CZ282802B6 - Způsob stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky - Google Patents
Způsob stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky Download PDFInfo
- Publication number
- CZ282802B6 CZ282802B6 CZ96391A CZ39196A CZ282802B6 CZ 282802 B6 CZ282802 B6 CZ 282802B6 CZ 96391 A CZ96391 A CZ 96391A CZ 39196 A CZ39196 A CZ 39196A CZ 282802 B6 CZ282802 B6 CZ 282802B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- lime
- mixture
- fly ash
- slag
- weight
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 title claims description 47
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims description 27
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 title description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 title description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 51
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 40
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 40
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims abstract description 5
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims abstract description 5
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 18
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 8
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 8
- 238000003801 milling Methods 0.000 abstract 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 abstract 1
- 230000003019 stabilising effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 239000008241 heterogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions 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 hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/10—Lime cements or magnesium oxide cements
- C04B28/12—Hydraulic lime
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00663—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filling material for cavities or the like
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00732—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for soil stabilisation
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00758—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for agri-, sylvi- or piscicultural or cattle-breeding applications
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00767—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes
- C04B2111/00775—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes the composition being used as waste barriers or the like, e.g. compositions used for waste disposal purposes only, but not containing the waste itself
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Způsob stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky jejich smíšením s vodou a přidáním vápna k získané směsi, při kterém se popílek a případně mletá struska s maximální velikostí částic 500 mikrometrů sloučí s 15 až 25 hmotnostními % vody, vztaženo na hmotnost popílku a případně strusky, načež se získaná směs aktivačně mísí ze střižného napětí po dobu nezbytnou k dosažení energetické dodávky 0,5 až 5,0 kW/m.sup.3 .n.mísené směsi, a získaná aktivovaná suspenze se sloučí se suchým partikulárním vápnem nebo/a vápenným hydrátem s velikostí částic nejvýše 500 mikrometrů nebo/a s vápenným mlékem s obsahem sušiny 15 až 30 hmotnostních % a s velikostí suspendovaných částic nejvýše 90 mikrometrů, přičemž hmotnostní poměr sušiny aktivované suspenze k sušině vápenné přísady činí 95:2 až 95:5, načež se takto získaná směs míchá po dobu 0,5 až 10 minut za vzniku homogenní zavlhlé směsi. Rovněž je možné přidat strusku s velikostí částic větší než 500 mikrometrů a energosádrovec.ŕ
Description
(57) Anotace:
Způsob stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky jejich smíšením s vodou a přidáním vápna k získané směsi, při kterém se popílek a případně mletá struska s maximální velikostí částic 500 mikrometrů sloučí s 15 až 25 hmotnostními % vody, vztaženo na hmotnost popílku a případně strusky, načež se získaná směs aktivačně mísí za střižného napětí po dobu nezbytnou k dosažení energetické dodávky 0,5 až 5,0 kW/m3 míšené směsi, a získaná aktivovaná suspenze se sloučí se suchým partikulárním vápnem nebo/a vápenným hydrátem s velikostí částic nejvýše 500 mikrometrů nebo/a s vápenným mlékem s obsahem sušiny 15 až 30 hmotnostních % a s velikostí suspendovaných částic nejvýše 90 mikrometrů, přičemž hmotnostní poměr sušiny aktivované suspenze k sušině vápenné přísady činí 95:2 až 95:5. načež se takto získaná směs míchá po dobu 0,5 až 10 minut za vzniku homogenní zavlhlé směsi. Rovněž Je možné přidat strusku s velikostí částic větší než 500 mikrometrů a energosádrovec.
Způsob stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky a jejich převedení na užitečný, ekologicky nezávadný a průmyslově zhodnotitelný produkt, vhodný zejména pro násypy v silničním a železničním stavitelství a pro ostatní typy násypů a terenní úpravu při výstavbě.
