RU2132306C1 - Method of producing porous glass materials from open-hearth furnace slags - Google Patents
Method of producing porous glass materials from open-hearth furnace slags Download PDFInfo
- Publication number
- RU2132306C1 RU2132306C1 RU98113904A RU98113904A RU2132306C1 RU 2132306 C1 RU2132306 C1 RU 2132306C1 RU 98113904 A RU98113904 A RU 98113904A RU 98113904 A RU98113904 A RU 98113904A RU 2132306 C1 RU2132306 C1 RU 2132306C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sio
- open
- cao
- glass materials
- hearth furnace
- Prior art date
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
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
-
- 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
- C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
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)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки твердых отходов, в частности мартеновских шлаков металлургического производства, в пористые теплоизоляционные стекломатериалы для строительной индустрии и при производстве фильтрующих материалов. The invention relates to the field of processing solid waste, in particular open-hearth slag of metallurgical production, into porous heat-insulating glass materials for the construction industry and in the production of filter materials.
Известен способ получения стекломатериалов из золошлаковых отходов (/1/ Патент Российской Федерации N 2052400), заключающийся в том, что в шихте следующего состава, мас.%:
SiO2 - 13 - 75
Al2O3 - 5 - 26
CaO - 9 - 54
Fe2O3 - 1 - 24
MdO - 2 - 6
Na2O - 0,1 - 1
K2O - 0,2 - 1
SO3 - 0,1 - 0,6
TiO2 - 0,2
C - 1 - 2
увеличивают содержание углерода до 3 - 8 мас.%, плавят в восстановительной среде, а затем полученный расплав "термоударом" охлаждают до образования стекломатериала. Таким способом достигается более полное извлечение железа и других переходных металлов из золошлаковых отходов и восстановление оксида кальция в карбид кальция, который на стадии "термоудара" вследствие разложения в воде образует газовую среду, способствующую получению стекломатериала с высокой пористостью. Это позволяет использовать их в качестве теплоизоляционных материалов. Однако наличие восстановительной атмосферы при плавлении способствует восстановлению сульфатной серы, содержащейся в золошлаковых отходах, до сульфидной, что при осуществлении "термоудара" контактированием с водой приводит к образованию сероводорода (вследствие гидролиза сульфидов), который накапливается в порах стекломатериала. Кроме того, непрореагировавшие с водой сульфиды являются потенциальными источниками сероводорода, поскольку при воздействии атмосферных водяных паров или другого источника влаги они гидролизуются с выделением сероводорода. Таким образом, эмиссия сероводорода из пористых стекломатериалов снижает их эксплуатационные качества и возможности применения в качестве строительных материалов.A known method of producing glass materials from ash and slag waste (/ 1 / Patent of the Russian Federation N 2052400), which consists in the fact that in the mixture of the following composition, wt.%:
SiO 2 - 13 - 75
Al 2 O 3 - 5 - 26
CaO - 9 - 54
Fe 2 O 3 - 1 - 24
MdO - 2 - 6
Na 2 O - 0.1 - 1
K 2 O - 0.2 - 1
SO 3 - 0.1 - 0.6
TiO 2 - 0.2
C - 1 - 2
increase the carbon content to 3–8 wt.%, melt in a reducing medium, and then the resulting melt is “thermally shocked” cooled to form glass material. In this way, a more complete extraction of iron and other transition metals from ash and slag waste and reduction of calcium oxide to calcium carbide, which at the stage of "thermal shock" due to decomposition in water forms a gaseous medium, which facilitates the production of glass material with high porosity, is achieved. This allows you to use them as insulation materials. However, the presence of a reducing atmosphere during melting helps to restore sulfate sulfur contained in ash and slag waste to sulfide, which, when subjected to thermal shock by contact with water, leads to the formation of hydrogen sulfide (due to hydrolysis of sulfides), which accumulates in the pores of the glass material. In addition, sulfides that have not reacted with water are potential sources of hydrogen sulfide, because when exposed to atmospheric water vapor or another source of moisture, they hydrolyze with the release of hydrogen sulfide. Thus, the emission of hydrogen sulfide from porous glass materials reduces their performance and the possibility of use as building materials.
