PL215185B1 - Sposób wytwarzania polimerycznego materialu budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi - Google Patents
Sposób wytwarzania polimerycznego materialu budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedziInfo
- Publication number
- PL215185B1 PL215185B1 PL391373A PL39137310A PL215185B1 PL 215185 B1 PL215185 B1 PL 215185B1 PL 391373 A PL391373 A PL 391373A PL 39137310 A PL39137310 A PL 39137310A PL 215185 B1 PL215185 B1 PL 215185B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- waste
- flotation
- sulfur
- copper
- nickel
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000005188 flotation Methods 0.000 title claims abstract description 61
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 51
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 43
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000004566 building material Substances 0.000 title claims abstract description 24
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 18
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 9
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 9
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims abstract 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 7
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 6
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 abstract description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 abstract description 4
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 9
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 6
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 4
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229910052948 bornite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052949 galena Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 ansenic Chemical compound 0.000 description 1
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N lead(ii) sulfide Chemical compound [Pb]=S XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 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
- C04B11/00—Calcium sulfate cements
- C04B11/26—Calcium sulfate cements strating from chemical gypsum; starting from phosphogypsum or from waste, e.g. purification products of smoke
-
- 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
- C04B28/36—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 sulfur, sulfides or selenium
-
- 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
Abstract
Polimeryczny materiał budowlany, na bazie odpadu flotacyjnego z flotacji rudy miedzi i siarki odpadowej, z dodatkiem fosfogipsu odpadowego jako regulatora odczynu pH odpadu flotacyjnego, z dodanym do mieszaniny wypełniaczem mineralnym, przeznaczony jest do produkcji wyrobów i wylewania powierzchni w miejsce stosowanych betonów na bazie cementu budowlanego, a szczególnie tam, gdzie występują kwasy, oleje, sole oraz wymagany jest krótki czas utwardzenia, zwiększona wytrzymałość mechaniczna np. przy wykonaniu podbudowy dróg. Zmieniając skład powyższej mieszaniny otrzymuje się polimeryczny materiał budowlany jako lepiszcze do mieszanek nawierzchniowo drogowych, który składa się z 20-50% wagowych siarki odpadowej, 10-50% odpadu flotacyjnego z flotacji rudy miedzi o granulacji około 0,06 mm zawierającego około 13% CaO, około 5% MgO, około 40% SiO2, około 29% dolomitu, około 7% kalcytu, pewne ilości metali takich jak miedź, ołów, cynk, nikiel w formie prostych lub mieszanych siarczków oraz pewne ilości pierwiastków śladowych, takich jak, miedź, ołów,żelazo, arsen, kadm, cynk, nikiel, molibden, wanad, kobalt, zmieszanego uprzednio z fosfogipsem odpadowym. W temperaturze 130-150°C zachodzi modyfikacja siarki przez zawarte w odpadzie flotacyjnym metale i ich siarczki, takie jak miedź, ołów, żelazo, arsen, kadm, cynk, nikiel, molibden, wanad, kobalt.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania polimerycznego materiału budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi.
Wytworzony sposobem według wynalazku polimeryczny materiał budowlany jest materiałem podobnym do betonu tradycyjnego, lecz posiadającym lepsze własności użytkowe, takie jak: wysoka odporność na ściskanie i zginanie, krótki czas twardnienia, niska nasiąkliwość, dobra szczelność, a przede wszystkim odporność na środowiska kwaśne, na które nie jest odporna większość materiałów budowlanych.
Znane są sposoby wytwarzania spoiw siarkowych: patent US nr 4 058 500 i US nr 4 348 313, gdzie spoiwo siarkowe powstaje poprzez modyfikowanie siarki węglowodorami olefinowymi, a więc modyfikatorem organicznym. Tak samo wytwarzane w Polsce spoiwa siarkowe bazują na modyfikatorach organicznych typu węglowodory olefinowe.
