RU2114797C1 - Способ получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков - Google Patents

Способ получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков Download PDF

Info

Publication number
RU2114797C1
RU2114797C1 RU96104012A RU96104012A RU2114797C1 RU 2114797 C1 RU2114797 C1 RU 2114797C1 RU 96104012 A RU96104012 A RU 96104012A RU 96104012 A RU96104012 A RU 96104012A RU 2114797 C1 RU2114797 C1 RU 2114797C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen sulfide
melt
bulk density
cooled
melting
Prior art date
Application number
RU96104012A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96104012A (ru
Inventor
Вячеслав Фролович Павлов
Сергей Геннадьевич Баякин
Василий Филиппович Шабанов
Original Assignee
Вячеслав Фролович Павлов
Сергей Геннадьевич Баякин
Василий Филиппович Шабанов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Фролович Павлов, Сергей Геннадьевич Баякин, Василий Филиппович Шабанов filed Critical Вячеслав Фролович Павлов
Priority to RU96104012A priority Critical patent/RU2114797C1/ru
Publication of RU96104012A publication Critical patent/RU96104012A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2114797C1 publication Critical patent/RU2114797C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Способ получения из металлургических шлаков пористых стекломатериалов с насыпной плотностью 100 - 300 кг/м3 и пониженной эмиссией сероводорода заключается в том, что шихту, состоящую из окислов SiO2, CaO, Al2O3, MgO, Fe2O3, MnO, SO3, Na2O, K2O, TiO2, плавят в восстановительной среде, причем перед плавлением содержание углерода в шихте доводят до 3 - 8 мас.%, а затем силикатную часть расплава охлаждают в режиме термоудара отливом в водный раствор солей цинка с концентрацией 0,2 - 0,5 г/л. Понижение эмиссии сероводорода ниже предельно допустимого расширяет возможность применения.

