RU2677550C2 - Method of using construction wastes as component of slag-forming mixtures - Google Patents
Method of using construction wastes as component of slag-forming mixtures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677550C2 RU2677550C2 RU2017118651A RU2017118651A RU2677550C2 RU 2677550 C2 RU2677550 C2 RU 2677550C2 RU 2017118651 A RU2017118651 A RU 2017118651A RU 2017118651 A RU2017118651 A RU 2017118651A RU 2677550 C2 RU2677550 C2 RU 2677550C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- mass
- forming mixture
- forming
- calcium
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 25
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 claims abstract description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 4
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- -1 dry mixes Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical class [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical class [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- 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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/54—Processes yielding slags of special composition
-
- 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
- Y02W30/58—Construction or demolition [C&D] waste
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к переработке твердых строительных отходов и повторному вовлечению их в производство и может быть использовано в производстве шлакообразующих смесей.The invention relates to the processing of solid construction waste and their re-involvement in production and can be used in the production of slag-forming mixtures.
Строительным мусором называют все отходы, которые образуются в результате демонтажа, строительства или ремонта зданий и сооружений.Construction waste refers to all waste generated by the dismantling, construction or repair of buildings and structures.
Переработку железобетонных и бетонных изделий, полученных в результате сноса крупнопанельных жилых домов, промышленных сооружений, осуществляют на дробильно-сортировочных установках. К стационарным относятся дробильные установки, состоящие из двух трех частей, в первой части которых происходит приемка, а также первичная переработка поступающих отходов. После этого отходы поступают в щековую, шнековую, роторную дробилку, далее к магнитному сепаратору, где извлекаются металлические включения. Подготовленная дробленная масса поступает на грохот, где разделяется на фракции, количество которых зависит от количества ярусов грохота.Recycling of reinforced concrete and concrete products obtained as a result of the demolition of large-panel residential buildings, industrial structures is carried out at crushing and screening plants. To stationary are crushing plants, consisting of two three parts, in the first part of which there is acceptance, as well as the primary processing of incoming waste. After that, the waste enters the jaw, screw, rotor crusher, then to the magnetic separator, where metal inclusions are extracted. The prepared crushed mass goes to the screen, where it is divided into fractions, the amount of which depends on the number of tiers of the screen.
Установка утилизации бетона по патенту РФ 2503730 (МПК С22В 7/00, В03В 9/06, В09В 3/00, опубл. 10.01.2014) содержит грохот, электромагнит и систему водоочистки, а также три технологических цепочки. Первая цепочка является подготовительной и состоит из бункеров для хранения подвозимых автотранспортом смесей, бетона, кирпича, асфальта. Вторая цепочка является технологической и содержит установку для грохочения тяжелого металла, электромагнит для его улавливания, установку для отсеивания песка и складирования его в бункер в качестве заполнителя и дробилку для отделения кусков бетона от арматуры, связанную со вторым электромагнитом. Третья цепочка является отделочной.The concrete recycling plant according to the patent of the Russian Federation 2503730 (MPK С22В 7/00, В03В 9/06, В09В 3/00, publ. 10.01.2014) contains a screen, an electromagnet and a water treatment system, as well as three process chains. The first chain is preparatory and consists of bunkers for storing mixtures of concrete, brick, asphalt, transported by road. The second chain is technological and contains an installation for screening heavy metal, an electromagnet for trapping it, an apparatus for screening sand and storing it in a hopper as a filler, and a crusher for separating pieces of concrete from reinforcement connected with the second electromagnet. The third chain is finishing.
Утилизация отходов в России развита лучше, чем переработка. При захоронении больших объемов строительного мусора, занимаются значительные участки мусорных полигонов, хотя переработка строительных отходов способствует производству новых материалов из недорогого вторсырья.Waste management in Russia is better developed than recycling. When large volumes of construction waste are buried, significant areas of landfill sites are involved, although the processing of construction waste contributes to the production of new materials from inexpensive secondary materials.
