FR2546508A1 - SECONDARY RAW MATERIALS FOR THE MANUFACTURE OF CEMENT - Google Patents
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Abstract
LES MATIERES PREMIERES SECONDAIRES POUR LA FABRICATION DU CIMENT SONT CONSTITUEES PAR DES RESIDUS DE LA COMBUSTION SELON LE PRINCIPE DU LIT FLUIDISE, PRELEVES SOUS FORME DE "CENDRES DE LIT" DERRIERE LE LIT FLUIDISE OU SOUS FORME DE FINE POUSSIERE DERRIERE UN SEPARATEUR CYCLONE OU DERRIERE UN FILTRE. CES RESIDUS SONT MELANGES ET BROYES AVEC LES MATIERES PREMIERES DU CIMENT AVANT CUISSON OU AVEC LE CLINKER DE CIMENT DEJA CUIT.THE SECONDARY RAW MATERIALS FOR THE MANUFACTURE OF CEMENT ARE CONSTITUTED BY RESIDUES FROM COMBUSTION ACCORDING TO THE PRINCIPLE OF THE FLUIDIZED BED, TAKEN IN THE FORM OF "BED ASH" BEHIND THE FLUIDIZED BED OR IN THE FORM OF FINE DUST BY OR BY A DUST DRIVE FILTERED. THESE RESIDUES ARE MIXED AND CRUSHED WITH THE CEMENT RAW MATERIALS BEFORE FIRE OR WITH THE CEMENT CLINKER ALREADY BAKED.
Description
Matières premières secondairesSecondary raw materials
pour la fabrication du ciment.for the manufacture of cement.
L'invention est relative à l'utilisation de matières premières secondaires, pour la fabrication du ciment, qui se produisent lors de la combustion suivant The invention relates to the use of secondary raw materials, for the manufacture of cement, which occur during the following combustion.
le principe du lit fluidisé.the principle of the fluidized bed.
Les matières premières qui sont employées pour la fabrication du ciment doivent contenir les constituants principaux suivants: chaux, silice, alumine et oxyde de fer Comme matières premières naturelles, on utilise de préférence à cet effet du calcaire marneux ou de la marne ayant une teneur en carbonate de calcium d'environ 60 à The raw materials which are used for the manufacture of cement must contain the following main constituents: lime, silica, alumina and iron oxide As natural raw materials, preferably used for this purpose marly limestone or marl having a content of calcium carbonate from about 60 to
% Dans les cas o l'on ne dispose pas de calcaire mar- % In cases where there is no lime scale
neux ou de marne, on doit exploiter des gisements de nous or of marl, one must exploit deposits of
pierre à chaux et des glaisières de haute valeur. high value limestone and clay pits.
Le principe des foyers à lit fluidisé convient particulièrement bien à la combustion de combustibles de valeur médiocre et même de résidus industriels qui, sans cela, devraient être mis à la décharge à grands frais et au détriment de l'environnement, et qui sont constitués par exemple par des déchets ou stériles de flottation, des The principle of fluidized bed fireplaces is particularly suitable for the combustion of low-value fuels and even industrial residues which would otherwise have to be landfilled at great expense and to the detriment of the environment, and which consist of for example by waste or sterile flotation,
déchets de lavage, des boues de bassin provenant de houil- washing wastes, basin sludge from coal-
lères et deschlammes épaissis; selon ce procédé, on peut naturellement faire brûler aussi d'autres combustibles tels que des charbons de meilleure qualité, des charbons ballasts, des tourbes et des schistes bitumineux Grâce à la combustion de tels déchets, on peut certes atténuer le problème de leur décharge mais on n'est pas encore thickened leers and deschlammes; according to this process, one can naturally also burn other fuels such as better quality coals, ballast coals, peat and oil shale Thanks to the combustion of such waste, one can certainly mitigate the problem of their discharge but we are not yet
parvenu jusqu'ici a exploiter de façon économique les ré- managed so far to economically exploit the
sidus de la combustion en lit fluidisé Jusqu'ici, ils ont dû à nouveau être mis à la décharge On a simplement fluidized bed combustion sidus So far, they have had to be landfilled again
tenté de mettre en oeuvre les résidus provenant spéciale- attempted to implement residues from special-
ment de la combustion des déchets de flottation pour la fabrication de briques, comme additif aux liants de mortier et pour la fabrication d'une matière d'addition aux bétons légers En raison de leur analogie physicochimique avec les matières premières naturelles (argile, par exemple), of the combustion of flotation wastes for the manufacture of bricks, as an additive to mortar binders and for the manufacture of an addition material to light concrete Because of their physicochemical analogy with natural raw materials (clay, for example ),
les résidus de la combustion de déchets de flottation pos- residues from the combustion of flotation waste pos-
sèdent une particularité qui ne peut être retrouvée sur les résidus de combustion d'autres matières et notamment de la houille et dont on évitera donc de parler dans ce qui a peculiarity which cannot be found on the combustion residues of other materials and in particular coal and which we will therefore avoid talking about in what
suit C'est en particulier pour les résidus de la combus- follows This is particularly for the residues of the combustion-
tion de combustibles fossiles, selon le principe du lit fluidisé, qu'il n'existe encore à l'heure actuelle aucune tion of fossil fuels, according to the principle of the fluidized bed, that at present there is no
possibilité d'utilisation.possibility of use.
