RU2440940C2 - Method of recycling fluoro-anhydrite - Google Patents
Method of recycling fluoro-anhydrite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2440940C2 RU2440940C2 RU2010101830/03A RU2010101830A RU2440940C2 RU 2440940 C2 RU2440940 C2 RU 2440940C2 RU 2010101830/03 A RU2010101830/03 A RU 2010101830/03A RU 2010101830 A RU2010101830 A RU 2010101830A RU 2440940 C2 RU2440940 C2 RU 2440940C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- anhydrite
- fluoro
- slag
- fluorohydrite
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологиям утилизации едких продуктов переработки минеральных концентратов и рекомендуется к применению в процессах с участием сернокислотной их обработки.The invention relates to technologies for the disposal of caustic products of processing mineral concentrates and is recommended for use in processes involving sulfuric acid processing.
Известен способ утилизации, включающий разбавление фторангидрита, выходящего из печи, 20-30%-ной добавкой шлака с последующим использованием полученного вяжущего в дорожном полотне или в составе мелких стеновых блоков /RU 2046097 С1/. Недостатком указанного способа является использование в смеси компонента с повышенным, 4-9%, содержанием хрома. Кроме того этот вид шлака не относится к распространенным видам отходов и поэтому его применение связано с существенными затратами на его дальнее транспортирование.A known method of disposal, including the dilution of fluorohydrite leaving the furnace, 20-30% addition of slag, followed by use of the obtained binder in the roadway or as part of small wall blocks / RU 2046097 C1 /. The disadvantage of this method is the use in a mixture of a component with an increased, 4-9%, chromium content. In addition, this type of slag does not apply to common types of waste and therefore its use is associated with significant costs for its long-distance transportation.
Известен способ утилизации фторангидрита, включающий нейтрализацию остатков кислоты в составе продукта известью, которую вводят в 28-73%-ном избытке от стехиометрического количества, дальнейшее разбавление полученной смеси 10-30% добавкой отвального фторгипса и последующей грануляцией полученной трехкомпонентной смеси /RU 2171791 С1/. Недостатком данного способа следует считать использование больших количеств извести и влажного фторгипса, отбираемого из шламохранилища, что усложняет и удорожает процесс нейтрализации, а также затрудняет утилизацию ее продукта ввиду низкой прочности и водостойкости гранул.A known method of utilization of fluorohydrite, including the neutralization of acid residues in the product with lime, which is introduced in a 28-73% excess of the stoichiometric amount, further dilution of the mixture with 10-30% of the addition of dump fluorogypsum and subsequent granulation of the obtained ternary mixture / RU 2171791 C1 / . The disadvantage of this method should be considered the use of large quantities of lime and wet gypsum taken from the sludge storage facility, which complicates and increases the cost of the neutralization process, and also complicates the disposal of its product due to the low strength and water resistance of the granules.
Техническими задачами изобретения являются:The technical objectives of the invention are:
- упрощение и удешевление технологии утилизации фторангидрита, повышение прочностных свойств продукта утилизации и расширение области его применения.- simplification and cheapening of the technology of utilization of fluorohydrite, increasing the strength properties of the product of utilization and expanding the scope of its application.
Указанная задача решается путем введения в состав фторангидрита дисперсного электросталеплавильного шлака в количестве 5-85% от массы исходного фторангидрита и грануляции полученной смеси.This problem is solved by introducing into the composition of the fluorohydrite dispersed electric steelmaking slag in an amount of 5-85% by weight of the starting fluorohydrite and granulating the resulting mixture.
Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на фторангидрите Полевского криолитового завода, содержащем разное количество серной кислоты, с использованием вспомогательных материалов, наименование и химический состав которых приведен в табл.1.Experimental verification of the proposed method was carried out on fluorohydrite of the Polevsky cryolite plant, containing a different amount of sulfuric acid, using auxiliary materials, the name and chemical composition of which are given in table 1.
Химический состав использованных материаловThe chemical composition of the materials used
Для оценки уровня нейтрализации кислоты в составе фторангидрита использовали косвенный показатель в виде прочности на сжатие шлакогипсового вяжущего, поскольку его величина обратно пропорциональна содержанию кислоты во фторангидрите. Показатель прочности оценивали на образцах-таблетках диаметром 28 и высотой 20 мм, сформованных на тесте полужесткой консистенции. Полученные образцы хранились в воздушно-влажных условиях. Непосредственно перед испытанием они высушивались, а затем испытывались на прочность по сжатию.To assess the level of acid neutralization in the composition of fluorohydrite, an indirect indicator was used in the form of compressive strength of a slag gypsum binder, since its value is inversely proportional to the acid content in fluorohydrite. The strength index was evaluated on tablet samples with a diameter of 28 and a height of 20 mm, molded on a semi-rigid consistency test. The resulting samples were stored in air-wet conditions. Immediately prior to testing, they were dried and then tested for compressive strength.