В патенте РФ 2186637 (МПК В07В 9/00, В09В 3/00, В03В 9/06, опубл. 10.08.2002) предложен способ рециклинга отвалов, образованных из промышленных отходов, преимущественно на основе гранитных и мраморных пород, согласно которому фракции различных размерностей, полученные от грохочения используют при производстве строительных и отделочных материалов, бетонов, сухих смесей, кирпича, керамической плитки и т.д.In the patent of the Russian Federation 2186637 (IPC V07V 9/00, V09B 3/00, V03V 9/06, publ. 08/10/2002) a method for recycling dumps formed from industrial waste, mainly based on granite and marble rocks, according to which fractions of various sizes obtained from screening is used in the production of building and finishing materials, concrete, dry mixes, bricks, ceramic tiles, etc.
Известно, что в шлакообразующих смесях используются ряды определенных минералов, которые так же используются и в строительстве при создании цементного раствора в составе песка, глин и суглинков, например, полевые шпаты, фельдшпатоиды, кварц, каолинит, слюды, монтмориллонит и т.д. В заявленном способе предлагается использовать переработанные строительные отходы для частичного замещения компонентов шлакообразующей смеси.It is known that series of certain minerals are used in slag-forming mixtures, which are also used in construction to create a cement mortar in sand, clay and loam, for example, feldspars, feldspathoids, quartz, kaolinite, mica, montmorillonite, etc. The claimed method proposes to use recycled construction waste to partially replace the components of the slag-forming mixture.
Задачей данного изобретения является выявление массы отработанного раствора цемента, которую возможно использовать в качестве отдельного компонента для замещения первичного сырья в шлакообразующих смесях и одновременно утилизации данного строительного материала.The objective of the invention is to identify the mass of the spent cement solution, which can be used as a separate component to replace primary raw materials in slag-forming mixtures and at the same time to utilize this building material.
Технический результат заключается в снижении себестоимости шлакообразующих смесей без потери качества за счет использования вторсырья из отработанного цемента.The technical result is to reduce the cost of slag-forming mixtures without loss of quality through the use of recycled materials from waste cement.
Технический результат достигается за счет добавления переработанного отработанного цемента в шлакообразующую смесь (ШОС) по индивидуальным пропорциям. Способ включает в себя промывку отработанного цемента, дробление, разделение на фракции, магнитную сепарацию, повторную промывку, обработку 10% соляной кислотой, для получения очищенного от карбонатов субстрата и определение пропорции, в которой возможно замещение полученным субстратом шлакообразующей смеси. Для этого проводят химический анализ шлакообразующей смеси для определения результирующего процента масс (РПМ), равного отношению массы кальция во всех компонентах ШОС кроме плавикового шпата и кальцита к общей массе кальция в ШОС. РПМ и определяет какой процент ШОС можно заместить субстратом, полученным из отработанного цемента.The technical result is achieved by adding recycled waste cement to the slag-forming mixture (SCO) in individual proportions. The method includes washing the spent cement, crushing, fractioning, magnetic separation, re-washing, treatment with 10% hydrochloric acid, to obtain a substrate purified from carbonates and determining the proportion in which it is possible to replace the slag-forming mixture with the obtained substrate. To do this, a chemical analysis of the slag-forming mixture is carried out to determine the resulting mass percentage (RPM) equal to the ratio of the calcium mass in all components of the SCO except fluorspar and calcite to the total calcium mass in the SCO. RPM and determines what percentage of the SCO can be replaced with a substrate obtained from waste cement.
Для определения РПМ проводят химический анализ ШОС и субстрата и математическую обработку в следующей последовательности:To determine the RPM, a chemical analysis of the SCO and the substrate and mathematical processing are carried out in the following sequence:
1. Расчет процентного соотношения оксидов химических элементов по отношению к тонне субстрата для получения массы каждого оксида в тонне субстрата.1. The calculation of the percentage of oxides of chemical elements in relation to a ton of substrate to obtain the mass of each oxide in a ton of substrate.