Tego typu rozwiązania są niebezpieczne w eksploatacji z uwagi na możliwość pożaru lub wybuchu przy prowadzeniu procesu modyfikacji. Wadą jest oddziaływanie toksyczne na obsługę przy procesie modyfikacji.
Najważniejszą zaletą nowego rozwiązania jest to, że w sposobie wytwarzania polimerycznego materiału budowlanego stosuje się siarkę odpadową, odpady flotacyjne z flotacji rudy miedzi w KGHM Polska Miedź S. A. oraz fosfogips odpadowy jako regulator odczynu pH odpadu flotacyjnego. Wpływa to na zmniejszenie ilości gromadzonych uciążliwych odpadów i pozwala na bezpieczne dla środowiska ich wykorzystanie.
Polimeryczny materiał budowlany powstaje przez dodanie do siarki odpadowej w stanie płynnym w temperaturze 130-150°C wysuszonego odpadu flotacyjnego z flotacji rudy miedzi z równoczesnym mieszaniem tych składników. Odpad flotacyjny posiada odczyn pH około 8,5, dlatego poddaje się go procesowi regulacji odczynu pH za pomocą fosfogipsu odpadowego do pH około 6, a więc na odczyn lekko kwaśny.
Odpady flotacyjne z flotacji rudy miedzi w KGHM Polska Miedź S. A. posiadają skład zależny od typu flotowanej rudy, jednak wszystkie nadają się do modyfikacji siarki odpadowej z uwagi na dobre rozdrobnienie oraz zawarte w nich metale, które występują w formie prostych lub mieszanych siarczków i tak miedź występuje w formie chalkozynu - CU2S, bornitu - Cu5FeS4, chalkopirytu - CuFeS2, kowelinu - CuS, ołów występuje głównie w postaci galeny - PbS, a cynk i nikiel w formie siarczków oraz krzemianów. Odpady flotacyjne zawierają pierwiastki śladowe takie jak Cu, Pb, Fe, As, Cd, Zn, Ni, Mo, Co i V oraz około 13% wagowych CaO, około 5% wagowych MgO. Wyżej wymienione składniki stanowią mieszaninę modyfikatorów siarki, ponadto w odpadach znajduje się około 40% wagowych SiO2, 29% wagowych dolomitu i około 7% wagowych kalcytu, które stanowią dobry wypełniacz mineralny do otrzymania polimerycznego materiału budowlanego. Siarka jako pierwiastek o charakterze wybitnie elektroujemnym reaguje energicznie z metalami. Miedź jest już w reakcji z siarką w temperaturze pokojowej, a w podwyższonych temperaturach siarka łączy się z prawie wszystkimi pierwiastkami. Ponadto, odpad flotacyjny z flotacji rudy miedzi posiada odczyn pH około 8,5, w odróżnieniu od żużla wielkopiecowego z wytopu stali, gdzie odczyn ten wynosi pH 10,5; ma to bardzo istotne znaczenie w procesie modyfikacji siarki, gdyż łatwiej osiągnąć za pomocą fosfogipsu odpadowego odczyn poniżej pH 7, co wpływa korzystnie na samą modyfikację i właściwości polimerycznego materiału budowlanego powstałego sposobem według wynalazku.
W określonych warunkach technologicznych, to jest w wysokiej temperaturze, następuje rozpad zamkniętych pierścieni utworzonych z atomów siarki na otwarte łańcuchy powstające z rozerwania tych pierścieni w temperaturach wyższych, w tym przedziale temperatur 130-150°C.
W przedziale temperatur 130-150°C dominuje struktura łańcuchowa Sx siarki w miejsce struktury rombowej. Zawarte w odpadzie flotacyjnym z flotacji rudy miedzi metale, takie jak miedź, ołów, cynk, nikiel, które występują w formie prostych lub mieszanych siarczków oraz pierwiastki śladowe, takie jak miedź, ołów, żelazo, arsen, kadm, cynk, nikiel, molibden, kobalt i wanad będące modyfikatorami siarki ulegają reakcji kopolimeryzacji z siarką o strukturze łańcuchowej tworząc kopolimer o właściwościach związku wysokocząsteczkowego, jaki występuje w tworzywach polimerycznych.
Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania polimerycznego materiału budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi charakteryzujący się tym, że w temperaturze 130-150°C miesza się przez około 30 minut z prędkością obrotową mieszadła 20 obr/min 20-50% wagowych siarki odpadowej, 10-50% wagowych odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi
PL 215 185 B1 o granulacji do 0,06 mm, zawierających metale, takie jak miedź, ołów, cynk, nikiel w formie prostych i mieszanych siarczków oraz pierwiastki śladowe, takie jak miedź, ołów, żelazo, arsen, kadm, cynk, nikiel, molibden, wanad, kobalt z 3-25% wagowych fosfogipsu odpadowego jako regulatora odczynu pH i 10-40% wagowych wypełniacza mineralnego.
Uzyskany sposobem według wynalazku polimeryczny materiał budowlany na bazie siarki odpadowej i odpadu flotacyjnego z flotacji rudy miedzi składa się z 20-50% wagowych siarki odpadowej, 10-50% wagowych odpadu flotacyjnego z flotacji rudy miedzi w KGHM Polska Miedź S. A. o granulacji do 0,06 mm, w skład którego wchodzi około 13% wagowych CaO, około 5% wagowych MgO, około 40% wagowych SiO2, około 29% wagowych dolomitu, około 7% wagowych kalcytu, metale, takie jak miedź, ołów, cynk, nikiel w formie prostych lub mieszanych siarczków oraz pierwiastki śladowe, takie jak miedź, ołów, żelazo, arsen, kadm, cynk, nikiel, molibden, wanad i kobalt zmieszanych z fosfogipsem odpadowym jako regulatorem odczynu pH odpadu flotacyjnego, w wyniku czego następuje zmiana odczynu pH odpadu flotacyjnego z zasadowego na lekko kwaśny.
Do mieszalnika poziomego ogrzewanego olejem grzewczym załadowuje się siarkę odpadową, a po jej roztopieniu dozuje się odważone ilości wysuszonego odpadu flotacyjnego zmieszanego uprzednio z regulatorem odczynu pH jakim jest fosfogips odpadowy w ilości 3-25% wagowych.
W mieszalniku w temperaturze 130-150°C przy ciągłym mieszaniu około 20 obr./min następuje modyfikacja siarki łańcuchowej za pomocą metali i ich siarczków zawartych w odpadach flotacyjnych z flotacji rudy miedzi. Powstaje kopolimer o właściwościach związku wysokocząsteczkowego. Dodając do mieszalnika 10-40% wagowych wypełniaczy mineralnych uzyskujemy polimeryczny materiał budowlany, który w zależności od potrzeb można wlać do formy lub wylać na określoną powierzchnię, głównie do podbudów drogowych w miejsce stosowanego betonu na bazie cementów tradycyjnych lub wykorzystać do produkcji mieszanek drogowych nawierzchniowych. Materiał budowlany w wersji jak wyżej przeznaczony jest do formy lub wylania na określoną powierzchnię różni się składem procentowym od polimerycznego materiału budowlanego przeznaczonego do produkcji mieszanek drogowych nawierzchniowych na bazie asfaltów drogowych i polimerycznego materiału budowlanego przeznaczonego do remontu i wykonywania nowych nawierzchni drogowych. Zmniejsza się w nim ilość wypełniacza mineralnego do 10% wagowych o granulacji 0-1 mm. Dodatek odpowiedniej ilości polimerycznego materiału budowlanego na bazie odpadu flotacyjnego z