DE112008000294T5

DE112008000294T5 - Bindemittelzusammensetzung für Abfallmaterialien

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Publication number: DE112008000294T5
Application number: DE112008000294T
Authority: DE
Inventors: Douglas C Comrie
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2009-12-10
Also published as: CA2675876C; AU2008211246A1; CA2675876A1; GB2459398A; GB0913278D0; WO2008094463A1; US7883576B2; AU2008211246B2; JP2010516613A; US20080178525A1; RU2009129380A

Abstract

Eine anorganische Bindemittelzusammensetzung, mit einer Mischung von:
i) einem ersten Bestandteil, welcher Siliciumdioxid, Tricalciumsilikat, Dicalciumsilikat, Tricalciumaluminat, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Magnesiumoxid und Schwefeltrioxid aufweist; und
ii) einem zweiten Bestandteil, welcher Flugasche F und mindestens einen von Flugasche F abweichenden Teil aufweist, der aus der Gruppe gewählt ist, die sich aus Al₂O₃, Puzzolan, Nephelensyenit, Alumiumsilikat, Natriumhydroxid, Kieselsäure, Kalisalz, Natriumsalz und Mischungen davon zusammensetzt;
wobei die besagte Mischung ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 14,3 hat.

Description

FELD DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine anorganische Bindemittelzusammensetzung und deren Produktion sowie deren Gebrauch. Diese Erfindung betrifft insbesondere eine anorganische Bindemittelzusammensetzung, die besonders nützlich ist für die Behandlung von Abfallmaterialen zum Recycling und zur gefahrlosen und sicheren Entsorgung.
HINTERGRUND
Die Ausführungen in diesem Abschnitt dienen lediglich der Hintergrundinformation zur vorliegenden Offenbarung und sind nicht als Stand der Technik anzusehen.
Anorganische Bindemittelzusammensetzungen wurden zur Festigung und Entsorgung schädlicher Abfallstoffe vorgeschlagen. In den US-Patenten 5,352,427 ; 5,349,118 ; 5,342,595 ; 4,859,367 ; 4,349,386 ; 4,472,199 und 4,509,985 von Davidovits et al., in den US-Patenten 4,522,652 ; 4,533,393 und 4,608,795 von Neuschaeffer et al. sowie in den US-Patenten 4,640,715 und 4,642,137 von Heitzmann et al. wird ein Geopolymer mit Aluminium-Silikat-Oxid beschrieben. Diese Geopolymere wurden für die Einbringung in Bauziegel entwickelt, erwiesen sich jedoch auch als nützlich zur Festigung von Abfallstoffen für die langfristige Entsorgung.
Aluminiumsilikat-Bindemittel weisen zwei Komponenten auf: ein feines trockenes Pulver und eine sirupartige, stark alkalische Flüssigkeit. Das Pulver ist ein lösliches Alkalipolysilikat, das durch die alkalische Flüssigkeit angeregt werden kann, Tetraeder von SiO₄ und AlO₄ zu bilden. Die Tetraeder sind durch gemeinsame Sauerstoffmoleküle vernetzt, um anorganische, polymere Netzwerke zu bilden. Eine leicht exothermische Reaktion in der alkalisch aktivierten Mischung wird von Härtung und Polykondensation begleitet.
Anorganische Bindemittel sind gekennzeichnet durch mehrere eindeutige Eigenschaften einschließlich thermischer Stabilität, hoher Oberflächenglätte, präziser Mobilität und harter Oberflächen. Infolgedessen sind anorganische Bindemittel in speziellen Bauanwendungen, beispielsweise in salzhaltigen oder wässrigen Umgebungen besonders nützlich.