2. Пересчет массы оксидов на массу отдельных элементов субстрата.2. The conversion of the mass of oxides to the mass of individual elements of the substrate.
3. Расчет процентного соотношения оксидов элементов шлакообразующей смеси (ШОС) по отношению к тонне ШОС для получения массы каждого оксида в тонне ШОС.3. The calculation of the percentage of oxides of the elements of the slag-forming mixture (SCO) in relation to the ton of the SCO to obtain the mass of each oxide in the ton of the SCO.
4. Пересчет массы оксидов на массу отдельных элементов ШОС.4. The conversion of the mass of oxides to the mass of individual elements of the SCO.
5. Расчет массы плавикового шпата, кальцита и остаточного кальция других компонентов ШОС, которые возможно заменить субстратом, полученным из отработанного цемента.5. Calculation of the mass of fluorspar, calcite and residual calcium of other components of the SCO, which can be replaced by a substrate obtained from waste cement.
6. Получение результирующего процента массы (РПМ), равного отношению массы кальция во всех компонентах ШОС кроме плавикового шпата и кальцита к общей массе кальция в ШОС, как индивидуальной пропорции, в которой ШОС может быть замещена субстратом.6. Obtaining the resulting mass percent (RPM) equal to the ratio of the calcium mass in all components of the SCO except fluorspar and calcite to the total calcium mass in the SCO as an individual proportion in which the SCO can be replaced by a substrate.
Использование субстрата в составе шлакообразующей смеси позволяет утилизировать свалочные строительные отходы, а именно отработанный цемент, и сократить потребление первичного сырья - ШОС.The use of the substrate in the composition of the slag-forming mixture allows you to utilize landfill construction waste, namely waste cement, and reduce the consumption of primary raw materials - SCO.
В таблице 1 приведен химический состав в % масс и в кг на 1 тонну оксидов в шлакообразующей смеси Syntherm GB1040/Н и субстрате. Table 1 shows the chemical composition in% of the mass and in kg per 1 ton of oxides in the Syntherm GB1040 / N slag-forming mixture and the substrate.
В таблице 2 приведен состав химических элементов (кг) на тонну шлакообразующей смеси Syntherm GB1040/Н и субстрата.Table 2 shows the composition of chemical elements (kg) per ton of slag-forming mixture of Syntherm GB1040 / N and substrate.
В таблице 3 приведено максимальное количество элементов, которые можно заменить в ШОС, расчитанных по РПМ и сопоставляемых с количеством элементов в ШОС.Table 3 shows the maximum number of elements that can be replaced in the SCO, calculated by RPM and compared with the number of elements in the SCO.
Пример реализации способа.An example implementation of the method.
После изъятия строительных отходов со свалки производится тщательная отмывка от почвы, что позволяет снизить вероятность попадания примесей акцессорных и вредных для поверхности металла элементов и субстанций, таких как сера, органика и т.д. Затем производят дробление до размерности (0,01-1 мм), магнитную сепарацию с целью удаления железосодержащих акцессориев, в том числе, и вредных микропримесей сульфидов железа. Повторная промывка производится с целью удаления остатков вредоносных частиц, диффузно проникших в структуру отходов за время пребывания в почве, и отделение глинистой фракции от общей массы. Необходимо удаление карбонатов для последующего корректного подсчета количества кальция и углерода, в связи с чем проводится обработка 10% соляной кислотой. Затем проводится химический анализ полученного субстрата и шлакообразующей смеси с последующей математической обработкой, показанной далее. В качестве примера отхода используется отработанный цемент.After removal of construction waste from the landfill, thorough washing from the soil is performed, which reduces the likelihood of ingress of impurities of elements and substances harmful to the metal surface, such as sulfur, organic matter, etc. Then crushing to a dimension (0.01-1 mm), magnetic separation is carried out in order to remove iron-containing accessory, including harmful microimpurities of iron sulfides. Re-flushing is carried out in order to remove residual harmful particles diffusely penetrated into the waste structure during the stay in the soil, and to separate the clay fraction from the total mass. It is necessary to remove carbonates for the subsequent correct calculation of the amount of calcium and carbon, in connection with which treatment with 10% hydrochloric acid is carried out. Then, a chemical analysis of the obtained substrate and the slag-forming mixture is carried out, followed by the mathematical processing shown below. Used waste cement is used as an example of waste.