τнейтр, сут - длительность процесса нейтрализации в сутках; r (ретур) - количество фракции размером до 1,25 мм, необходимое для получения гранул заданной крупности; W, % - влажность полученных гранул; ρн, г/см3 - насыпная плотность гранул; Rсж, МПа - предел прочности гранул при сжатии их в цилиндре. τ neutr , days - the duration of the neutralization process in days; r (retur) is the amount of fraction up to 1.25 mm in size required to obtain granules of a given size; W,% - humidity of the obtained granules; ρ n , g / cm 3 - bulk density of the granules; R SJ, MPa - limit compressive strength of the granules of the cylinder.
В табл.2 сравниваются результаты заявляемого способа нейтрализации и прототипа. Количество шлака, используемого для нейтрализации, составляло 1 часть на 9 частей ангидрита. При нейтрализации по прототипу в состав смеси кроме извести дополнительно вводили 30% отвального фторгипса, отобранного из отвала.Table 2 compares the results of the proposed method of neutralization and prototype. The amount of slag used to neutralize was 1 part to 9 parts of anhydrite. When neutralizing the prototype, in addition to lime, an additional 30% of dump gypsum taken from the dump was additionally introduced into the mixture.
Из представленного следует, что в сравнении с прототипом процесс нейтрализации исходной смеси возможен при пониженной температуре. При этом в 6 раз сокращается продолжительность процесса нейтрализации, а остаток кислоты в продукте значительно ниже.It follows from the presented that, in comparison with the prototype, the process of neutralizing the initial mixture is possible at a low temperature. At the same time, the duration of the neutralization process is reduced by a factor of 6, and the acid residue in the product is much lower.
В табл.3 содержатся данные по составу и прочностным свойствам образцов таблеток, полученных на продукте по заявляемому способу нейтрализации в зависимости от количества шлака, использованного для нейтрализации фторангидрита.Table 3 contains data on the composition and strength properties of the samples of tablets obtained on the product according to the claimed method of neutralization, depending on the amount of slag used to neutralize fluorohydrite.
Из представленного в таблице следует, что прочность брикетов в значительной степени определяется содержанием шлака. С увеличением содержания шлака с 10 до 50% прочность образцов увеличивается примерно в 5 раз, а для 70-85% она возрастает в 10 раз. Исходя из указанного, целесообразно использовать смеси с 10-20% содержанием шлака как добавку, регулирующую сроки схватывания портландцемента. При более высоком содержании шлака гранулированную смесь целесообразно использовать как пористый заполнитель для легких бетонов, а также в качестве комплексной гипсошлаковой добавки в составе портландцемента, одновременно заменяющей гипсовый камень и доменный гранулированный шлак. Содержание шлака менее 5 и более 85% нецелесообразно, так как прочность брикетов в указанном интервале максимальна и достаточна как при использовании гранул в качестве заменителя гипса в составе цемента (5-30% шлака), так и для замены щебня в составе бетона (30-85% шлака).From the table it follows that the strength of the briquettes is largely determined by the content of slag. With an increase in the slag content from 10 to 50%, the strength of the samples increases by about 5 times, and for 70-85% it increases by 10 times. Based on the above, it is advisable to use mixtures with 10-20% slag content as an additive that regulates the setting time of Portland cement. At a higher slag content, it is advisable to use the granular mixture as a porous aggregate for lightweight concrete, and also as a complex gypsum slag additive in Portland cement, which simultaneously replaces gypsum stone and blast furnace granulated slag. A slag content of less than 5 and more than 85% is impractical, since the strength of the briquettes in the indicated interval is maximum and sufficient both when using granules as a substitute for gypsum in cement (5-30% of slag), and to replace crushed stone in concrete (30- 85% slag).