Ferner hat sich gezeigt, dass die anorganischen Bindemittelzusammensetzungen des Stands der Technik langfristige Lösungen für gefährliche und schädliche Abfallstoffe bieten. Verschiedene organische und anorganische Abfallstoffe können mit den anorganischen Verbindungen gemischt werden, wobei das normale Volumen der Aggregate unter Bildung eines monolithischen Feststoffs ersetzt wird. Während die Kristallstruktur wächst und die Lösung sich verfestigt, werden die Abfallkomponenten in einem Gitter eingebunden, wodurch der Abfall chemisch inaktiv und somit geeignet ist für die Deponierung, das Recycling in Baumaterialien oder die Wiedereinbringung in einen Produktionsprozess. Die bedeutendsten Eigenschaften einer Abfallbehandlung mit einem anorganischen Bindemittel sind die Fähigkeiten, einem chemischen Angriff unter sauren Bedingungen zu widerstehen, und in einer relativ kurzen Zeitspanne weichen, zerfallenen oder schlammigen Abfall in harte, zusammenhängende Feststoffe zu verwandeln.
Leider haben die Rohstoffkosten verhindert, dass die anorganischen Bindemittelzusammensetzungen des Stands der Technik kommerziell wettbewerbsfähig mit anderen existierenden Technologien für langfristige Abfallbeseitigung oder das Recycling von Abfallstoffen oder sogar mit dem herkömmlichen Portland-Zement waren.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt wird ein erster Bestandteil einer anorganischen Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt. In einer nicht einschränkenden Ausführung weist der erste Bestandteil ca. 20% Siliciumdioxid, ca. 60% Tricalciumsilikat, ca. 10% Dicalciumsilikat, ca. 6% Tricalciumaluminat, ca. 1% Aluminiumoxid, ca. 1% Eisenoxid, ca. 1% Magnesiumoxid und ca. 1% Schwefeltrioxid auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine anorganische Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt, die ca. 5–20% Fumed Silica, zwischen 40–60% wasserfreies Aluminiumsilikat, zwischen 1–10% Kieselsäure und zwischen 1–10% entweder Kali- als oder Natriumsalz aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine anorganische Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt, das als einen ersten Bestandteil ein Poly(sialat) oder ein Poly(sialat-siloxo) aufweist, dem ein oder mehrere der nachfolgenden Stoffe beigemischt sind: Flugasche F, Flugasche C, Fumed Silica, Al₂O₃, Puzzolan, Grundschlacke (ground slag), Nephelensyenit, wasserfreies Aluminiumsilikat, wässriges Aluminiumsilikat, wässriges Natriumhydroxid, Kieselsäure, Kali- und Natriumsalz. Die Beimischung hat ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 14,3.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine anorganische Bindemit telzusammensetzung bereitgestellt mit einem ersten Bestandteil, der Siliciumdioxid, Tricalciumsilikat, Dicalciumsilikat, Tricalciumaluminat, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Magnesiumoxid und Schwefeltrioxid aufweist, wobei ein zweiter Bestandteil beigemischt wird, der aus einem oder mehreren der nachfolgenden Stoffe ausgewählt ist: Flugasche F; Flugasche C, Fumed Silica, Al₂O₃, Puzzolan, Grundschlacke (ground slag), Nephelensyenit, wasserfreies Aluminiumsilikat, wässriges Aluminiumsilikat, wässriges Natriumhydroxid, Kieselsäure, Kalisalz und Natriumsalz. In verschiedenen Ausführungen umfasst der zweite Bestandteil Flugasche F und mindestens einen der Stoffe Al₂O₃, Puzzolan, Nephelensyenit, Aluminiumsilikat, Natriumhydroxid, Kieselsäure, Kalisalz und Natriumsalz.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Methode zum Recyceln von Abfallmaterialen von einem Verhüttungsofen (smelting furnace) zur Verfügung gestellt, die die nachfolgenden Schritte umfasst: Mischen von Rücklaufmaterialien eines Metallverhüttungsofens (smelting furnace) mit einer anorganischen Bindemittelzusammensetzung und das Verdichten der Mischung zu einem Brikett zum Recyceln im genannten Ofen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Methode zum Recyceln von Abfallmaterialien von einem Verhüttungsofen (smelting furnace) zur Verfügung gestellt, einschließlich Koksgrus, Hochofenschlamm, Walzzunder und Flugstaub. Die Methode umfasst folgende Schritte: Mischen der Rücklaufmaterialien eines Metallverhüttungsofens (smelting furnace) zu 13,5 bis ca. 17,5% Gewichtsanteil (by weight) einer anorganischen Bindemittelzusammensetzung und Verdichten der Mischung zu einem Brikett zum Recyceln in genanntem Ofen.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die genau bezeichneten Beispiele nur dem Zweck der Illustration dienen und nicht den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung begrenzen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die nachfolgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und bezweckt keine Begrenzung der vorliegenden Offenbarung, Anwendung oder der Einsatzmöglichkeiten.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die Erfindung betrifft eine Bindemittelzusammensetzung als Ersatz für oder Additiv zu Zement. Die anorganische Bindemittelzusammensetzung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung umfasst einen ersten Bestandteil in Gewichtsanteilen (by weight):
20% Siliciumdioxid,
60% Tricalciumsilikat,
10% Dicalciumsilikat,
6% Tricalciumaluminat,
1% Aluminiumoxid,
1% Eisenoxid,
1% Magnesiumoxid,
1% Schwefeltrioxid.