Проведение общего химического анализа ШОС можно проиллюстрировать на примере эталонной шлакообразующей смеси Syntherm GB1040/Н со средним химическим составом, приведенным в таблице 1. Химический анализ субстрата проводится с целью проверки.A general chemical analysis of the SCO can be illustrated by the example of a Syntherm GB1040 / N reference slag-forming mixture with the average chemical composition shown in Table 1. The chemical analysis of the substrate is carried out for verification purposes.
В соответствии с первым пунктом математической обработки все оксиды, содержащиеся в субстрате, пересчитываются по отношению к тонне субстрата для получения массы каждого оксида в тонне субстрата. Результат заносится в таблицу 1.According to the first point of mathematical processing, all the oxides contained in the substrate are recalculated with respect to a ton of substrate to obtain the mass of each oxide in a ton of substrate. The result is entered in table 1.
В соответствии со вторым пунктом математической обработки производится пересчет массы оксидов на массу отдельных элементов субстрата. Результат заносится в табл. 2.In accordance with the second paragraph of the mathematical processing, the mass of oxides is converted to the mass of individual elements of the substrate. The result is recorded in table. 2.
SiO2 - 417,52 кгSiO 2 - 417.52 kg
M(SiO2)=M(Si)+M(O)M (SiO 2 ) = M (Si) + M (O)
М=28+2*16=60M = 28 + 2 * 16 = 60
m(Si)=28/60*417,52 кг=194,84 кгm (Si) = 28/60 * 417.52 kg = 194.84 kg
m(О)=2*16/60*417,52 кг=222,68 кгm (O) = 2 * 16/60 * 417.52 kg = 222.68 kg
СаО - 509,2 кгCaO - 509.2 kg
М(СаО)=М(Са)+М(O)M (CaO) = M (Ca) + M (O)
М=40+16=56M = 40 + 16 = 56
m(Са)=40/56*509,2 кг=363,71 кгm (Ca) = 40/56 * 509.2 kg = 363.71 kg
m(О)=16/56*509,2 кг=145,49 кгm (O) = 16/56 * 509.2 kg = 145.49 kg
MgO - 4,2 кгMgO - 4.2 kg
M(MgO)=M(Mg)+M(O)M (MgO) = M (Mg) + M (O)
М=24+16=40M = 24 + 16 = 40
m(Mg)=24/40*4,2 кг=2,52 кгm (Mg) = 24/40 * 4.2 kg = 2.52 kg
m(О)=16/40*4,2 кг=1,68 кгm (O) = 16/40 * 4.2 kg = 1.68 kg
Al2O3 - 61,11 кг;Al 2 O 3 - 61.11 kg;
М(Al2O3)=М(Al)+М(O)M (Al 2 O 3 ) = M (Al) + M (O)
М=27*2+16*3=102M = 27 * 2 + 16 * 3 = 102
m(Al)=27*2/102*61,11 кг=32,35 кгm (Al) = 27 * 2/102 * 61.11 kg = 32.35 kg
m(O)=16*3/102*61,11 кг=28,76 кгm (O) = 16 * 3/102 * 61.11 kg = 28.76 kg
Na2O - 1,27 кгNa 2 O - 1.27 kg
M(Na2O)=M(Na)+M(O)M (Na 2 O) = M (Na) + M (O)
М=23*2+16=62M = 23 * 2 + 16 = 62
m(Na)=23*2/62*1,27 кг=0,94 кгm (Na) = 23 * 2/62 * 1.27 kg = 0.94 kg
m(О)=16/62*1,27 кг=0,33 кгm (O) = 16/62 * 1.27 kg = 0.33 kg
K2O - 5,93 кгK 2 O - 5.93 kg
М(K2O)=М(K)+М(O)M (K 2 O) = M (K) + M (O)
М=39*2+16=94M = 39 * 2 + 16 = 94
m(K)=39*2/94*5,93 кг=4,92 кгm (K) = 39 * 2/94 * 5.93 kg = 4.92 kg