flotacji rud miedzi i siarki odpadowej do mieszanek drogowych nawierzchniowych zmniejsza ilość asfaltu drogowego w tych nawierzchniach o około 3% wagowych, a więc obniża koszty budowy dróg. Dodatkowo, polimeryczny materiał budowlany podwyższa temperaturę mięknienia nawierzchni drogowych zapobiegając ich koleinowaniu, a tym samym zwiększa się czas eksploatacji dróg. Polimeryczny materiał budowlany na bazie odpadu flotacyjnego z flotacji rudy miedzi i siarki odpadowej posiada bardzo dobre właściwości użytkowe to jest wytrzymałość na ściskanie około 50-60 MPa, znacznie większą od betonów tradycyjnych, wytrzymałość na rozerwanie około 6 MPa, wytrzymałość na zginanie około 8 MPa, małą nasiąkliwość wody około 1%, dobrą mrozoodporność i właściwą szorstkość, odporność na sól morską, kwasy i oleje. Polimeryczny materiał budowlany posiada doskonałą przyczepność do podłoża oraz do materiałów budowlanych stosowanych w drogownictwie. Służy do wykonania podbudowy drogi oraz lepiszcza drogowego, szczelnie wypełnia szczeliny i zagłębienia powierzchni betonowych i drogowych. Zawarte w polimerycznym materiale budowlanym związki miedzi, magnezu i żelaza są inhibitorami emisji siarkowodoru przy mieszaniu polimerycznego materiału budowlanego z asfaltem, co poprawia bezpieczeństwo pracy przy sporządzaniu mieszanek drogowych.
Niespodziewane właściwości tak dużej poprawy wytrzymałości mechanicznej na ściskanie, odporności na agresywne media, jak kwasy, sole, oleje w porównaniu do betonu na bazie cementu portlandzkiego oraz zdolność do tworzenia mieszanek drogowych zawdzięcza się odpadowi flotacyjnemu z flotacji rudy miedzi, który jest źródłem metali, takich jak miedź, ołów, cynk, nikiel w formie prostych lub mieszanych siarczków oraz pierwiastków śladowych, takich jak miedź, ołów, żelazo, arsen, kadm, cynk, nikiel, molibden, wanad, kobalt, które są modyfikatorami siarki. W wyniku ogrzania siarki następuje rozpad siarki pierścieniowej na łańcuchy proste, które z modyfikatorami zawartymi w odpadzie flotacyjnym z flotacji rud miedzi tworzą kopolimer o strukturze liniowej lub usieciowanej o typowych właściwościach związku wysokocząsteczkowego, jaki występuje w tworzywach polimerycznych.
Sposób wytwarzania polimerycznego materiału budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadu flotacyjnego z flotacji rudy miedzi według wynalazku został bliżej określony w przykładach wykonania.
Zastosowano odpad flotacyjny z flotacji rudy miedzi w KGHM Polska Miedź S. A., który zawiera około 13% wagowych CaO, około 5% wagowych MgO, około 40% wagowych SiO2, około 29% wago4
PL 215 185 B1 wych dolomitu, około 7% wagowych kalcytu, pewne ilości metali, takich jak miedź, ołów, cynk, nikiel w formie prostych lub mieszanych siarczków oraz pierwiastki śladowe, takie jak miedź, ołów, żelazo, arsen, kadm, cynk, nikiel, molibden, wanad, kobalt. Fosfogips odpadowy jest odpadem przy produkcji przemysłowej nawozów fosforowych. Siarka odpadowa jest produktem odsiarczania gazu ziemnego lub ropy naftowej.