Der erste Bestandteil ist ein Poly(sialat) oder ein Poly(sialatsiloxo). Allerdings hat die Zusammensetzung des ersten Bestandteils der vorliegenden Erfindung Molverhältnisse von Komponenten, die sich von dem Poly(sialat) oder einem Poly(sialat-siloxo) aus dem Stand der Technik unterscheiden.
BEISPIEL 1
Zwischen 62 und 90% Gewichtsanteil (by weight) des ersten Bestandteils des ersten Ausführungsbeispiels der Bindemittelzusammensetzung können gemischt werden mit:
5–20% Flugasche F,
4–10% Fumed Silica,
1–8% Al₂O₃.
Die resultierende Zusammensetzung weist ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 7,6 auf.
Die Zusammensetzung dieses Beispiels ist nützlich als Baumaterial entweder als Teilersatz für oder zusammen mit Portland-Zement. Die Flugasche F in Kombination mit dem Fumed Silica verhält sich wie ein Material vom Typ Portland-Zement, wenn es mit Al₂O₃ vermischt wird.
BEISPIEL 2
Zwischen 60 und 85% Gewichtsanteil (by weight) des ersten Bestandteils des ersten Ausführungsbeispiels der Bindemittelzusammensetzung können gemischt werden mit:
4–10% Puzzolan,
4–10% Grundschlacke (ground slag) (Calciumoxid),
5–10% wasserfreies Aluminiumsilikat,
1–5% Kieselsäure,
1–5% Kalisalz.
Die resultierende Zusammensetzung hat ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 8,9, von M₂O zu SiO₂ in der Größenordnung von ca. 0,07 bis ca. 0,11, von H₂O zu M₂O in der Größenordnung von ca. 5,0 bis ca. 10,0 und von M₂O zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 0,30 bis ca. 0,45 auf, wobei M₂O aus der Gruppe gewählt ist, welche Na₂O, K₂O und eine Mischung von Na₂O und K₂O aufweist.
Die Zusammensetzung dieses Beispiels ist besonders nützlich für Anwendungen mit gefährlichem Abfallstoff. Das wasserfreie Aluminiumsilikat liefert den Baustein für die Zeolitstruktur, wenn es sich mit der Kieselsäure und dem Kalisalz verbindet. Eine zusätzliche kristalline Struktur wird von den Calciumsilikatbindungen bereitgestellt. Die Bindung umschließt die Moleküle der gefährlichen Materialien auf wirksame Weise.
BEISPIEL 3
Zwischen 60 und 85% Gewichtsanteil (by weight) des ersten Bestandteils des ersten Ausführungbeispiels der Bindemittelzusammensetzung können gemischt werden mit:
4–10% Puzzolan,
4–10% Grundschlacke (ground slag),
5–10% wasserfreies Aluminiumsilikat,
1–5% Kieselsäure,
1–5% Natriumsalz.
Die resultierende Zusammensetzung weist ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 8,9, von M₂O zu SiO₂ in der Größenordnung von ca. 0,07 bis ca. 0,11, von H₂O zu M₂O in der Größenordnung von ca. 5,0 bis ca. 10,0 und von M₂O zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 0,30 bis ca. 0,45 auf.