m(О)=16/94*5,93 кг=1,01 кгm (O) = 16/94 * 5.93 kg = 1.01 kg
MnO2 - 0,57 кг;MnO 2 - 0.57 kg;
М(MnO2)=М(K)+М(O)M (MnO 2 ) = M (K) + M (O)
М=55+16*2=87M = 55 + 16 * 2 = 87
m(Mn)=55/87*0,57 кг=0,36 кгm (Mn) = 55/87 * 0.57 kg = 0.36 kg
m(O)=16*2/87*0,57 кг=0,21 кгm (O) = 16 * 2/87 * 0.57 kg = 0.21 kg
В соответствии с третьим пунктом математической обработки все оксиды, содержащиеся в ШОС, пересчитываются по отношению к тонне ШОС для получения массы каждого оксида в тонне ШОС. Результат заносится в таблицу 1.In accordance with the third paragraph of mathematical processing, all oxides contained in the SCO are recalculated with respect to the ton of the SCO to obtain the mass of each oxide in the ton of the SCO. The result is entered in table 1.
В соответствии с четвертым пунктом математической обработки производится пересчет массы оксидов на массу отдельных элементов ШОС. Результат заносится в табл. 2. In accordance with the fourth paragraph of mathematical processing, the mass of oxides is recalculated to the mass of individual SCO elements. The result is recorded in table. 2.
Доля натрия обычно гораздо меньше, однако если она не известна и дана сумма оксидов калия и натрия, то следует принимать содержание 1:1 и разделить общее количество пополам.The proportion of sodium is usually much smaller, but if it is not known and the sum of the potassium and sodium oxides is given, then the content should be taken 1: 1 and the total amount should be divided in half.
После пересчета видно, что смесь по пересчитанным элементам содержит в себе элементы по отдельности от кислорода в количествах, приведенных в таблице 2.After recounting, it can be seen that the mixture according to the recalculated elements contains elements separately from oxygen in the amounts shown in table 2.
Доля магния относительно кальция обычно является ничтожно малой, поскольку магний заносится в качестве примеси к карбонату кальция. Однако если она не известна и дана сумма оксидов кальция и магния, то можно принимать их отношение 1:9, то есть содержание MgO (10%) к СаО (90%) для удобства пересчета.The proportion of magnesium relative to calcium is usually negligible, since magnesium is introduced as an impurity to calcium carbonate. However, if it is not known and the sum of the oxides of calcium and magnesium is given, then their ratio can be taken 1: 9, that is, the content of MgO (10%) to CaO (90%) for easy conversion.
В соответствии с пятым пунктом математической обработки производится расчет массы кальцита, плавикового шпата и остаточного кальция других компонентов ШОС.In accordance with the fifth paragraph of mathematical processing, the mass of calcite, fluorspar and residual calcium of other SCO components is calculated.