В известном способе получения пористых материалов (/2/ RU N 2114797 С. 1 в шихте следующего состава, мас.%:
SiO2 - 45,0 - 60,0
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
доводят содержание углерода до 3 - 8 мас.%, плавят в восстановительной среде, а охлаждение "термоударом" осуществляют в водном растворе солей цинка, который связывает образовавшийся сероводород в нерастворимый сульфид цинка. Содержание оксида марганца в шихте способствует частичному перераспределению серы в металл.In the known method for producing porous materials (/ 2 / RU N 2114797 C. 1 in the mixture of the following composition, wt.%:
SiO 2 - 45.0 - 60.0
CaO - 20.3 - 40.0
Al 2 O 3 - 1.5 - 15.0
MgO - 1.0 - 5.0
Fe 2 O 3 - 5.0 - 9.0
MnO - 4.0 - 18.0
SO 3 - 0.1 - 3.0
Na 2 O - 0.4 - 0.6
K 2 O - 0.3 - 0.8
TiO 2 - 0.1 - 0.2
the carbon content is adjusted to 3-8% by weight, melted in a reducing medium, and cooling by “thermal shock” is carried out in an aqueous solution of zinc salts, which binds the hydrogen sulfide formed into insoluble zinc sulfide. The content of manganese oxide in the mixture contributes to the partial redistribution of sulfur into the metal.
Данный способ выбран в качестве прототипа по максимальному совпадению существенных признаков. This method is selected as a prototype for the maximum coincidence of essential features.
В процессе восстановительной плавки происходит перераспределение серы между оксидной и металлической фазами. Известно (/3/ Комплексная переработка силикатных отходов. Алма-Ата: Наука, 1985, 172 с., /4/ Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1989, 392 с.), что понижение основности оксидной фазы снижает содержание серы в ней за счет перераспределения ее в металл. В частности, в металлургических шлаках за счет образования карбида кальция, восстановления оксидов железа происходит не полное перераспределение серы в металл, что не гарантирует снижения эмиссии сероводорода из полученных по способу /2/ стекломатериалов. In the process of reduction smelting, sulfur is redistributed between the oxide and metal phases. It is known (/ 3 / Complex processing of silicate waste. Alma-Ata: Nauka, 1985, 172 p., / 4 / Theory of metallurgical processes. M: Metallurgy, 1989, 392 p.) That lowering the basicity of the oxide phase reduces the sulfur content in by redistributing it into metal. In particular, in metallurgical slags due to the formation of calcium carbide, reduction of iron oxides, the sulfur is not completely redistributed into the metal, which does not guarantee a decrease in the emission of hydrogen sulfide from glass materials obtained by the method / 2 /.
В основу заявленного изобретения положена задача разработки способа получения пористых стекломатериалов из мартеновских шлаков с низкой эмиссией сероводорода с тем, чтобы расширить возможности их применения в качестве строительных и фильтрующих материалов. The claimed invention is based on the task of developing a method for producing porous glass materials from open-hearth slag with low emission of hydrogen sulfide in order to expand the possibilities of their use as building and filtering materials.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения пористых стекломатериалов из мартеновских шлаков, заключающемся в том, что в шихте следующего состава, мас.%:
SiO2 - 20 - 25
CaO - 25 - 40
Al2O3 - 2 - 8
MgO - 7 - 15
MnO - 5 - 10
FeO - 12 - 18
Fe2O3 - 3 - 5
P2O5 - 0,3 - 0,7
Na2O - 0,3 - 0,5
K2O - 0,15 - 0,5
TiO2 - 0,2 - 0,5
SO3 - 0,05 - 0,09
доводят содержание углерода до 3 мас.% и плавят в восстановительной среде, затем силикатную часть расплава охлаждают в режиме "термоудара". Согласно изобретению содержание оксида кремния в шихте доводят до массового отношения SiO2/CaO, равного 1 - 2.The problem is solved in that in the method of obtaining porous glass materials from open-hearth slag, which consists in the fact that in the mixture of the following composition, wt.%:
SiO 2 - 20 - 25
CaO - 25 - 40
Al 2 O 3 - 2 - 8
MgO - 7 - 15
MnO - 5 - 10
FeO - 12 - 18
Fe 2 O 3 - 3 - 5
P 2 O 5 - 0.3 - 0.7
Na 2 O - 0.3 - 0.5
K 2 O - 0.15 - 0.5
TiO 2 - 0.2 - 0.5
SO 3 - 0.05 - 0.09
the carbon content is adjusted to 3 wt.% and melted in a reducing medium, then the silicate part of the melt is cooled in the "thermal shock" mode. According to the invention, the content of silicon oxide in the mixture is adjusted to a mass ratio of SiO 2 / CaO equal to 1 - 2.