Die Zusammensetzung dieses Beispiels ist ebenfalls nützlich für Anwendungen mit gefährlichem Abfallstoff.
BEISPIEL 4
Zwischen 60 und 89% Gewichtsanteil (by weight) des ersten Bestandteils des ersten Ausführungsbeispiels der Bindemittelzusammensetzung können gemischt werden mit:
5–20% Flugasche C,
4–10% Puzzolan,
1–5% Kieselsäure,
1–5% Kali- oder Natriumsalz, vorzugsweiseweise Kalium.
Die resultierende Zusammensetzung weist ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 7,4 bis ca. 14,3, von M₂O zu SiO₂ in der Größenordnung von ca. 0,05 bis ca. 0,10, von H₂O zu M₂O in der Größenordnung von ca. 5,0 bis ca. 9,0 und von M₂O zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 0,25 bis ca. 0,45 auf.
Die Zusammensetzung dieses Beispiels ist als Baumaterial nützlich, entweder als Ersatz für oder zusammen mit Portland-Zement.
Die Zusammensetzung dieses Beispiels ist, relativ gesehen teurer als die voriger Beispiele. Flugasche C ist derzeit teurer als Flugasche F, jedoch ist Flugasche C von besserer Qualität.
Das Puzzolan ersetzt wasserfreies Aluminiumsilikat als Quelle für Al₂O₃.
BEISPIEL 5
Zwischen 88 und 60% Gewichtsanteil (by weight) des ersten Ausführungsbeispiels der Bindemittelzusammensetzung können gemischt werden mit:
4–10% Puzzolan,
4–10% Nephelensyenit,
1–5% wässriges Aluminiumsilikat,
1–5% wässriges Natriumhydroxid,
1–5% Kieselsäure;
1–5% Kali- oder Natriumsalz, entweder getrennt oder in Kombination.
Die resultierende Zusammensetzung weist ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 zu ca. 9,0, von M₂O zu SiO₂ in der Größenordnung von ca. 0,50 bis ca. 2,00, von H₂O zu M₂O in der Größenordnung von ca. 5,0 bis ca. 9,0 und von M₂O zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 1,75 bis ca. 3,50 auf.
In diesem Ausführungsbeispiel können das Nephelensyenit und das wässrige Aluminiumsilikat durch 5–10% wasserfreies Aluminiumsilikat ersetzt werden. Allerdings werden Nephelensyenit und wässriges Alumiumsilikat bevorzugt, da diese Abfallmaterialien und daher relativ billig sind.
Die Bindemittelzusammensetzung aus diesem Beispiel ist besonders nützlich in der Stahlindustrie. Industrieabfall wie Koksgrus, Walzzunder, Hüttenstaub und andere Rücklaufmaterialien können zur Wiederverwendung im Stahlgewinnungsprozess zu einem Brikett gepresst werden. Durch Rückgewinnung der Rücklaufmaterialien sinkt die Notwendigkeit, den Industrieabfall zu deponieren, und es werden wertvolle Eiseneinheiten wiedergewonnen.
In der Vergangenheit wurde das Rücklaufmaterial mit Bindemitteln wie Stärke, Kalk, Teer, Zement oder Melasse gemischt. Das agglomerierte Material wird dann für das Recycling zu einem Brikett gepresst. Allerdings entstehen bei der Verbrennung von organischen Bindemitteln Toxine wie Phenole (Karbolsäure). Die Umweltschutzbehörde der Vereinigten Staaten hat kürzlich die Verwendung von organischen Bindemitteln zum Recycling von Rücklaufmaterialien verboten.
Die Bindemittelzusammensetzung dieses Beispiels wird mit Rücklaufabfallmaterial gemischt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen liegt der Anteil der Bindemittelzusammensetzung des Bindemittel-Abfall Materials bei ca. 13½% bis ca. 17½%, beispielsweise wenn kalte Bindemittelmasse zugeführt wird. Wird die Bindermasse erhitzt, ist für zufriedenstellende Ergebnisse weniger Bindemittel erforderlich. Wenn der Bindemittelanteil ansteigt, beispielsweise wenn er bei über ca. 14% liegt, sollte das Bindemittel-Abfall Material getrocknet werden, bevor es zu einem Brikett gepresst wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Abfallmaterial bis zu ca. 55% Gewichtsanteil (by weight) Koksgrus und Hochofenschlamm, ca. 10% Hüttenstaub und ca. 20% recycelten Walzzunder auf.