В шлакообразующих смесях некоторые минералы несут особые функции. Так в качестве флюса используется плавиковый шпат, который несет в себе практически весь фтор в ШОС, поэтому изначально необходимо найти количество плавикового шпата в 1 тонне шлакообразующей смеси, понижающего температуру кристаллизации металла. Для этого берется тонна смеси, где фтора номинально находится 54 кг (5,4% от 1 т) и по пропорции атомной массы считается количество плавикового шпата.In slag-forming mixtures, some minerals have special functions. So, fluorspar is used as flux, which carries almost all the fluorine in the SCO, therefore, it is initially necessary to find the amount of fluorspar in 1 ton of slag-forming mixture that lowers the crystallization temperature of the metal. For this, a ton of the mixture is taken, where the fluorine is nominally 54 kg (5.4% of 1 ton) and the amount of fluorspar is considered by the proportion of the atomic mass.
M(CaF2)=M(Ca)+M(F)M (CaF 2 ) = M (Ca) + M (F)
M(CaF2)=19*2+40=78M (CaF 2 ) = 19 * 2 + 40 = 78
m(CaF2)=78/38*54 кг=110,84 кг.m (CaF 2 ) = 78/38 * 54 kg = 110.84 kg.
Фтор израсходован, теперь нужно найти остаток кальция, который входит в состав других компонентов шлакообразующей смеси и который можно будет заменить кальцием, содержащимся в субстрате. Это так же делается через пропорцию с использованием общего состава смеси.Fluorine is consumed, now you need to find the calcium residue, which is part of the other components of the slag-forming mixture and which can be replaced by calcium contained in the substrate. This is also done through proportion using the overall composition of the mixture.
m'(Саост.смеси)=153 кг-40/78*110,84 кг=96,16 кг.m '(Ca. mixture ) = 153 kg-40/78 * 110.84 kg = 96.16 kg.
Свойство защиты от окисления в шлакообразующих смесях выполняет углекислый газ, который формируется при распаде карбонатов, как правило используется кальцит, поскольку это один из немногих карбонатов имеющий необходимую температуру распада 900-1000°С и наименьшую стоимость. В связи с этим необходимо найти количество кальцита, которое должно присутствовать в ШОС в точном количестве. Это делается по следующей методике. Известно, что углерод в смесях находится в свободном виде и в связанном (в составе карбонатов), поэтому найдем количество связанного углерода.The protection against oxidation in slag-forming mixtures is performed by carbon dioxide, which is formed during the decomposition of carbonates, calcite is usually used, since it is one of the few carbonates with the necessary decomposition temperature of 900-1000 ° С and the lowest cost. In this regard, it is necessary to find the amount of calcite, which should be present in the SCO in the exact amount. This is done according to the following procedure. It is known that carbon in mixtures is in free form and in bound form (as a part of carbonates); therefore, we find the amount of bound carbon.
m(Ссвяз.)=m(Ссум.)-m(Ссвоб.)m (With bond ) = m (With sum ) -m (With freedom )
m(Ссвяз.)=179 кг-164 кг=15 кгm (With bond ) = 179 kg-164 kg = 15 kg
Теперь можно по пропорции молярной массы найти количество кальцита.Now you can find the amount of calcite by the proportion of molar mass.
М(СаСО3)=М(Са)+М(С)+М(О)M (CaCO 3 ) = M (Ca) + M (C) + M (O)
М(СаСО3)=40+12+16*3=100M (CaCO 3 ) = 40 + 12 + 16 * 3 = 100
m(СаСО3)=((40+12+3*16)/12)*15 кг=125 кгm (CaCO 3 ) = ((40 + 12 + 3 * 16) / 12) * 15 kg = 125 kg
Теперь необходимо найти количество кальция, который находится в других компонентах ШОС, помимо плавикового шпата и кальцита. Это так же делается по пропорции молярной массы.Now you need to find the amount of calcium that is in other components of the SCO, in addition to fluorspar and calcite. This is also done in proportion to the molar mass.