P r z y k ł a d I
Siarka odpadowa 30% wagowych
Odpad flotacyjny z flotacji rudy miedzi o granulacji do 0,06 mm 35% wagowych
Fosfogips odpadowy jako regulator odczynu pH 5% wagowych Wypełniacz mineralny 0-10 mm, korzystnie żużel odpadowy z wytopu miedzi 30% wagowych
Odważone ilości siarki odpadowej podane są do poziomego mieszalnika z mieszadłem obrotowym o obrotach 20 obr/min ogrzewanego przeponowo olejem grzewczym. Następnie, w temperaturze 130-150°C, gdy cała ilość siarki przyjmie formę płynną dozuje się odważone ilości odpadu flotacyjnego uprzednio zmieszane z fosfogipsem odpadowym jako regulatorem odczynu pH. W temperaturze 130-150°C w strefie roztopionej siarki następuje kontakt odpadu flotacyjnego z flotacji rudy miedzi z płynną siarką. Mieszanie składników trwa około 20 minut. Następuje proces modyfikacji siarki odpadowej z odpadem flotacyjnym z flotacji rudy miedzi poprzez zawarte w nim metale i siarczki, w tym miedź, ołów, cynk, nikiel, żelazo, ansen, kobalt, molibden i wanad.
Po 20 minutach do mieszalnika dodajemy materiał mineralny, korzystnie żużel odpadowy z wytopu miedzi jako wypełniacz i mieszamy około 10 minut. Powstały polimeryczny materiał budowlany na bazie odpadu flotacyjnego z flotacji rudy miedzi i siarki odpadowej z dodatkiem wypełniacza mineralnego lub żużla odpadowego z wytopu miedzi wylewany jest do formy lub na powierzchnię, w tym na podbudowę drogi. Tak wytworzony materiał jest koloru szarego, posiada dużą wytrzymałość mechaniczną na ściskanie 50-60 MPa oraz odporność na kwasy, oleje i sole.
P r z y k ł a d Il
Siarka odpadowa 50% wagowych
Odpad flotacyjny z flotacji rudy miedzi o granulacji do 0,06 mm 25% wagowych
Fosfogips odpadowy jako regulator odczynu pH 15% wagowych
Wypełniacz mineralny 0-1 mm, korzystnie żużel odpadowy z wytopu miedzi 10% wagowych
Sposób wytwarzania taki sam jak w przykładzie I.
Materiał budowlany wytworzony w przykładzie Il z mieszalnika kierowany jest do granulacji. Granulat po zmieszaniu z asfaltem drogowym służy do przygotowania lepiszcza drogowego do wykonywania nawierzchni drogowych o podwyższonej temperaturze mięknienia i dużej odporności na koleinowanie. Skład lepiszcza: asfalt drogowy 20%, polimeryczny materiał budowlany 80% wagowych.
Claims (1)
- Sposób wytwarzania polimerycznego materiału budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi, znamienny tym, że w temperaturze 130-150°C miesza się przez około 30 minut z prędkością obrotową mieszadła 20 obr/min 20-50% wagowych siarki odpadowej, 10-50% wagowych odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi o granulacji do 0,06 mm, zawierających metale, takie jak miedź, ołów, cynk, nikiel w formie prostych i mieszanych siarczków oraz pierwiastki śladowe, takie jak miedź, ołów, żelazo, arsen, kadm, cynk, nikiel, molibden, wanad, kobalt z 3-25% wagowych fosfogipsu odpadowego jako regulatora odczynu pH i 10-40% wagowych wypełniacza mineralnego.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL391373A PL215185B1 (pl) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Sposób wytwarzania polimerycznego materialu budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi |
| PCT/PL2010/000107 WO2011149368A1 (en) | 2010-05-28 | 2010-11-02 | Polymeric construction material on the basis of flotation waste from copper ore flotation and waste sulfur |
| US13/700,424 US8512469B2 (en) | 2010-05-28 | 2010-11-02 | Polymeric construction material on the basis of flotation waste from copper ore flotation and waste sulfur |