Anschließend wird das Bindemittel-Abfall Material mit Hilfe einer herkömmlichen Brikettierungsmachine zu einem Brikett gepresst. In einem nicht einschränkenden Beispiel wird das Brikett bei einem Druck zwischen. 1800 (~12,411 MPa) und 2600 psi (~17,93 MPa) gepresst, vorzugsweise zwischen 2100 (~14,48 MPa) und 2600 psi (~17,93 MPa), wobei eine Radgeschwindigkeit zwischen 4–6 UpM zur Anwendung kommt. Sodann wird das Brikett wieder zur Verbrennung in den Ofen zurückgeführt.
Bei der Verwendung von Eisenerzpellets aus „virgin material” in einem Blashochofen liegt die Eisenausbeute bei ca. 85%. Beim Verwenden von Recyclingtechniken aus dem Stand der Technik liegt die Ausbeute bei ca. 40%. Unter Verwendung von Briketts der vorliegenden Erfindung kann die Eisenausbeute 78% erreichen.
Es ist ohne weiteres einzusehen, dass der hierin beschriebene Prozess auch auf andere Verarbeitungen von Grundmetallen anwendbar ist, einschließlich dem Schmelzen von Blei, Nickel und Zink.
Zweites Ausführungbeispiel
Die Bindemittelzusammensetzung eines zweiten Ausführungsbeispiels umfasst eine Zusammensetzung in Gewichtsanteilen (by weight):
5–20% Fumed Silica,
40–60% wasserfreies Aluminiumsilikat,
1–10% Kieselsäure,
1–10% entweder Kali- oder Natriumsalz oder Kombinationen derselben.
Durch das Verwenden von Kalisalz weist die resultierende Zusammensetzung ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 0,24 bis ca. 2,2, von M₂O zu SiO₂ in der Größenordnung von ca. 0,04 bis ca. 0,10, von H₂O zu M₂O in der Größenordnung von ca. 5,0 bis ca. 12,5 und von M₂O zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 0,12 bis ca. 0,30 auf.
Durch das Verwenden von Natriumsalz weist die resultierende Zusammensetzung ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 2,5 bis ca. 3,4, von M₂O zu SiO₂ in der Größenordnung von ca. 0,04 bis ca. 0,15, von H₂O zu M₂O in der Größenordnung von ca. 5,0 bis ca. 9,0 und von M₂O zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 0,10 bis ca. 0,40 auf.
Drittes Ausführungsbeispiel
Die Bindemittelzusammensetzung eines dritten Ausführungsbeispiels umfasst eine Zusammensetzung in Gewichtsanteilen (by weight):
10–20% Fumed Silica,
40–50% wasserfreies Aluminiumsilikat; und
gleichen Teilen von 15–25% Kieselsäure; und
15–25% entweder Kali- oder Natriumsalz oder Kombinationen derselben.
Die Bindemittelzusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels ist besonders nützlich in der Stahlindustrie.
Es ist ohne weiteres einzusehen, dass jedes der hier beschriebenen Beispiele Anwendung im Recycling, im Bau und in der Entsorgung gefährlicher Abfallstoffe findet. Jedoch wurde herausgefunden, dass jedes aufgrund der Kosten und/oder spezifischer erforderlicher Eigenschaften ganz spezifische Anwendungen hat. Im Allgemeinen hat sich das anorganische Bindemittel der vorliegenden Erfindung als nicht schrumpfend und beim Setzen herausgestellt, und es hat sich erwiesen, dass es eine hohe Frühfestigkeit, eine hohe Oberflächenhärte (> 6 auf der Moh-Skala) und eine hohe Druckfestigkeit im Vergleich zu Portland-Zement und sogar im Vergleich zu anderen anorganischen Bindemittelzusammensetzungen aufweist.