m(Саост.смеси)=96,16 кг-40/100*125 кг=46,16 кгm (Ca. mixture ) = 96.16 kg-40/100 * 125 kg = 46.16 kg
После этого в соответствии с шестым пунктом математической обработки производится подсчет результирующего процента массы (РПМ) субстрата, который он может занять в ШОС. Подсчет по кальцию выглядит следующим образом:After that, in accordance with the sixth paragraph of the mathematical processing, the resulting mass percent (RPM) of the substrate is calculated, which it can take in the SCO. Calculation of calcium is as follows:
РПМ=m(Саост.смеси)/m(Сасмеси)RPM = m (Ca. mixture ) / m (Ca mixture )
РПМ*100%=46,16 кг/153 кг*100%=30,17%RPM * 100% = 46.16 kg / 153 kg * 100% = 30.17%
После расчета РПМ чтобы удостовериться в том, что количество каждого внесенного субстратом химического элемента не превышает его количество в ШОС, проводится проверка, для чего количество каждого элемента (кг) в составе субстрата умножается на РПМ, и полученные значения сравниваются с количествами (кг) соответствующих элементов в ШОС (табл. 3).After calculating the RPM, in order to make sure that the quantity of each chemical element introduced by the substrate does not exceed its quantity in the SCO, a check is carried out for which the amount of each element (kg) in the substrate is multiplied by RPM, and the obtained values are compared with the quantities (kg) of the corresponding elements in the SCO (table. 3).
m(Si)=194,84 кг*РПМ(30,17%)=58,78 кгm (Si) = 194.84 kg * RPM (30.17%) = 58.78 kg
m(Са)=363,71 кг*РПМ(30,17%)=109,73 кгm (Ca) = 363.71 kg * RPM (30.17%) = 109.73 kg
m(Mg)=2,52 кг*РПМ(30,17%)=0,76 кгm (Mg) = 2.52 kg * RPM (30.17%) = 0.76 kg
m(Al)=32,35 кг*РПМ(30,17%)=9,76 кгm (Al) = 32.35 kg * RPM (30.17%) = 9.76 kg
m(Na)=0,94 кг*РПМ(30,17%)=0,28 кгm (Na) = 0.94 kg * RPM (30.17%) = 0.28 kg
m(K)=4,92 кг*РПМ(30,17%)=1,48 кгm (K) = 4.92 kg * RPM (30.17%) = 1.48 kg
m(Mn)=0,36 кг*РПМ(30,17%)=0,11 кгm (Mn) = 0.36 kg * RPM (30.17%) = 0.11 kg
m(О)=400,16 кг*РПМ(30,17%)=120,73 кгm (O) = 400.16 kg * RPM (30.17%) = 120.73 kg
После завершения этапа проверки и подтверждения РПМ в данном примере можно использовать 301,7 кг субстрата, полученного из отработанного цемента в производстве 1 тонны шлакообразующей смеси, решая таким образом проблемы утилизации отработанного цемента, разгрузки свалок строительных отходов и снижения себестоимость производства шлакообразующих смесей.After completing the verification and confirmation stage of RPM in this example, 301.7 kg of substrate obtained from waste cement in the production of 1 ton of slag-forming mixture can be used, thus solving the problems of utilizing waste cement, unloading landfill waste and reducing the cost of production of slag-forming mixtures.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017118651A RU2677550C2 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Method of using construction wastes as component of slag-forming mixtures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017118651A RU2677550C2 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Method of using construction wastes as component of slag-forming mixtures |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017118651A3 RU2017118651A3 (en) | 2018-12-04 |
| RU2017118651A RU2017118651A (en) | 2018-12-04 |
| RU2677550C2 true RU2677550C2 (en) | 2019-01-17 |
Family
ID=64576898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017118651A RU2677550C2 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Method of using construction wastes as component of slag-forming mixtures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2677550C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023285678A1 (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | Cambridge Enterprise Limited | Process for the combined manufacture of steel and cement clinker |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4110107A (en) * | 1977-06-16 | 1978-08-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Process for reducing molten furnace slags by carbon injection |