Dosavadní stav techniky
Celosvětově vzniká v teplárnách a elektrárnách popílek a struska v množství, které se vymyká možnostem lidské populace zpracovat tyto vedlejší odpadní produkty spalování na průmyslově využitelné a ekologicky nezávadné materiály. A tak většina popílků a strusek končí na povrchových skládkách, jejichž kapacity jsou omezené a poplatky za ukládání dosahují miliardových hodnot. Kromě toho je nutné vzít v úvahu ekologický odpad uvedeného způsobu zneškodňování popílku a strusky vzhledem k technickému a hydraulickému způsobu ukládání. Je to především vliv na podzemní a povrchové vody, prašnost popílkových pláží, stabilita hrázových systémů a s tím spojená možnost úniku suspenzí popílků mimo skládku, jakož i možnost vyluhování ekologicky nebezpečných chemických sloučenin, zejména sloučenin těžkých kovů, které jsou v popílku obsaženy, do okolního životního prostředí. Vzhledem k tomu jsou popílky a strusky řazeny mezi nebezpečné odpady, což zvyšuje nedůvěru veřejnosti k těmto materiálům, zejména pokud jde o možnosti jejich dalšího využití.
Popílek je heterogenní směs částic, které se vzájemně liší tvarem, velikostí a chemickým složením. Tyto parametry jsou dány kvalitou spalovaného uhlí a typem spalovacího zařízení. Popílek obsahuje 2 až 20 % nespáleného uhlíku a 40 až 60 % oxidu křemičitého. Podíl oxidu vápenatého může dosáhnout 5 až 15 %, avšak pouze při spalování lignitu. Běžně se pohybuje kolem 2 %. Z dalších oxidů je obsažen oxid hlinitý v množství 20 až 35%. Z hlediska mineralogického je přítomen křemen, mullit, železité spinely a 70 až 95 % skelné fáze, kde jsou ve formě tuhých roztoků obsaženy sloučeniny těžkých kovů a radionuklidy. Struskou se nazývá zbytek z procesu spalování, kteiý má shodné chemické vlastnosti jako popílek, ale liší se svými fyzikálními vlastnostmi (zejména velikostí částic). Za účelem zjednodušení budou dále pod označením popílek zahrnuty všechny tuhé odpady vznikající při spalování uhlí, tzn. popílek, struska, ale i popel.
Je známo, že popílek patří mezi pucolány, tj. hlinitokřemičité materiály, které jsou schopné reagovat za normální teploty s oxidem vápenatým za přítomnosti vody. Touto pucolánovou reakcí se vytvoří stabilní nerozpustné sloučeniny mající vazebné vlastnosti. Výsledkem uvedených fýzikálně-chemických reakcí je hydratovaný křemičitan a hlinitan vápenatý, což je produkt s vazebnými vlastnostmi obdobnými s vlastnostmi, k jejichž dosažení například dochází při hydrataci cementu. Pro pucolánové reakce je zvláště vhodná nestabilní skelná fáze, která vzniká částečnou modifikací oxidu křemičitého v průběhu spalovacího procesu.
Jsou to právě výše specifikované pucolánové reakce popílku, které tvoří podstatu některých až dosud známých způsobů stabilizace popílku za vzniku průmyslově využitelných stabilizátorů.
V patentovém dokumentu WO 9222406 AI je popsán způsob výroby ve vodě nerozpustného a vůči abrazi rezistentního syntetického agregátu smíšením popílku, vápna a vody, tvářením získané směsi, jejím vytvrzením a drcením. Získaný produkt může být použit jako náhrada štěrku.
- 1 CZ 282802 B6
V patentovém dokumentu EP 0389329 Al je popsán způsob solidifikace a aglomerace popílku jeho smíšením s malým množstvím vody a zhutněním a vytlačováním získané směsi. Doporučuje se přidat k záměsové vodě vápno k dosažení pH vody v rozmezí od 7,4 do 11,6. Získaná pevná kompozice je prakticky nerozpustná ve vodě.
V patentovém dokumentu US 4038095 je popsána směs pro vozovkové podklady sestávající z popílku, prachového vápna a štěrku, která mechanismem pucolánových reakcí produkuje materiál vhodný jako tvrdý, pevný a trvanlivý silniční podklad.
V patentovém dokumentu US 4084381 je popsána stabilizace podpovrchových zemních vrstev pro regulaci pohybu podpovrchových vod, jejíž podstata spočívá v tom, že se do předem stanovených hloubek a plošně odsazených podpovrchových lokalit injikuje kaše obsahující vápno, popílek a povrchově aktivní činidlo. Pevný suspendovaný podíl v uvedené kaši obsahuje 25 až 50 hmotnostních procent popílku a 75 až 50 hmotnostních procent vápna.