Сущность заявляемого способа заключается в том, что восстановление закиси железа, образование карбида кальция и алюминия в процессе восстановительной плавки, наличие P2O5 в силикатной части расплава, а также разубоживание шихты кремнеземом приводит к существенному понижению основности силикатной части расплава и перераспределению серы в металл. При охлаждении силикатной части расплава в полученном пористом теплоизоляционном материале эмиссии сероводорода не наблюдается.The essence of the proposed method lies in the fact that the reduction of iron oxide, the formation of calcium carbide and aluminum in the process of smelting reduction, the presence of P 2 O 5 in the silicate part of the melt, as well as dilution of the charge with silica leads to a significant decrease in the basicity of the silicate part of the melt and the redistribution of sulfur into metal . When cooling the silicate part of the melt in the obtained porous heat-insulating material, no emission of hydrogen sulfide is observed.
Нижепредлагаемый способ получения пористых стекломатериалов из мартеновских шлаков поясняется конкретными примерами его осуществления. The following method for producing porous glass materials from open-hearth slag is illustrated by specific examples of its implementation.
Пример 1. Example 1
500 г мартеновских шлаков состава, мас.%:
SiO2 - 24,1
CaO - 29,9
Al2O3 - 7,4
MgO - 12,5
MnO - 7,9
FeO - 13,5
Fe2O3 - 3,1
P2O5 - 0,5
TiO2 - 0,5
Na2O - 0,36
K2O - 0,15
SO3 - 0,09
плавят в восстановительной среде при температуре 1580 - 1610oC в течение 1 часа. Затем полученную силикатную часть расплава охлаждают отливом в воду. При этом происходит вспенивание расплава. Полученный материал с насыпной плотностью 580 кг/м3 помещают в сосуд и измеряют эмиссию сероводорода, которая равна 0,002 мг/м3.500 g open-hearth slag composition, wt.%:
SiO 2 - 24.1
CaO - 29.9
Al 2 O 3 - 7.4
MgO - 12.5
MnO - 7.9
FeO - 13.5
Fe 2 O 3 - 3.1
P 2 O 5 - 0.5
TiO 2 - 0.5
Na 2 O - 0.36
K 2 O - 0.15
SO 3 - 0.09
melted in a reducing environment at a temperature of 1580 - 1610 o C for 1 hour. Then, the obtained silicate part of the melt is cooled by reflux into water. In this case, foaming of the melt occurs. The resulting material with a bulk density of 580 kg / m 3 is placed in a vessel and the emission of hydrogen sulfide is measured, which is equal to 0.002 mg / m 3 .
Пример 2. Example 2
В 500 г мартеновских шлаков состава, мас.%:
SiO2 - 23,0
CaO - 29,0
Al2O3 - 7,0
MgO - 12,0
MnO - 7,9
FeO - 13,5
Fe2O3 - 3,0
P2O5 - 0,5
TiO2 - 0,2
NaO2 - 0,46
K2O - 0,35
SO3 - 0,09
вводят 3 мас. % углерода и доводят отношение SiO2/CaO до 1,1, плавят в восстановительной среде при температуре 1580 - 1610oC в течение 1 часа. Затем полученную силикатную часть расплава охлаждают отливом в воду. При этом происходит вспенивание расплава. Полученный материал с насыпной плотностью 75 кг/м3 помещают в сосуд и измеряют эмиссию сероводорода, которая не обнаруживается.In 500 g of open-hearth slag composition, wt.%:
SiO 2 - 23.0
CaO - 29.0
Al 2 O 3 - 7.0
MgO - 12.0
MnO - 7.9
FeO - 13.5
Fe 2 O 3 - 3.0
P 2 O 5 - 0.5
TiO 2 - 0.2
NaO 2 - 0.46
K 2 O - 0.35
SO 3 - 0.09
3 wt. % carbon and adjust the ratio of SiO 2 / CaO to 1.1, melt in a reducing medium at a temperature of 1580 - 1610 o C for 1 hour. Then, the obtained silicate part of the melt is cooled by reflux into water. In this case, foaming of the melt occurs. The resulting material with a bulk density of 75 kg / m 3 is placed in a vessel and the emission of hydrogen sulfide, which is not detected, is measured.