| RU2117217C1 (en) * | 1996-05-30 | 1998-08-10 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Method of reworking solid domestic and industrial wastes |
| JP2001323327A (en) * | 2000-02-17 | 2001-11-22 | John A Vallomy | Method and device for recovering valuable metal form liquid slag and bag-house dust in electric arc furnace |
| RU2186637C2 (en) * | 2000-07-19 | 2002-08-10 | Анатолий Михайлович Артамонов | Method of recycling spent materials |
| WO2005022062A1 (en) * | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Electric reducing furnace |
| RU2503730C1 (en) * | 2012-05-25 | 2014-01-10 | Олег Савельевич Кочетов | Concrete recycling plant |
-
2017
- 2017-05-29 RU RU2017118651A patent/RU2677550C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4110107A (en) * | 1977-06-16 | 1978-08-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Process for reducing molten furnace slags by carbon injection |
| RU2117217C1 (en) * | 1996-05-30 | 1998-08-10 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Method of reworking solid domestic and industrial wastes |
| JP2001323327A (en) * | 2000-02-17 | 2001-11-22 | John A Vallomy | Method and device for recovering valuable metal form liquid slag and bag-house dust in electric arc furnace |
| RU2186637C2 (en) * | 2000-07-19 | 2002-08-10 | Анатолий Михайлович Артамонов | Method of recycling spent materials |
| WO2005022062A1 (en) * | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Electric reducing furnace |
| RU2503730C1 (en) * | 2012-05-25 | 2014-01-10 | Олег Савельевич Кочетов | Concrete recycling plant |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023285678A1 (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | Cambridge Enterprise Limited | Process for the combined manufacture of steel and cement clinker |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017118651A3 (en) | 2018-12-04 |
| RU2017118651A (en) | 2018-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Grubeša et al. | Characteristics and uses of steel slag in building construction | |
| US7837412B2 (en) | Binder for mine tailings, alluvial sand and the like | |
| Pacheco-Torgal et al. | Are geopolymers more suitable than Portland cement to produce high volume recycled aggregates HPC? | |
| JP5636718B2 (en) | CEMENT COMPOSITION, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND METHOD FOR TREATING ARS Arsenic-Containing Waste | |
| US20150203928A1 (en) | Process for dry recycling and processing of steel slag | |
| US20180002229A1 (en) | Mortar or concrete produced with a hydraulic binder | |
| JP5624722B2 (en) | Cement clinker and cement | |
| Shreekant et al. | Utilisation of mine waste in the construction industry–a critical review | |
| JP6429126B2 (en) | Cement clinker and cement composition | |
| JP5627840B2 (en) | Cement composition | |
| CA2840670A1 (en) | Process for dry recycling and processing of steel slag | |
| JP6429125B2 (en) | Cement clinker and cement composition | |
| JP2010207659A (en) | Insolubilizing and solidifying material for heavy metal or the like containing calcined gypsum | |
| RU2677550C2 (en) | Method of using construction wastes as component of slag-forming mixtures | |
| Belachia et al. | Use of the marble wastes in the hydraulic concrete | |
| Evdokimov et al. | Construction materials based on wastes from mining and metallurgical industries | |
| Collins | 2nd generation concrete construction: carbon footprint accounting | |
| JP6305875B2 (en) | Method for producing Portland cement clinker | |
| JP4437628B2 (en) | Concrete composition | |
| JP6413854B2 (en) | Manufacturing method for civil engineering materials for land use | |
| JP2008156231A (en) | Cement composition | |
| RU2437722C1 (en) | Concrete salvaging plant | |
| Tomkins | Chemical resistance of geopolymer concrete against H2SO4 & NaOH | |
| AU2014258397B2 (en) | Fluidity Improvement type Cement Clinker | |
| Kalisz et al. | Sustainable utilization of copper post-flotation waste in cement composites |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200530 |