Description

Настоящее изобретение относится к переработке твердых отходов, в частности шлаков металлургического производства, в пористые теплоизоляционные стекломатериалы строительного назначения.
Известен способ получения стекломатериалов из силикомарганцевых шлаков, заключающийся в том, что шлаки следующего состава, мас.%: MnO 1,4-19,0; SiO2 43,0-46,0; Al2O3 6,9-9,0; CaO 15,5-16,5; MgO 4,0-5,0; Fe2O3 9,0-15,0; SO3 0,1-0,6, гранулируют на лотково-веерных агрегатах [1].
Данным способом получают вспененный материал с насыпной плотностью 500 кг/м3, что позволяет использовать его в основном при производстве легких бетонов для ограждающих (стеновых) и несущих конструкций зданий и инженерных сооружений. Однако высокая насыпная плотность вспененного материала снижает их эксплуатационные качества и возможность применения в качестве теплоизоляционных засыпок.
В известном способе в шихте следующего состава, мас.%: СаО 9-54; SiO2 13-75; Al2O3 5-26; Fe2O3 1-24; MgO 2-6; Na2O 0,1-1; K2O 0,2-1; SO3 0,1-0,6; TiO2 0,2; C 1-2, доводят содержание углерода до 3-8 мас.% и плавят в восстановительной среде [2]. Затем полученный расплав охлаждают в режиме термоудара до образования вспененного материала, насыпная плотность которого 100-300 кг/м3. При этом оксид кальция частично переходит в карбид кальция, а сульфат кальция - в сульфид кальция, которые на стадии охлаждения в воде образуют газовую среду, способствующую получению стекломатерала с высокой пористостью. Этот способ взят в качестве прототипа по максимальному совпадению существенных признаков.
Однако восстановление серы до сульфидов приводит к тому, что при осуществлении термоудара контактированием с водной средой вследствие гидролиза сульфидов образуется сероводород, который накапливается в порах стекломатериала. Кроме того, непрореагировавшие с водой сульфиды являются потенциальным источником сероводорода, поскольку при воздействии атмосферных водяных паров или другого источника влаги гидролизуются с выделением сероводорода.
Таким образом, применение способа [2] не исключает снижения эмиссии сероводорода из полученных стекломатериалов.
Задача изобретения - создание способа получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков с эмиссией сероводорода ниже предельно допустимой концентрации (ПДК), равной 0,008 мг/м3 с тем, чтобы расширить возможности их применения в качестве строительных материалов.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков, заключающемся в том, что в шихте следующего состава, мас.%: SiO2 45-60; CaO 20,3-40; Al2O3 1,5-15; MgO 1-5; Fe2O3 5-9; MnO 4-18; SO3 0,1-3; Na2O 0,4-0,6; K2O 0,3-0,8; TiO2 0,1-0,2, доводят содержание углерода до 3-8 мас.% и плавят в восстановительной среде, затем силикатную часть расплава охлаждают в режиме термоудара. Согласно изобретению стадию термоудара осуществляют контактированием силикатной части расплава с водным раствором солей цинка.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что восстановление оксида марганца, содержащегося в металлургических шлаках, и образование карбидов кальция и алюминия в процессе восстановительной плавки (за счет удаления марганца в металл и кальция в виде карбида) приводит к понижению основности силикатной части расплава и перераспределению серы в металл. С другой стороны, пониженная окисленность силикатной части расплава за счет более полного удаления оксидов железа и повышенное содержание углерода в расплаве увеличивает содержание серы в силикатной части расплава в виде сульфидов. При воздействии на сульфиды паром и горячей водой (условия термоудара) создаются условия для образования сероводорода, который связывается водным раствором солей цинка в нерастворимый сульфид цинка, что при дальнейшем применении стекломатериалов исключает эмиссию сероводорода.
Концентрация солей цинка в используемом для охлаждения водном растворе зависит от содержания серы в шлаке и составляет от 0,2 до 0,5 г/л.
Пример 1. В 500 г шихты из металлургических отходов состава, мас.%: SiO2 46,2; CaO 25,0; Al2O3 9,0; MgO 3,0; Fe2O3 6,0; MnO 4,0; SO3 3,0; Na2O 0,4; K2O 0,3; TiO2 0,1, доводят содержание углерода до 3 мас.% и плавят в восстановительной среде. Затем полученную силикатную часть расплава охлаждают в режиме термоудара отливом в воду. При этом происходит вспенивание материала. Полученный материал с насыпной плотностью 200 кг/м3 помещают в сосуд объемом 350 см3 и измеряют эмиссию сероводорода, которая равна 0,01 мг/м3.
Пример 2. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 1, но полученный расплав охлаждали в водном растворе солей цинка с концентрацией 0,1 г/л. Количество выделяемого сероводорода равно 0,006 мг/м3. Насыпная плотность материала 200 кг/м3.
Пример 3. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 1, но полученную силикатную часть расплава охлаждали в водном растворе солей цинка с концентрацией 0,2 г/л. Насыпная плотность полученного материала 200 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода из вспененного материала 0,003 мг/м3.
Пример 4. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 1, но полученную силикатную часть расплава охлаждали в водном растворе солей цинка с концентрацией 0,5 г/л. Насыпная плотность полученного материала 200 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода равно 0,003 мг/м3.
Пример 5. В 500 г шихты из металлургических отходов, мас.%: SiO2 45,0; CaO 20,3; Al2O3 3,0; MgO 3,0; Fe2O3 9,0; MnO 10,0; SO3 0,5; Na2O 0,5; K2O 0,5; TiO2 0,2, доводят содержание углерода до 8 мас.%. Отходы плавят в восстановительной среде, затем силикатную часть расплава охлаждают в режиме термоудара отливом в воду. В результате вспенивания получают материал с насыпной плотностью 300 кг/м3. Анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 1. Количество выделенного сероводорода 0,007 мг/м3.
Пример 6. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 5, но полученную силикатную часть расплава охлаждали в водном растворе солей цинка с концентрацией 0,1 г/л. Насыпная плотность полученного материала 300 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода 0,006 мг/м3.
Пример 7. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 5, но полученную силикатную часть расплава охлаждали аналогично примеру 3. Насыпная плотность полученного материала 300 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода 0,004 мг/м3.
Пример 8. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 5, но полученную силикатную часть расплава охлаждали аналогично примеру 4. Насыпная плотность полученного материала 300 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода 0,004 мг/м3.
Пример 9. В 500 г шихты металлургических отходов состава, мас.%: SiO2 50,0; CaO 30,6; Al2O3 2,0; MgO 1,0; MnO 5,0; Fe2O3 5,0; SO3 0,3; Na2O 0,6; K2O 0,4; TiO2 0,1, доводят содержание углерода до 5 мас.% и плавят в восстановительной среде. Силикатную часть расплава охлаждают в режиме термоудара отливом в воду и получают вспененный материал с насыпной плотностью 120 кг/м3. Анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 1. Количество выделяемого сероводорода 0,006 мг/м3.
Пример 10. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 9, но полученную силикатную часть расплава охлаждали аналогично примеру 2. Насыпная плотность полученного материала 120 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода 0,0025 мг/м3.
Пример 11. Плавление шлаковых отходов осуществляли аналогично примеру 9, но полученную силикатную часть расплава охлаждали аналогично примеру 3. Насыпная плотность полученного материала 120 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода 0,002 мг/м3.
Пример 12. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 9, но полученную силикатную часть расплава охлаждали аналогично примеру 4. Насыпная плотность полученного материала 120 мг/м3. Количество выделяемого сероводорода 0,002 мг/м3.
Пример 13. В 500 г шихты металлургических отходов состава, мас.%: SiO2 45,0; CaO 34,0; Al2O 1,5; MgO 1,0; Fe2O3 7,0; MnO 5,7; SO3 2,0; Na2O 0,4; K2O 0,3; TiO2 0,1, доводят содержание углерода до 3 мас.%. Плавят и анализируют аналогично примеру 1. Насыпная плотность полученного материала 100 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода 0,0087 мг/м3.
Пример 14. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 13, но полученную силикатную часть расплава охлаждали аналогично примеру 2. Насыпная плотность полученного материала 100 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода 0,0052 мг/м3.
Пример 15. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 14, но полученную силикатную часть расплава охлаждали аналогично примеру 3. Насыпная плотность полученного материала 100 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода 0,0045 мг/м3.
Пример 16. Плавление шлаковых отходов и анализ эмиссии сероводорода осуществляли аналогично примеру 15, но полученную силикатную часть расплава охлаждали аналогично примеру 4. Насыпная плотность полученного материала 100 кг/м3. Количество выделяемого сероводорода 0,0039 мг/м3.