Пример 3. Example 3
В 500 г мартеновских шлаков состава, аналогичного примеру 2, доводят отношение SiO2/CaO до 1,2, вводят углерод, плавят и охлаждают аналогично примеру 2, полученный материал с насыпной плотностью 100 кг/м3 помещают в сосуд и измеряют эмиссию сероводорода, которая не обнаруживается.In 500 g open-hearth slags of a composition similar to Example 2, the SiO 2 / CaO ratio is adjusted to 1.2, carbon is introduced, melted and cooled as in Example 2, the obtained material with a bulk density of 100 kg / m 3 is placed in a vessel and the emission of hydrogen sulfide is measured, which is not detected.
Пример 4. Example 4
В 500 г мартеновских шлаков состава, аналогичного примеру 2, доводят отношение SiO2/CaO до 1,42, вводят углерод, плавят и охлаждают аналогично примеру 2. Полученный материал с насыпной плотностью 72 кг/м3 помещают в сосуд и измеряют эмиссию сероводорода, которая не обнаруживается.In 500 g open-hearth slag of a composition similar to Example 2, the SiO 2 / CaO ratio was adjusted to 1.42, carbon was introduced, melted and cooled as in Example 2. The resulting material with a bulk density of 72 kg / m 3 was placed in a vessel and the emission of hydrogen sulfide was measured, which is not detected.
Пример 5. Example 5
В 500 г мартеновских шлаков состава, аналогичного примеру 2, доводят отношение SiO2/CaO до 1,5, вводят углерод, плавят и охлаждают аналогично примеру 2. Полученный материал с насыпной плотностью 45 кг/м3 анализируют аналогично примеру 2. Эмиссия сероводорода не обнаружено.In 500 g of open-hearth slag of a composition similar to Example 2, the SiO 2 / CaO ratio was adjusted to 1.5, carbon was introduced, melted and cooled as in Example 2. The resulting material with a bulk density of 45 kg / m 3 was analyzed analogously to Example 2. No hydrogen sulfide emission detected.
Пример 6. Example 6
В 500 г мартеновских шлаков состава, аналогичного примеру 2, доводят отношение SiO2/CaO до 2, вводят углерод, плавят и охлаждают аналогично примеру 2. Полученный материал с насыпной плотностью 80 кг/м3 анализируют аналогично примеру 2. Эмиссии сероводорода не обнаружено.In 500 g of open-hearth slag of a composition similar to Example 2, the SiO 2 / CaO ratio was adjusted to 2, carbon was introduced, melted and cooled as in Example 2. The resulting material with a bulk density of 80 kg / m 3 was analyzed analogously to Example 2. No hydrogen sulfide emissions were detected.
Пример 7. Example 7
В 500 г мартеновских шлаков состава, аналогичного примеру 2, доводят отношение SiO2/CaO до 2,5, вводят углерод, плавят аналогично примеру 2. Полученный расплав имеет большую вязкость и исключает возможность охлаждения его в режиме "термоудара".In 500 g of open-hearth slag of a composition similar to Example 2, the SiO 2 / CaO ratio was adjusted to 2.5, carbon was added, and melted as in Example 2. The resulting melt has a high viscosity and eliminates the possibility of cooling it in the “thermal shock” mode.