V patentovém dokumentu US 4514307 je popsán způsob stabilizace organického odpadu smíšením tohoto odpadu s cementovitými reakčními složkami v přítomnosti vody (přičemž těmito cementovitými složkami jsou vápno a popílek) za vzniku cementové matrice, ve které je nevodný podíl uvedeného odpadu nevyloužitelně zapouzdřen.
V patentovém dokumentu US 4629509 je popsán způsob ímobilizace olova a kadmia v létavém popílku smíšením popílku s vápnem a vodným roztokem anorganické soli poskytující sulfid.
V patentovém dokumentu US 4840671 je popsán způsob chemické stabilizace popílku obsahujícího těžké kovy smíšením tohoto popílku s účinným množstvím vápna a s vodou za vzniku tekuté směsi, která se ponechá ztvrdnout za vzniku relativně impermeabilního betonovitého odpadu, ve kterém jsou těžké kovy fyzicky uzavřeny.
V patentovém dokumentu US 5401312 je popsán způsob stabilizace půdního povrchu, jehož podstata spočívá v tom, že se smísí vápno s vodou a tato předsměs se smísí s popílkem, načež se získaná směs nalije na půdní povrch a následně zapracuje do vrchní vrstvy půdy.
I když výše uvedené způsoby podle dosavadního stavu techniky řeší stabilizaci popílku poměrně uspokojivým způsobem a materiály, které jsou finálním produktem této stabilizace, mají vlastnosti (zejména odolnost proti loužení vodou a mechanickou pevnost) postačující pro méně náročné aplikace, nejsou tyto vlastnosti dostatečné pro určitý druh náročnějších průmyslových aplikacích, zejména pro použití těchto materiálů při realizaci násypů v silničním a železničním stavitelství.
Je proto cílem tohoto vynálezu najít způsob stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky za využití pucolánových reakcí, na jehož výstupu by byly získány materiály, které by ve srovnání s finálními produkty dosud známých způsobů stabilizace popílku měly lepší mechanické a bariérové vlastnosti (odolnost proti penetraci).
Podstata vynálezu
Výše uvedeného cíle je dosaženo způsobem stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky jejich smíšením s vodou a přidáním vápna k získané směsi, jehož podstata spočívá v tom, že se popílek a případně mletá struska s maximální velikostí částic 500 mikrometrů sloučí s 15 až 25 hmotnostními % vody, vztaženo na hmotnost popílku a případně strusky, načež se získaná směs aktivačně mísí za střižného napětí po dobu nezbytnou k dosažení energetické dodávky 0,5 až 5,0 kW/m3 míšené směsi, a získaná aktivovaná suspenze se sloučí se suchým partikulárním vápnem nebo/a vápenným hydrátem s velikostí částic nejvýše 500 mikrometrů nebo/a s vápenným mlékem s obsahem sušiny 15 až 30 hmotnostních % a s velikostí suspendovaných částic nejvýše 90 mikrometrů, přičemž hmotnostní poměr sušiny aktivované suspenze k sušině vápenné přísady činí 95 : 2 až 95 : 5, načež se takto získaná směs míchá po dobu 0,5 až 10 minut za vzniku homogenní zavlhlé směsi.
Výhodně se ke směsi aktivované suspenze a vápenné přísady nebo/a do homogenní zavlhlé směsi přidá struska s velikostí částic větší než 500 mikrometrů v množství rovném nejvýše 15 hmotnostních %, vztaženo na sušinu směsi aktivované suspenze a vápenné přísady nebo na sušinu homogenní zavlhlé směsi.
Výhodně se ke směsi aktivované suspenze a vápenné přísady přidá energosádrovec v množství nejvýše rovném 25 hmotnostním %, vztaženo na sušinu uvedené směsi. Energosádrovec se výhodně přidá ve formě vodné suspenze.