Daher ist es einem Fachmann ersichtlich, dass unter Verwendung der vorliegenden Erfindung zahlreiche Kombinationen von Bindemitteln hergestellt werden können. Da zahlreiche andere Modifikationen und Zwecke dieser Erfindung jedoch für den Fachmann aus der Lektüre der vorangehenden Beschreibung ohne Schwierigkeiten offensichtlich werden, ist darauf hinzuweisen, dass bestimmte Änderungen in der Art, Menge und Komponenten ohne eine Entfernung vom Geist der Erfindung und innerhalb des Geltungsbereichs der angehängten Ansprüche wirksam werden können.
Zusammenfassung:
Eine anorganische Bindemittelzusammensetzung hat einen ersten Bestandteil, nämlich ein Poly(sialat) oder ein Poly(sialat-siloxo), und einen zweiten Bestandteil, mit einem oder mehreren der nachfolgenden Stoffe: Flugasche F, Flugasche C, rauchgasbeeinträchtigtes Siliciumdioxid (fumed silica), Al₂O₃, Puzzolanerde, Grundschlacke, Nephelensyenit, wasserfreies Aluminiumsilikat, wässriges Aluminiumsilikat, wässriges Natriumhydroxid, Kieselsäure, Kali- und Natriumsalz. Das Bindemittel kommt im Recycling und in Wiederverwertung von Rücklaufmaterialien aus Metallschmelzprozessen zum Einsatz.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5352427 [0003]
- US 5349118 [0003]
- US 5342595 [0003]
- US 4859367 [0003]
- US 4349386 [0003]
- US 4472199 [0003]
- US 4509985 [0003]
- US 4522652 [0003]
- US 4533393 [0003]
- US 4608795 [0003]
- US 4640715 [0003]
- US 4642137 [0003]

Claims

Eine anorganische Bindemittelzusammensetzung, mit einer Mischung von: i) einem ersten Bestandteil, welcher Siliciumdioxid, Tricalciumsilikat, Dicalciumsilikat, Tricalciumaluminat, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Magnesiumoxid und Schwefeltrioxid aufweist; und ii) einem zweiten Bestandteil, welcher Flugasche F und mindestens einen von Flugasche F abweichenden Teil aufweist, der aus der Gruppe gewählt ist, die sich aus Al₂O₃, Puzzolan, Nephelensyenit, Alumiumsilikat, Natriumhydroxid, Kieselsäure, Kalisalz, Natriumsalz und Mischungen davon zusammensetzt; wobei die besagte Mischung ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 14,3 hat.
Anorganische Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung von 40 bis 90% Gewichtsanteil (by weight) des ersten Bestandteils aufweist.
Anorganische Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 7,6 liegt.
Anorganische Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der erste Bestandteil in einer Menge von 62 bis 90% Gewichtsanteil (by weight) vorhanden ist und der zweite Bestandteil 5–20% Gewichtsanteil (by weight) Flugasche F, 4–10% Gewichtsanteil (by weight) Fumed Silica und 1–8% Gewichtsanteil (by weight) Al₂O₃ aufweist.
Anorganische Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Mischung ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 8,9, ein Molverhältnis von M₂O zu SiO₂ in der Größenordnung von ca. 0,07 bis ca. 0,11, ein Molverhältnis von H₂O zu M₂O in der Größenordnung von ca. 5,0 bis ca. 10,0 und ein Molverhältnis von M₂O zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 0,30 bis ca. 0,45 aufweist, wobei M₂O aus der Gruppe gewählt ist, welche sich aus Na₂O, K₂O und einer Mischung von Na₂O und K₂O zusammensetzt.
Anorganische Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Mischung ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 7,4 bis ca. 14,3, von M₂O zu SiO₂ in der Größenordnung von ca. 0,05 bis ca. 0,10, von H₂O zu M₂O in der Größenordnung von ca. 5,0 bis ca. 9,0 und von M₂O zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 0,25 bis ca. 0,45 aufweist, wobei M₂O aus der Gruppe gewählt ist, welche sich aus Na₂O, K₂O und einer Mischung von Na₂O und K₂O zusammensetzt.