Claims (1)
SiO2 - 20 - 25
CaO - 25 - 40
Al2O3 - 2 - 8
MgO - 7 - 15
MnO - 5 - 10
FeO - 12 - 18
Fe2O3 - 3 - 5
Р2О5 - 0,3 - 0,7
Na2O - 0,3 - 0,5
K2O - 0,15 - 0,5
TiO2 - 0,2 - 0,5
SO3 - 0,05 - 0,09A method of obtaining porous glass materials with a bulk density of 45-100 kg / m 3 from open-hearth slag by melting a mixture comprising SiO 2 , CaO, Al 2 O 3 , MgO, Fe 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O, TiO 2 , SO 3 , MnO in a reducing medium, and before melting, the carbon content is adjusted to 3 wt.%, And then cooling the silicate part of the melt in the "thermal shock" mode, characterized in that the charge additionally contains FeO, P 2 O 5 , and the content of silicon oxide in the mixture is adjusted to a mass ratio of SiO 2 / CaO equal to 1 to 2, with the following content of components, wt.%:
SiO 2 - 20 - 25
CaO - 25 - 40
Al 2 O 3 - 2 - 8
MgO - 7 - 15
MnO - 5 - 10
FeO - 12 - 18
Fe 2 O 3 - 3 - 5
P 2 O 5 - 0.3 - 0.7
Na 2 O - 0.3 - 0.5
K 2 O - 0.15 - 0.5
TiO 2 - 0.2 - 0.5
SO 3 - 0.05 - 0.09
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113904A RU2132306C1 (en) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Method of producing porous glass materials from open-hearth furnace slags |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113904A RU2132306C1 (en) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Method of producing porous glass materials from open-hearth furnace slags |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2132306C1 true RU2132306C1 (en) | 1999-06-27 |
Family
ID=20208694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98113904A RU2132306C1 (en) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Method of producing porous glass materials from open-hearth furnace slags |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2132306C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104098272A (en) * | 2014-08-11 | 2014-10-15 | 北京璞晶科技有限公司 | Method for using blast furnace slag to produce micro-crystalline light brick |
| RU2537304C1 (en) * | 2013-10-08 | 2014-12-27 | Владимир Павлович Мельников | Method of obtaining porous glass materials |
-
1998
- 1998-07-20 RU RU98113904A patent/RU2132306C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537304C1 (en) * | 2013-10-08 | 2014-12-27 | Владимир Павлович Мельников | Method of obtaining porous glass materials |
| CN104098272A (en) * | 2014-08-11 | 2014-10-15 | 北京璞晶科技有限公司 | Method for using blast furnace slag to produce micro-crystalline light brick |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3966456A (en) | Process of using olivine in a blast furnace | |
| KR0152120B1 (en) | Process for preparing cement from metallurgical slag | |
| CN102181781B (en) | Granular metallic iron | |
| US5865872A (en) | Method of recovering metals and producing a secondary slag from base metal smelter slag | |
| CN110282877B (en) | Thermal insulation cotton prepared from ironmaking hot slag and waste incineration fly ash and preparation method thereof | |
| RU2132306C1 (en) | Method of producing porous glass materials from open-hearth furnace slags | |
| Anameric et al. | Laboratory study related to the production and properties of pig iron nuggets | |
| JPH11310441A (en) | Modification of steelmaking reduced slag | |
| RU2114797C1 (en) | Method of preparing porous glass materials from metallurgical slags | |
| CN114472475A (en) | Method for preparing molten glass body by utilizing complementarity of two fly ash components | |
| JP3714229B2 (en) | Method for producing a molded body using sulfur-containing slag as a raw material | |
| US6251160B1 (en) | Method of de-chroming and/or depleting the MgO content of steel slag | |
| US3942977A (en) | Process for making iron or steel utilizing lithium containing material as auxiliary slag formers | |
| RU2192397C2 (en) | Method of making porous glass material from slag | |
| JPS5919897B2 (en) | Method for reforming converter slag | |
| RU2313491C1 (en) | Method of processing aluminum-containing raw material | |
| RU2104976C1 (en) | Method of manufacturing porous glass materials from ash- slag waste | |
| CA2170533C (en) | Process for the preparation of calcium aluminates from aluminium dross residues | |
| JPH06115984A (en) | Method for hot modification of steel-manufacturing slag | |
| RU2154114C2 (en) | High-based pellets | |
| RU2697673C1 (en) | Method of refining ferrosilicon from aluminum | |
| RU2365546C2 (en) | Method of obtaining porous glass material with low content of manganese from poor and highly phosphorous manganese ores | |
| SU1010138A1 (en) | Method for smelting ferrosilicon with barium | |
| Young et al. | The refining process, part 2: new data from Ynysfach Ironworks, Merthyr Tydfil | |
| SU1406196A1 (en) | Method of producing blister copper |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140224 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140721 |