Podstatu vynálezu tvoří zjištění, že obligatomím aktivačním předmíšením popílku a případně mleté strusky s vodou a optimalizací tohoto předběžného míšení za specifických podmínek se dosáhne oproti dosavadnímu stavu techniky dalšího zlepšení mechanických a závěrných vlastností rezultujícího stabilizátu. Popílky obsahují hlinitokřemičitou skelnou fázi, která je termodynamicky metastabilní vzhledem ke krystalickému souboru stejného chemického složení, jenž je z termodynamického hlediska nej stabilnější formou pevného stavu. Při přechodu z metastabilního do stabilního stavu, ať cestou krystalizace nebo hydratačními reakcemi, musí být překonána energetická bariéra, což je v podstatě změna volné ethalpie aktivace vyjádřená Gibbsovou energií delta G. Velikost této bariéry závisí na vlastnostech popílků a na jejich zpracování. Nejdůležitější jsou tyto faktory: chemické složení skelné fáze, struktura skelné fáze, dostupnost a počet aktivních center ve skelné fázi, chemické a fyzikální defekty a rozdělení velikosti částic. Bylo zjištěno, že posledně uvedené tři faktory lze ovlivnit mechanickou aktivací popílků, kdy dochází ke snížení uvedené energetické bariéry dodáním energie v průběhu míchání za střižného napětí. Při takovém míchání v přítomnosti vody dochází jednak vzájemnou interakcí částic k odkrytí aktivních center a defektů ve struktuře skelné fáze a na druhé straně se zabraňuje shlukování částic popílku vlivem elektrostatických sil. Taková aktivace umožňuje lépe využít pucolánových vlastností popílků, tj. schopnosti metastabilní skelné fáze reagovat s vápenatými ionty za přítomnosti vody.
Jak již bylo uvedeno, je při způsobu podle vynálezu výhodné přidat ke směsi aktivované suspenze a vápenné přísady nebo/a homogenní zavlhlé směsi strusku s velikostí částic větší než 500 mikrometrů v množství rovném nejvýše 15 hmotnostním %, vztaženo na sušinu směsi aktivované suspenze a vápenné přísady nebo na sušinu homogenní zavlhlé směsi. V případě přidání uvedené strusky do směsi aktivované suspenze a vápenné přísady před započetím jejich míšení nebo v průběhu jejich míšení se v důsledku homogenizace strusky v rezultující zavlhlé směsi a s ohledem na mechanické vlastnosti strusky dosáhne zlepšení mechanických vlastností rezultujícího pevného stabilizátu. V případě přidání uvedené strusky do homogenní zavlhlé směsi spočívá výhodnost tohoto opatření v tom, že se ekologicky zlikviduje další podíl balastního nebezpečného odpadu, aniž by došlo k výraznému zhoršení vlastností rezultujícího stabilizátu.
Stejně tak je možné při způsobu podle vynálezu ke směsi aktivované suspenze a vápenné přísady výhodně přidat energosádrovec v množství nejvýše rovném 25 hmotnostním %, vztaženo na sušinu uvedené směsi. Výhodnost tohoto opatření spočívá v tom, že přidaný energosádrovec zvyšuje neprostupnost rezultujícího pevného stabilizátu pro kapalná média, což je výhodné zejména v případě použití stabilizátu při realizaci násypových regulačních hrází. Energosádrovec se výhodně přidává ve formě vodné suspenze, čímž se dosáhne lepší distribuce energosádrovce v uvedené směsi aktivované suspenze a vápenné přísady. V tomto případě se množství vody přidané k popílku zmenší o podíl vody tvořící nosné médium energosádrovce. Stejně tak tomu je v případě použití vápenné přísady ve formě vápenného mléka.
Způsob podle vynálezu může být prováděn šaržovitě (diskontinuálně) nebo výhodně kontinuálně.
Pod pojmem energosádrovec (CaSO4 x 2H2O) je zde zahrnut jak energosádrovec samotný, tak i s obsahem siřičitanů (CaSO3 x xH2O), ale také anhydrit (CaSO4) nebo sádra (CaSO4 x 1/2 H2O), jejichž účinek ve stabilizátu je ekvivalentní účinku dihydrátu síranu vápenatého. V případě, že se energosádrovec dávkuje ve formě vodné suspenze, potom lze k získání této suspenze využít i odpadní vody z procesu odsiřování.