Les résidus qui sont produits lors de la com- The residues that are produced during the
bustion en lit fluidisé peuvent différer complètement les fluidized bed bustion can completely differ
uns des autres en ce qui concerne leurs propriétés physico- each other with regard to their physical-
chimiques Ceci dépend: du genre des matières à brûler; du mode opératoire de la combustion; des matières utilisées pour la désulfuration et du degré de désulfuration; chemical This depends on: the type of material to be burned; the combustion procedure; materials used for desulfurization and the degree of desulfurization;
des endroits de prélèvement dans l'installa- sampling locations in the installation
tion (par exemple cendres derrière un lit tion (eg ashes behind a bed
fluidisé, cendres derrière un cyclone, cen- fluidized, ash behind a cyclone, ash
dres derrière un filtre).dres behind a filter).
Les résidus provenant de divers endroits de prélèvement présentent en outre des différences en qui Residues from various sampling locations also show differences in
concerne leur granulométrie.relates to their particle size.
Ces résidus ne sont pas non plus analogues aux cendres provenant d'installations mettant en oeuvre d'autres techniques de combustion telles que foyer à grille, foyer à combustible pulvérisé; et foyer à chambre de fusion car, dans ce cas, la combustion se fait à des températures nettement plus élevées (supérieuresà 10000 C) Alors que les résidus des foyers à grille, à combustible pulvérisé ou à chambre de fusion ont une teneur en constituants vitreux qui est le plus souvent supérieure à 90 %, les résidus de la combustion en lit fluidisé se présentent surtout à l'état These residues are also not analogous to ash from installations using other combustion techniques such as a grate hearth, atomized fuel hearth; and furnace with melting chamber because, in this case, combustion takes place at significantly higher temperatures (above 10,000 C) While the residues of grating, pulverized fuel or melting chamber fireplaces have a content of glassy constituents which is most often greater than 90%, the residues of combustion in a fluidized bed are mainly present in the state
cristallin, ce qui s'oppose à leur utilisation dans de nom- which is opposed to their use in many
breux domaines de l'industrie des matériaux de construction. many areas of the building materials industry.
L'invention a donc pour but de résoudre le pro- The object of the invention is therefore to solve the problem
blème des résidus de la combustion en lit fluidisé ainsi que d'épargner les gisements de matières premières de grande valeur. A cet effet, il est proposé, selon l'invention, prevents residue from combustion in a fluidized bed as well as sparing deposits of high-value raw materials. To this end, it is proposed, according to the invention,
d'utiliser, comme matières premières secondaires de la fa- to use, as secondary raw materials of the fa-
brication du ciment, les résidus qui se produisent lors de cement brication, residues that occur during
la combustion selon le principe du lit fluidisé Avantageu- combustion according to the principle of the Advantageous fluidized bed
sement, ces matières premières secondaires ont une teneur en These secondary raw materials have a content of
poids, rapportée au mélange constituant la poudre brute to- weight, based on the mixture constituting the raw powder to-
tale, comprise entre 1 et 60 % et de préférence entre 5 et %, les matières premières secondaires pouvant être broyées tale, between 1 and 60% and preferably between 5 and%, the secondary raw materials being able to be ground
avec les matières premières principales Selon leur compo- with the main raw materials According to their composition
sition chimique, les résidus qui sont produits en divers endroits lors de la combustion en lit fluidisé (cendres de lit, poussière de cyclone, poussière de filtre) peuvent être chemical sition, the residues which are produced in various places during combustion in a fluidized bed (bed ash, cyclone dust, filter dust) can be
utilisés isolémentdeux par deux ou trois par trois, en mé- used in isolation two by two or three by three, in combination
lange à sec En d'autres termes, les résidus de la combustion peuvent être prélevés derrière le lit fluidisé, en tant Que "cendres de lit", ou en tant que fine poussière derrière un séparateur cyclone, ou derrière un filtre, et être utilisés comme matières premières secondaires soit sans être mélangés à d'autres résidus de la combustion en lit dry cloth In other words, the combustion residues can be taken up behind the fluidized bed, as "bed ash", or as fine dust behind a cyclone separator, or behind a filter, and be used as secondary raw materials either without being mixed with other residues from bed combustion
fluidisé, soit après avoir été mélangés à sec pour consti- fluidized, either after being dry mixed to make