В табл.4 сравниваются результаты испытания фторангидритовых гранул в качестве добавки, регулирующей сроки схватывания цемента с гипсовым камнем, традиционной добавкой, и гранулами, полученными по прототипу. Во всех составах содержание SO3 составляло 2,5%. Помол цемента, включающего 20% доменного гранулированного шлака, осуществляли в одинаковых условиях. Полученные цементы испытывали по ГОСТ 310.1-3-76 и ГОСТ 310.4-81.Table 4 compares the results of testing fluorohydrite granules as an additive that regulates the setting time of cement with gypsum stone, a traditional additive, and granules obtained by the prototype. In all formulations, the SO 3 content was 2.5%. The grinding of cement, including 20% of blast furnace granulated slag, was carried out under the same conditions. The resulting cements were tested according to GOST 310.1-3-76 and GOST 310.4-81.
Sуд, м2/кг - величина удельной поверхности цемента; * - по прототипу. Величина В/Ц соответствует тесту нормальной густоты. Количество сталеплавильного шлака в гранулах составляет 30%. Из табл.4 следует, что фторангидритовые гранулы с добавкой сталеплавильного шлака в составе портландцемента являются полноценным заменителем гипсового камня. При этом доля клинкера в составе по заявляемому способу ниже на количество шлака, содержащегося в гранулах, то есть в этом случае обеспечивается некоторое удешевление цемента.S beats , m 2 / kg is the specific surface area of cement; * - according to the prototype. The value of W / C corresponds to the test of normal density. The amount of steelmaking slag in the granules is 30%. From table 4 it follows that fluorohydrite granules with the addition of steelmaking slag as part of Portland cement are a complete substitute for gypsum stone. Moreover, the proportion of clinker in the composition according to the claimed method is lower by the amount of slag contained in the granules, that is, in this case, a certain reduction in the cost of cement is provided.
Гранулы на основе фторангидрита и 70% шлака размером 8-10 мм твердели в воздушно-влажных условиях в течение 7 суток, а затем использовались как заполнитель в составе бетона в сочетании с кварцевым песком и цементом М400Д20 при водоцементном отношении 0,5. Насыпная плотность гранул составила 1100 г/л, средняя плотность - 1,57 г/см3, а точеная прочность 30-70 кг/гранулу. Бетонную смесь формовали в образцы-кубы с ребром 70 мм, твердевшие в нормальных условиях 7 суток. В контрольном составе гранулы заменяли гранитным щебнем фракции 5-10 мм. В качестве мелкого заполнителя использовали песок с модулем крупности 2,5. Из смеси указанного состава формовали образцы с ребром 70 мм, твердевшие во влажных опилках. В табл.5 содержатся результаты по составам и прочностным свойствам бетонов на шлакогипсовых гранулах.Pellets based on fluorohydrite and 70% slag with a size of 8-10 mm hardened in air-wet conditions for 7 days, and then were used as aggregate in concrete in combination with quartz sand and cement M400D20 with a water-cement ratio of 0.5. The bulk density of the granules was 1100 g / l, the average density was 1.57 g / cm 3 and the turned strength was 30-70 kg / granule. The concrete mixture was molded into cube samples with a rib of 70 mm, hardening under normal conditions for 7 days. In the control composition, the granules were replaced with crushed granite fractions of 5-10 mm. As a fine aggregate used sand with a particle size of 2.5. Samples with a rib of 70 mm solidified in wet sawdust were molded from a mixture of this composition. Table 5 contains the results on the compositions and strength properties of concrete on slag gypsum granules.
Из представленного следует, что фторангидритовые гранулы, полученные по заявляемому способу, пригодны как заполнитель для получения облегченных бетонов плотностью ниже 2000 кг/м3, что существенно расширяет область их возможного эффективного применения. В сравнении с прототипом прочность бетона на данных гранулах при равном расходе цемента вдвое выше.From the presented it follows that the fluorohydrite granules obtained by the present method are suitable as aggregate for lightweight concrete with a density below 2000 kg / m 3 , which significantly expands the scope of their possible effective use. Compared with the prototype, the strength of concrete on these granules with equal cement consumption is twice as high.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет обеспечить более эффективную нейтрализацию кислотной составляющей фторангидрита, а полученный гранулированный продукт отличается улучшенными потребительскими свойствами - ускоренным твердением и повышенной прочностью. В том случае, когда гранулы применяются для регулирования сроков схватывания цемента возможно уменьшить долю клинкера в составе цемента на количество шлака, содержащегося в гранулах. Когда гранулы используются как искусственный заполнитель, то на их основе возможно получение высокопрочного бетона марки М300 - состав 4, табл.5. Высокие скорость твердения и показатель прочности фторангидрита с добавкой композиции, вероятно, обусловлены присутствием в составе электроплавильного шлака алюминатов кальция, которые, как известно, обеспечивают аналогичные показатели у глиноземистого цемента. Благодаря добавке шлака гранулы на основе фторангидрита можно использовать в материалоемких направлениях в качестве заменителя природного гипса - как регулятора сроков схватывания в составе портландцемента и как заменителя щебня в составе строительного бетона.Thus, the use of the proposed method allows for more effective neutralization of the acid component of fluorohydrite, and the obtained granular product has improved consumer properties - accelerated hardening and increased strength. In the case when the granules are used to regulate the setting time of cement, it is possible to reduce the proportion of clinker in the cement by the amount of slag contained in the granules. When granules are used as artificial aggregate, then on their basis it is possible to obtain high-strength concrete of the M300 grade - composition 4, Table 5. The high hardening rate and strength index of fluorohydrite with the addition of the composition are probably due to the presence of calcium aluminates in the composition of electrosmelting slag, which, as is known, provide similar indicators for alumina cement. Thanks to the addition of slag, fluorohydrite granules can be used in material-intensive areas as a substitute for natural gypsum - as a regulator of setting time in Portland cement and as a substitute for crushed stone in building concrete.