Claims (1)

  1. Способ получения пористых стекломатериалов с насыпной плотностью 100 - 300 кг/м3 из металлургических шлаков путем плавления шихты, включающей SiO2, CaO, Al2O3, MgO, Fe2O3, SO3, Na2O, K2O, TiO2, в восстановительной среде, причем перед плавлением содержание углерода в шихте доводят до 3 - 8 мас.% и последующего охлаждения силикатной части расплава в режиме термоудара, отличающийся тем, что шихта дополнительно содержит MnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    SiO2 - 45 - 60
    CaO - 20,3 - 40,0
    Al2O3 - 1,5 - 15,0
    MgO - 1,0 - 5,0
    Fe2O3 - 5,0 - 9,0
    MnO - 4,0 - 18,0
    SO3 - 0,1 - 3,0
    Na2O - 0,4 - 0,6
    K2O - 0.3 - 0,8
    TiO2 - 0,1 - 0,2
    а охлаждение расплава осуществляют в водном растворе солей цинка с концентрацией 0,2 - 0,5 г/л.
RU96104012A 1996-02-28 1996-02-28 Способ получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков RU2114797C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96104012A RU2114797C1 (ru) 1996-02-28 1996-02-28 Способ получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96104012A RU2114797C1 (ru) 1996-02-28 1996-02-28 Способ получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96104012A RU96104012A (ru) 1998-04-27
RU2114797C1 true RU2114797C1 (ru) 1998-07-10

Family

ID=20177541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96104012A RU2114797C1 (ru) 1996-02-28 1996-02-28 Способ получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2114797C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ300820B6 (cs) * 1998-11-12 2009-08-19 Zpusob výroby silikátové peny s uzavrenými póry, zejména z odpadních materiálu, a výrobek tímto zpusobem vyrobený
RU2542027C1 (ru) * 2013-08-15 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Шихта для получения пеностекла
CN115403404A (zh) * 2022-09-23 2022-11-29 北京科技大学 一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Комплексное использование минерального сырья, 1992, N 5, с.76 - 81. 2. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ300820B6 (cs) * 1998-11-12 2009-08-19 Zpusob výroby silikátové peny s uzavrenými póry, zejména z odpadních materiálu, a výrobek tímto zpusobem vyrobený
RU2542027C1 (ru) * 2013-08-15 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Шихта для получения пеностекла
CN115403404A (zh) * 2022-09-23 2022-11-29 北京科技大学 一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法
CN115403404B (zh) * 2022-09-23 2023-06-02 北京科技大学 一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5551806A (en) Process for making cementitious mine backfill in a salt environment using solid waste materials
CN102584318A (zh) 一种含Cr钢渣制备多孔保温材料的方法
US5577549A (en) Mold fluxes used in the continuous casting of steel
RU2114797C1 (ru) Способ получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков
CN108264259A (zh) 复合型粉煤灰激发剂及应用
CN108264323A (zh) 用粉煤灰和脱硫石膏制备的隔墙条板及其制备方法
JP4069519B2 (ja) 含水土壌用固化材及び含水土壌の固化改良方法
JPH08259282A (ja) 製鋼スラグの安定化処理方法
JP2007075716A (ja) 炭酸固化体の水中沈設方法
US20230242456A1 (en) Controlling carbonation
RU2132306C1 (ru) Способ получения пористых стекломатериалов из мартеновских шлаков
KR870000726B1 (ko) 토양응결 경화제 조성물
JP4474906B2 (ja) 炭酸固化体の製造方法
RU2243174C1 (ru) Сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла
JPS62260753A (ja) 中性固化剤及び中性固化剤の製造方法
JP3309092B2 (ja) ＣａＣＯ３の固化方法
RU2192397C2 (ru) Способ получения пористых стекломатериалов из шлаков
JPH045721B2 (ru)
JP3338828B2 (ja) ＣａＣＯ３及び／又はＭｇＣＯ３の固化方法
KR102685341B1 (ko) 이산화탄소 포집물을 이용한 테트라포트 조성물
JP3419063B2 (ja) 炭酸カルシウムの常圧焼結法
JP3341009B2 (ja) ＭｇＣＯ３の固化方法
CN106630894A (zh) 一种无机结合料及其制备方法
CN101445346A (zh) 烟囱用密实型轻质耐酸浇注料及其制备方法
JP4934945B2 (ja) 炭酸固化体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120229