tuer un résidu unique. Il est possible d'utiliser de diverses façons les matières premières secondaires Elles peuvent être kill a single residue. Secondary raw materials can be used in various ways They can be
amenées en quantités dosées aux installations de prépara- brought in metered quantities to the preparation facilities
tion usuelles et connues,,vec les matières premières naturel- usual and known, with natural raw materials
les, et être enfin broyées avec celles-ci pour constituer la poudre brute de, ciment Il est à cet effet d'un intérêt tout them, and finally be ground with them to constitute the raw powder of, cement It is for this purpose of interest very
particulier d'utiliser les résidus avec des teneurs en car- particular to use residues with car-
bone élevées, dont l'énergie latente est mise à profit lors de la cuisson du clinker Dans ce cas, le composant calcaire non utilisé en cas de désulfuration directe avec des moyens d'absorption contenant du calcium peut aussi être utilisé selon l'invention en tant que constituant nécessaire de la high bone, the latent energy of which is used during the cooking of the clinker In this case, the limestone component not used in the case of direct desulfurization with absorption means containing calcium can also be used according to the invention in as a necessary constituent of the
poudre brute de ciment Selon l'invention, les matières pre- raw cement powder According to the invention, the raw materials
mières secondaires contiennent de préférence de 0,1 à 34 % en poids, depzéférence de 1,5 à 15 % en poids, de chaux en excès secondary materials preferably contain from 0.1 to 34% by weight, from 1.5 to 15% by weight, of excess lime
ou Ca O libre.or Ca O free.
Selon l'invention, les matières premières secon- According to the invention, the secondary raw materials
daires peuvent être ajoutées à un clinker de ciment déjà cuit, can be added to an already cooked cement clinker,
en proportions comprises entre 5 et 30 % en poids et, de pré- in proportions of between 5 and 30% by weight and, from
férence, entre 10 et 15 % en poids et être broyées avec celui- ference, between 10 and 15% by weight and be ground with it
ci Avant leur addition, les matières premières secondaires peuvent être réparties enfractions granulométriques A cet effet, il est particulièrement avantageux d'utiliser les matières premières contenant lanhydrite, ainsi que le Ca O et le carbonaterestant, avec une grosseur de grains inférieure ci Before their addition, the secondary raw materials can be divided into particle size fractions For this purpose, it is particularly advantageous to use the raw materials containing anhydrite, as well as Ca O and the carbonaterestant, with a smaller grain size
à 90 micromètres pour leur plus grande partie, après tamisage. at 90 micrometers for the most part, after sieving.
Des essais ont en effet permis de constater ce phénomène sur- Tests have indeed revealed this phenomenon over-
prenant que le composant Ca SO 4 (anhydrite II) s'enrichit par- taking the Ca SO 4 component (anhydrite II) enriched by-
ticulièrement dans ce domaine granulométrique Dans ce cas, l'anhydrite sert aussi à la régularisation ultérieure de la prise du ciment et peut, de cette façon, remplacer en tout ou en partie l'addition d'un agent sulfatant premières En cas de besoin, les matières/secondaires peuvent aussi être broyées séparément et être ajoutées Particularly in this particle size range In this case, the anhydrite is also used for the subsequent regulation of the setting of the cement and can, in this way, replace in whole or in part the addition of a raw sulfating agent. If necessary, materials / secondary can also be ground separately and added
sous cette forme à la poudre brute de ciment. in this form to the raw cement powder.
Les matières premières secondaires contiennent avantageusement 1 à 40 % en poids, de préférence 3 à 20 % en The secondary raw materials advantageously contain 1 to 40% by weight, preferably 3 to 20% by
poids, de Ca SO 4 sous forme d'anhydrite Il. weight, of Ca SO 4 in the form of anhydrite II.
Un avantage décisif que permet d'obtenir l'in- A decisive advantage that the
vention consiste en ce que, lorsqu'on ajoute à la poudre de ciment brut des résidus produits par combustion en lit fluidisé, les propriétés du ciment fini sont conformes aux spécifications Ce facteur économique est encore renforcé par le fait qu'une mise à la décharge coûteuse est évitée vention consists in that, when adding to the raw cement powder residues produced by combustion in a fluidized bed, the properties of the finished cement comply with the specifications This economic factor is further reinforced by the fact that a landfill expensive is avoided
et que des gisements de haute valeur sont en outre épargnés. and that high-value deposits are also spared.
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