Использование изобретения позволит не только упростить и удешевить нейтрализацию фторангидрита, но также значительно увеличить объем утилизации фторангидрита, который на текущий момент не превышает нескольких процентов. Это позволит существенно снизить потери пространства под их отвальное складирование.Using the invention will not only simplify and reduce the cost of neutralization of fluorohydrite, but also significantly increase the amount of utilization of fluorohydrite, which currently does not exceed several percent. This will significantly reduce the loss of space for their dumping.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010101830/03A RU2440940C2 (en) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | Method of recycling fluoro-anhydrite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010101830/03A RU2440940C2 (en) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | Method of recycling fluoro-anhydrite |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010101830A RU2010101830A (en) | 2011-07-27 |
RU2440940C2 true RU2440940C2 (en) | 2012-01-27 |
Family
ID=44753189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010101830/03A RU2440940C2 (en) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | Method of recycling fluoro-anhydrite |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2440940C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795801C1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-05-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Granulated aggregate for concrete mixture, composition of concrete mixture for obtaining concrete building products, concrete building product |
-
2010
- 2010-01-20 RU RU2010101830/03A patent/RU2440940C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795801C1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-05-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Granulated aggregate for concrete mixture, composition of concrete mixture for obtaining concrete building products, concrete building product |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010101830A (en) | 2011-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5080714B2 (en) | Cement composition | |
de Paiva et al. | Utilization of inorganic solid wastes in cementitious materials–A systematic literature review | |
KR101333084B1 (en) | High early strength cement comprising blast furnace slag and CSA cement | |
CN102585834B (en) | Solidifying agent for treating chromium-polluted soil | |
US20040255823A1 (en) | Cementicious materials including stainless steel slag and geopolymer | |
CN108358581A (en) | A kind of concrete and preparation method thereof containing refining slag | |
JP5946107B2 (en) | Method for producing cement composition | |
JP5800387B2 (en) | Soil improvement material | |
JP2003306359A (en) | Cement composition and hydrated hardened body | |
Lorca et al. | Microconcrete with partial replacement of Portland cement by fly ash and hydrated lime addition | |
JP6080340B2 (en) | Steel slag hydrated solidified body | |
KR101223888B1 (en) | Blast furnace slag powder composition improved activity | |
Frı et al. | Effect of incorporating ferroalloy industry wastes as complementary cementing materials on the properties of blended cement matrices | |
KR102305174B1 (en) | Binder for secondary concrete product and manufacturing method of secondary concrete product | |
KR20160033522A (en) | Solidifying composition for improvement of high water content and weak ground using reduction slag and method for solidifying soil using the same | |
JP2007126294A (en) | High-sulfate slag cement, high-early-strength slag cement, and method for manufacturing each of them | |
Zhou et al. | Insight to workability, compressive strength and microstructure of lithium slag-steel slag based cement under standard condition | |
KR20080003783A (en) | Fired product | |
RU2440940C2 (en) | Method of recycling fluoro-anhydrite | |
JP6292257B2 (en) | Hydrated solidified product using desulfurized slag | |
KR101594157B1 (en) | Eco-Mortars Composition Usnig Non-firing Binder | |
JPS5857378B2 (en) | Cement and its manufacturing method | |
KR101640155B1 (en) | Hardening composition for reinforcing a slope, and method for reinforcing a slope by using the same | |
JP6015585B2 (en) | Hydrated cured body | |
KR101752156B1 (en) | Binder composition agent |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130121 |