Anorganische Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Mischung ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 9,0, von M₂O zu SiO₂ in der Größenordnung von ca. 0,50 bis ca. 2,00, von H₂O zu M₂O in der Größenordnung von ca. 5,0 bis ca. 9,0 und von M₂O zu Al₂O₃ in der Größenordnung von 1,75 bis ca. 3,50 aufweist, wobei M₂O aus der Gruppe gewählt ist, welche sich aus Na₂O, K₂O und einer Mischung von Na₂O und K₂O zusammensetzt.
Anorganische Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Puzzolan Flugasche C aufweist.
Anorganische Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Puzzolan Fumed Silica aufweist.
Anorganische Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Puzzolan Schlacke aufweist.
Ein Bestandteil einer anorganischen Bindemittelzusammensetzung, der ca. 20% Gewichtsanteil (by weight) Siliciumdioxid, ca. 60% Gewichtsanteil (by weight) Tricalciumsilikat, ca. 10% Gewichtsanteil (by weight) Dicalciumsilikat, ca. 6% Gewichtsanteil (by weight) Tricalciumaluminat, ca. 1% Gewichtsanteil (by weight) Aluminiumoxid, ca. 1% Gewichtsanteil (by weight) Eisenoxid, ca. 1% Gewichtsanteil (by weight) Magnesiumoxid und ca. 1% Gewichtsanteil (by weight) Schwefeltrioxid aufweist.
Verfahren für das Recycling von Abfallmaterialien eines Schmelzofens (smelting furnace), umfassend: – Mischen von Rücklaufmaterialien eines Metallschmelzofens (smelting furnace) mit einer anorganischen Bindemittelzusammensetzung; und – Verdichten der Mischung zu einem Brikett; wobei die anorganische Bindemittelzusammensetzung umfasst: i) einen ersten Bestandteil, der Siliciumdioxid, Tricalciumsilikat, Dicalciumsilikat, Tricalciumaluminat, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Magnesiumoxid und Schwefeltrioxid aufweist; und ii) einen zweiten Bestandteil, welcher Flugasche F und mindestens einen von Flugasche F abweichenden Teil aufweist, der aus der Gruppe gewählt ist, die sich aus Al₂O₃, Puzzolan, Nephelensyenit, Alumiumsilikat, Natriumhydroxid, Kieselsäure, Kalisalz, Natriumsalz und Mischungen davon zusammensetzt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Mischung ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 14,3 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ von ca. 5,2 bis ca. 7,6 ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Mischung 13½–17½% in Gewichtsanteilen (by weight) der Bindemittelzusammensetzung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, das die Zuführung von kalter Bindemittelmasse beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, das die anorganische Bindemittelzusammensetzung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, das das Trocknen der Mischung vor dem Zusammenpressen zu einem Brikett beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Rücklaufmaterialien Koksgrus, Walzzunder, Hüttenstaub oder Hochofenschlamm aufweisen.
Verfahren zum Betrieb eines Blashochofens, umfassend: – Schmelzen von Metallerz in einem Blashochofen, – Mischen von Rücklaufmaterialien aus der Schmelze mit einer anorganischen Bindemittelzusammensetzung, – Verpressen der Mischung zu einem Brikett und – Rückführung des Briketts in den Ofen, wobei die Bindemittelzusammensetzung umfasst: i) einen ersten Bestandteil, der Siliciumdioxid, Tricalciumsilikat, Dicalciumsilikat, Tricalciumaluminat, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Magnesiumoxid und Schwefeltrioxid aufweist; und ii) einen zweiten Bestandteil, der Flugasche F und zumindest einen von Flugasche F abweichenden Teil aufweist, der aus der Gruppe gewählt ist, die sich aus Al₂O₃, Puzzolan, Nephelensyenit, Alumiumsilikat, Natriumhydroxid, Kieselsäure, Kalisalz, Natriumsalz und Mischungen davon zusammensetzt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Metallerz Eisen, Blei, Nickel oder Zink aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Metallerz Eisen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Mischung ein Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ in der Größenordnung von ca. 5,2 bis ca. 14,3 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Molverhältnis von SiO₂ zu Al₂O₃ von ca. 5,2 bis ca. 7,6 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Mischung 13½–17½% Gewichtsanteil (by weight) der Bindemittelzusammensetzung aufweist.