3 (cs)
FR (1) FR2820420B1 (cs)
PL (1) PL204475B1 (cs)
RU (1) RU2261846C2 (cs)
UA (1) UA74237C2 (cs)
WO (1) WO2002062720A1 (cs)
ZA (1) ZA200305835B (cs)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2809390B1 (fr) * 2000-05-24 2003-03-07 Lafarge Sa Procede de traitement oxydant des laitiers d'acierie et scories ld obtenues
US20050011415A1 (en) * 2001-12-03 2005-01-20 Gaspar Herban Material comprising gypsum and blast furnace slag, a process and an installation of making the same
CN1232465C (zh) * 2002-12-24 2005-12-21 清华大学 凝石二元化湿水泥及其用途
WO2005108323A1 (en) * 2004-05-08 2005-11-17 Ecomaister Co., Ltd. High strength ascon composition comprising slag ball and method for producing the same
WO2007106372A2 (en) 2006-03-10 2007-09-20 Comrie Douglas C Carbon dioxide sequestration materials and processes
US20080264066A1 (en) * 2007-04-25 2008-10-30 Marc Porat Conversion of coal-fired power plants to cogenerate cement
US20080264301A1 (en) * 2007-04-25 2008-10-30 Marc Porat Coal combustion product cements and related methods of production
WO2008139001A1 (es) * 2007-05-10 2008-11-20 Cementos Portland Valderrivas, S.A. Material vitreo con propiedades cementantes y procedimiento de fabricación del mismo
US7993616B2 (en) 2007-09-19 2011-08-09 C-Quest Technologies LLC Methods and devices for reducing hazardous air pollutants
DE102008058573A1 (de) * 2008-11-21 2010-05-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Zementklinker
FR2991693B1 (fr) * 2012-06-12 2014-08-08 Centre Nat Rech Scient Procede de traitement de laitier d'acierie de conversion
UA110757C2 (uk) 2012-09-06 2016-02-10 Лоеше Гмбх Спосіб обробки сталевого шлаку та гідравлічний мінеральний в'яжучий матеріал
RU2534682C1 (ru) * 2013-07-11 2014-12-10 Сергей Викторович Ласанкин Способ получения плавленых минеральных компонентов для шлакопортландцемента ( варианты)
EP2843063B1 (de) 2013-09-02 2016-07-13 Loesche GmbH Verfahren zur Aufbereitung von Stahlwerkschlacken sowie hydraulisches mineralisches Bindemittel
CN111807729B (zh) * 2020-06-23 2022-03-15 湖北湖大天沭新能源材料工业研究设计院有限公司 一种用氧鼓泡液态钢渣制备低成本胶凝材料的方法及得到的低成本胶凝材料
EP4089061A1 (en) * 2021-05-14 2022-11-16 Opigeo S.r.l. Process for producing a precursor for a hydraulic binder
CN114014569B (zh) * 2021-11-15 2022-08-02 吴联权 一种金属冶炼炉渣分离再利用生产工艺

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2611889C3 (de) 1976-03-20 1978-11-02 Ferdinand Dr.Rer.Mont. 6374 Steinbach Fink Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln aus Hüttenabfallen
FR2546530B1 (fr) 1981-08-07 1985-08-02 Siderurgie Fse Inst Rech Traitement de laitiers d'acierie en vue de leur utilisation en cimenterie
NL9201266A (nl) * 1992-07-14 1994-02-01 Pelt & Hooykaas Werkwijze voor het regelen van de samenstelling van staalslakken.
FR2809390B1 (fr) * 2000-05-24 2003-03-07 Lafarge Sa Procede de traitement oxydant des laitiers d'acierie et scories ld obtenues

Also Published As

Publication number Publication date
UA74237C2 (uk) 2005-11-15
US6946014B2 (en) 2005-09-20
RU2003126593A (ru) 2005-02-27
PL364160A1 (en) 2004-12-13
BR0206959B1 (pt) 2010-12-14
EP1370501B1 (fr) 2006-12-06
KR100806173B1 (ko) 2008-02-21
FR2820420A1 (fr) 2002-08-09
BR0206959A (pt) 2004-03-09
JP2004526651A (ja) 2004-09-02
ATE347540T1 (de) 2006-12-15
KR20030088025A (ko) 2003-11-15
FR2820420B1 (fr) 2003-12-12
DE60216569T2 (de) 2007-10-11
CA2437224C (fr) 2010-06-08
RU2261846C2 (ru) 2005-10-10
ZA200305835B (en) 2004-09-28
JP4102668B2 (ja) 2008-06-18
DE60216569D1 (de) 2007-01-18
ES2275834T3 (es) 2007-06-16
EP1370501A1 (fr) 2003-12-17
CZ299078B6 (cs) 2008-04-16
US20040093988A1 (en) 2004-05-20
PL204475B1 (pl) 2010-01-29
WO2002062720A1 (fr) 2002-08-15
CA2437224A1 (fr) 2002-08-15
DK1370501T3 (da) 2007-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20032074A3 (cs) Oxidační způsob zpracování ocelářské strusky poskytující materiály na bázi cementu
US9822036B2 (en) Rapid-setting and hardening, high-belite sulfoaluminate cement clinker as well as application and production process thereof
Mahieux et al. Utilization of weathered basic oxygen furnace slag in the production of hydraulic road binders
CN107935423B (zh) 耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料及制备方法与耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥及制备方法
JP5750011B2 (ja) 高炉セメント組成物
EP2650268B1 (en) Cement admixture, cement composition, and hexavalent chromium reduction method using same
HUT77272A (hu) Portlandcementklinker és annak alkalmazása
CZ304691B6 (cs) Způsob zpracování ocelářské strusky a zpracovaná ocelářská struska připravitelná tímto způsobem
RU2163574C2 (ru) Способ получения сульфатного цемента или заполнителей из сульфатного цемента
JP4403441B2 (ja) セメントおよびその製造方法
KR102422247B1 (ko) 정련슬래그를 이용한 저탄소 초속경 시멘트 조성물
CN106012742A (zh) 一种利用精炼炉白渣稳定化处理公路水稳层的工艺
DE102009005610B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines hydraulischen Bindemittels
CA2324486C (en) Hydraulic binder
JPH0774366B2 (ja) 高炉スラグ組成物
JP4108533B2 (ja) ポルトランドセメントクリンカおよびそれを用いたセメント組成物
JP2004292201A (ja) コンクリート用混和材及びコンクリート組成物
JP4642201B2 (ja) セメント混和材及びセメント組成物
JP2003206165A (ja) セメント混和材及びセメント組成物
Soykan Cementitious material production from hot mixing of ironmaking and steelmaking slags
SINGH UTILIZATION OF MIINING AND METALLURGICAL, WASTES
JP2021161017A (ja) 混合セメント組成物
CN113929324A (zh) 一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法
AU6877501A (en) Hydraulic binder
KR20050038378A (ko) 저품위 석회석을 이용한 저온 소성형 고기능성 시멘트의제조방법

Legal Events

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

Effective date: 20170201