Jako vhodné zařízení pro aktivační míšení popílku v přítomnosti vody lze uvést především šneková a lopatková míchací zařízení, i když je možné použít i ostatní o sobě známá míchací zařízení, ve kterých se dosahuje potřebného střižného napětí. Jako vhodné zařízení pro provádění míchání směsi aktivované suspenze a vápenné přísady lze uvést především šneková míchací zařízení.
Fyzikálně-mechanické vlastnosti stabilizátu získaného způsobem podle vynálezu jsou ovlivněny použitými množstvími jednotlivých složek. V podstatě lez konstatovat, že objemová hmotnost se po 28 dnech zrání stabilizátu pohybuje podle míry zhutnění od 1140 do 1540 kg.mý propustnost se v závislosti na receptuře a míře zhutnění pohybuje od 10‘7 do lO Ús1, pevnost v tlaku po 28 dnech zrání dosahuje podle receptury a podmínek zrání hodnot od 1,5 do 4,5 MPa, pevnost v tahu za ohybu se pohybuje od 0,35 do 1,25 MPa. Tyto vlastnosti spolu se zvýšením smykové pevnosti a ekologickou nezávadností představují výrazné zlepšení oproti dosavadnímu stavu techniky a zajišťují podstatně lepší podmínky pro deponování jako odpadu a zejména pro využití stabilizátu pro realizaci násypů, obsypů a těsnicích vrstev ve stavitelství.
Obecné je stabilizát získaný způsobem podle vynálezu vhodný pro budování silničních a železničních násypů včetně aktivní zóny a pláně a pro budování ložních vrstev, násypů a obsypů ve stavebnictví. Dále je možné použít tento stabilizát pro technické rekultivace a pro budování těsnicích konstrukcí, například těsnění skládek.
V následující tabulce jsou uvedeny dosažené hodnoty modulů pružnosti a modulu přetvámosti při zkouškách násypů ze stabilizovaného popílku pro silniční a železniční stavitelství.
Tabulka
| Modul přetvámosti Edec(MPa) | Modul pružnosti Evd(MPa) | Stupeň zhutnění (% PD) | |
| Požadované hodnoty: | |||
| násyp | nestanoveno | více než 25 | 95 |
| aktivní zóna | 45 | více než 27 | 100 |
| Dosažené hodnoty: | |||
| průměr po zhutnění | 50,9 | 29,2 | více než 95 (násyp) více než lOO(akt.zóna) |
| průměr po 7 měsících | 288 | 94,1 | více než 100 |
Příklad provedení wnálezu
Do vysokoobrátkového lopatkového míchacího zařízení se dávkově přivádí elektrárenský popílek s maximální velikostí částic do 500 mikrometrů a voda v množství 20 hmotnostních %, vztaženo
-4CZ 282802 B6 na hmotnost přiváděného suchého popílku. Intenzivním mícháním při dosažení energetické dodávky 4 kW/m3 zvlhčené směsi dojde k její homogenizaci a aktivaci. Do této zavlhlé směsi aktivovaného popílku a vody se dávkuje vápno ve formě vápenného mléka o koncentraci 20 % Ca(OH)2 v suspenzi při velikosti částic Ca(OH)2 nejvýše 90 mikrometrů v množství odpovídajícím poměru sušiny popílku k sušině Ca(OH)2 96,5 : 3,5 a směs se míchá po dobu jedné minuty. Rezultující homogenní zavlhlá směs se odvádí výsypkou zmísiče na transportní pás dopravující tuto směs do transportního zásobníku, ve kterém je dopravena na místo budování silničního násypu.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (3)
1. Způsob stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky jejich smíšením svodou a přidáním vápna k získané směsi, vyznačený tím, že se popílek a případně mletá struska s maximální velikostí částic 500 mikrometrů sloučí s 15 až 25 hmotnostními % vody, vztaženo na hmotnost popílku a případně strusky, načež se získaná směs aktivačně mísí za střižného napětí po dobu nezbytnou k dosažení energetické dodávky 0,5 až 5,0 kW/m3 míšené směsi, a získaná aktivovaná suspenze se sloučí se suchým partikulárním vápnem nebo/a vápenným hydrátem s velikostí částic nejvýše 500 mikrometrů nebo/a s vápenným mlékem s obsahem sušiny 15 až 30 hmotnostních % a s velikostí suspendovaných částic nejvýše 90 mikrometrů, přičemž hmotnostní poměr sušiny aktivované suspenze k sušině vápenné přísady činí 95 : 2 až 95 : 5, načež se takto získaná směs míchá po dobu 0,5 až 10 minut za vzniku homogenní zavlhlé směsi.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se ke směsi aktivované suspenze a vápenné přísady nebo/a do homogenní zavlhlé směsi přidá struska s velikostí částic větší než 500 mikrometrů v množství rovném nejvýše 15 hmotnostním %, vztaženo na sušinu směsi aktivované suspenze a vápenné přísady nebo na sušinu homogenní zavlhlé směsi.