| AU2010354141A AU2010354141B2 (en) | 2010-05-28 | 2010-11-02 | Polymeric construction material on the basis of flotation waste from copper ore flotation and waste sulfur |
| EA201270820A EA023085B1 (ru) | 2010-05-28 | 2010-11-02 | Полимерный строительный материал на основе флотационных отходов от флотации медной руды и серосодержащих отходов |
| CA 2800870 CA2800870C (en) | 2010-05-28 | 2010-11-02 | Polymeric construction material on the basis of flotation waste from copper ore flotation and waste sulfur |
| MX2012013783A MX2012013783A (es) | 2010-05-28 | 2010-11-02 | Material de construccion polimerico basandose en residuos de flotacion a partir de la flotecion de mineral de cobre y azufre residual. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL391373A PL215185B1 (pl) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Sposób wytwarzania polimerycznego materialu budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL391373A1 PL391373A1 (pl) | 2011-12-05 |
| PL215185B1 true PL215185B1 (pl) | 2013-11-29 |
Family
ID=43709039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL391373A PL215185B1 (pl) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Sposób wytwarzania polimerycznego materialu budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8512469B2 (pl) |
| AU (1) | AU2010354141B2 (pl) |
| CA (1) | CA2800870C (pl) |
| EA (1) | EA023085B1 (pl) |
| MX (1) | MX2012013783A (pl) |
| PL (1) | PL215185B1 (pl) |
| WO (1) | WO2011149368A1 (pl) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL229591B1 (pl) | 2014-05-09 | 2018-08-31 | Instytut Mech Budownictwa I Gornictwa Skalnego | Sposób unieszkodliwiania i utylizacji pyłów z instalacji spalania i mułów z flotacyjnego wzbogacania rud metali nieżelaznych zawierających substancje niebezpieczne, w procesie produkcji kruszywa lekkiego dla budownictwa |
| CN106567308A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-04-19 | 无锡市城市道桥科技有限公司 | 再生沥青温拌工艺 |
| PL242737B1 (pl) * | 2017-06-29 | 2023-04-17 | Centrum Wdrozeniowo Innowacyjne Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia | Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej stanowiącej lepiszcza do produkcji siarkobetonów i stabilna siarka polimeryczna stanowiąca lepiszcze do produkcji siarkobetonów |
| CN112174602A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-05 | 山东京博环保材料有限公司 | 一种混凝土道路基层的混合料 |
| CN112808736B (zh) * | 2020-12-21 | 2021-12-31 | 贵州昊华工程技术有限公司 | 一种磷石膏的净化和无害化处理方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4058500A (en) | 1975-05-29 | 1977-11-15 | Vroom Alan H | Sulphur cements, process for making same and sulphur concretes made therefrom |
| US4348313A (en) * | 1979-10-16 | 1982-09-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Commerce | Concrete formulation comprising polymeric reaction product of sulfur/cyclopentadiene oligomer/dicyclopentadiene |
| JPH07290024A (ja) * | 1994-04-27 | 1995-11-07 | Tsutomu Moriya | 有害重金属含有廃棄物の再利用による土木建築用材料 |
| TW379243B (en) | 1995-09-13 | 2000-01-11 | Shell Int Research | Bituminous composition |
| HRP970258B1 (en) | 1996-05-20 | 2002-04-30 | Shell Int Research | Process for preparing bitumen compositions |
| CN1218074A (zh) | 1997-11-20 | 1999-06-02 | 波利法尔特有限公司 | 用加工处理的硫化橡胶制备的沥青组合物 |
| JP2000053461A (ja) * | 1998-08-06 | 2000-02-22 | Nippon Mitsubishi Oil Corp | 構造物の製造方法 |
| EP1065185A1 (en) * | 1999-07-02 | 2001-01-03 | Mikhail Pildysh | A synthetic aggregate and a process for the production thereof |