3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačený tím, že se ke směsi aktivované suspenze a vápenné přísady přidá energosádrovec v množství nejvýše rovném 25 hmotnostním %, vztaženo na sušinu uvedené směsi.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ96391A CZ39196A3 (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Stabilization method of fly ash being waste of power and heating plants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ96391A CZ39196A3 (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Stabilization method of fly ash being waste of power and heating plants |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ282802B6 true CZ282802B6 (cs) | 1997-10-15 |
| CZ39196A3 CZ39196A3 (en) | 1997-10-15 |
Family
ID=5461645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ96391A CZ39196A3 (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Stabilization method of fly ash being waste of power and heating plants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ39196A3 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019212420A1 (en) * | 2018-05-02 | 2019-11-07 | Apli.Kal, Druzstvo | Method for repurposing of the waste product from the production of heat or electricity from solid fuels and method of use of this repurposed waste product |
-
1996
- 1996-02-09 CZ CZ96391A patent/CZ39196A3/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019212420A1 (en) * | 2018-05-02 | 2019-11-07 | Apli.Kal, Druzstvo | Method for repurposing of the waste product from the production of heat or electricity from solid fuels and method of use of this repurposed waste product |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ39196A3 (en) | 1997-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2007219709B2 (en) | Matrix for masonry elements and method of manufacture thereof | |
| US11351698B2 (en) | System and method for making and applying a non-Portland cement-based material | |
| KR102133152B1 (ko) | 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법 | |
| KR102133154B1 (ko) | 비산재 또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 제조 시스템 | |
| US5704972A (en) | Product and process for strong light-weight aggregate | |
| KR101096641B1 (ko) | 지반 안정화 방법 | |
| Sun et al. | Study on preparation of inorganic binder stabilized material with large dosage of phosphogypsum | |
| EP3535226B1 (en) | Method for applying a non-portland cement-based material | |
| Siddique | Cement kiln dust | |
| KR101222212B1 (ko) | 바텀애쉬를 주골재로 이용한 콘크리트 조성물 및 그 제조방법 | |
| CZ282802B6 (cs) | Způsob stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky | |
| CZ282855B6 (cs) | Způsob stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky | |
| KR20040075498A (ko) | 폐기물을 이용한 고화제 제조방법 및 고화제를 이용한유기성 오니의 고화처리 방법 | |
| CA3205563A1 (en) | Compositions and concretes thereof and related methods and uses for capping mine waste rock piles | |
| KR100357524B1 (ko) | 지정 폐기물 재활용을 위한 고화제 및 이를 이용하여 제조된 압축강도가 우수한 경화체 | |
| KR20050001983A (ko) | 바텀 애쉬를 사용한 고강도 콘크리트 조성물 | |
| Ansari et al. | Experimental Study of the Physical Properties of Concrete Prepared by Partial Replacement of Cement with Alccofine, Metakaolite and GGBS | |
| HK40051379A (en) | System and method for making and applying a non-portland cement-based material | |
| JP3720272B2 (ja) | 土木材料の製造方法 | |
| JP3443653B2 (ja) | 土木・建築用資材 | |
| JPH05309352A (ja) | 建設廃材の処理方法 | |
| EP3501678A1 (en) | Method for reduction of chloride leaching rate from mineral mixtures comprising waste with high concentrations of soluble chlorides | |
| CZ34653U1 (cs) | Podkladní směs pod stavby | |
| PL247556B1 (pl) | Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu | |
| CZ2005189A3 (cs) | Zpusob výroby stavebních hmot a výrobku z popílkuzískaného fluidním spalováním tuhých fosilních paliv |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20090209 |