| PL199464B1 (pl) * | 2001-04-04 | 2008-09-30 | Włodzimierz Mysłowski | Sposób utylizacji płynnych odpadów, zwłaszcza toksycznych i szkodliwych |
| WO2010082856A1 (en) * | 2009-01-14 | 2010-07-22 | Myslowski, Wlodzimierz | The method of polymeric construction binder production and polymeric construction binder |
-
2010
- 2010-05-28 PL PL391373A patent/PL215185B1/pl unknown
- 2010-11-02 MX MX2012013783A patent/MX2012013783A/es active IP Right Grant
- 2010-11-02 CA CA 2800870 patent/CA2800870C/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-11-02 WO PCT/PL2010/000107 patent/WO2011149368A1/en active Application Filing
- 2010-11-02 EA EA201270820A patent/EA023085B1/ru unknown
- 2010-11-02 AU AU2010354141A patent/AU2010354141B2/en not_active Ceased
- 2010-11-02 US US13/700,424 patent/US8512469B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201270820A1 (ru) | 2013-04-30 |
| US20130074738A1 (en) | 2013-03-28 |
| US8512469B2 (en) | 2013-08-20 |
| AU2010354141B2 (en) | 2016-01-14 |
| EA023085B1 (ru) | 2016-04-29 |
| MX2012013783A (es) | 2013-04-29 |
| CA2800870C (en) | 2015-01-20 |
| PL391373A1 (pl) | 2011-12-05 |
| WO2011149368A1 (en) | 2011-12-01 |
| CA2800870A1 (en) | 2011-12-01 |
| AU2010354141A1 (en) | 2012-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL215185B1 (pl) | Sposób wytwarzania polimerycznego materialu budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi | |
| MY173339A (en) | The method of production of granulated polymer-asphalt binder and sulfur concrete with participation of sulfur polymer obtained in waste sulfur solvent-borne modification | |
| CN101370745B (zh) | 包含改性硫的粘结材料以及制备包含改性硫的材料的方法 | |
| CN104326706A (zh) | 一种钢渣沥青混合料及其制备方法 | |
| KR101725519B1 (ko) | 이산화탄소 흡수효과가 있는 상온 경화형 재활용 아스팔트 혼합물 제조용 무시멘트계 첨가제 조성물 및 그 제조방법 | |
| JP4421803B2 (ja) | 変性硫黄含有結合材の製造方法及び変性硫黄含有材料の製造方法 | |
| PL219685B1 (pl) | Sposób wytwarzania polimerycznego materiału budowlanego na bazie odpadów flotacyjnych z flotacji rudy cynku i ołowiu oraz siarki odpadowej | |
| EA018572B1 (ru) | Способ производства строительного полимерного вяжущего и строительное полимерное вяжущее | |
| Gracia et al. | Utilization of by-produced sulfur for the manufacture of unmodified sulfur concrete | |
| KR101746271B1 (ko) | 모래-황 모르타르로서 사용을 통한 황의 처리 | |
| PL213520B1 (pl) | Sposób wytwarzania polimerycznego materiału budowlanego na bazie żużla odpadowego z wytopu miedzi i siarki odpadowej | |
| PL213685B1 (pl) | Sposób wytwarzania polimerycznego spoiwa budowlanego na bazie żużla wielkopiecowego i siarki odpadowej | |
| RU2439025C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий и конструкций | |
| JP4166701B2 (ja) | 変性硫黄含有材料の製造法 | |
| PL115768B1 (en) | Sulfuric cement | |
| WO2003076360A1 (fr) | Procede de production d'un agent de liaison contenant du soufre modifie et procede de production d'un materiau contenant du soufre modifie | |
| JP3852675B2 (ja) | 土木・建設用資材の製造方法 | |
| SU242025A1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления асфальтовой плитки | |
| PL242738B1 (pl) | Masa siarkobetonowa | |
| PL241378B1 (pl) | Sposób wytwarzania siarkobetonu o właściwościach anizotropowych | |
| KR20160082022A (ko) | 수경성 개질유황을 함유하는 콘크리트와 경화제로 보강한 도로하층부에 근거한 도로 건설 방법 | |
| PL209810B1 (pl) | Sposób produkcji masy siarkowej | |
| GB1576515A (en) | Sulphur cements and concretes made therefrom | |
| UA25441U (en) | Material to mark road pavements | |
| PL237469B1 (pl) | Sposób otrzymywania granulek siarki z dodatkiem inhibitora wydzielania siarkowodoru |