RU2700609C1 - Processing method of ash-slag wastes of thermal power plants for production of construction articles - Google Patents

Processing method of ash-slag wastes of thermal power plants for production of construction articles Download PDF

Info

Publication number
RU2700609C1
RU2700609C1 RU2018132130A RU2018132130A RU2700609C1 RU 2700609 C1 RU2700609 C1 RU 2700609C1 RU 2018132130 A RU2018132130 A RU 2018132130A RU 2018132130 A RU2018132130 A RU 2018132130A RU 2700609 C1 RU2700609 C1 RU 2700609C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
slag
ash
fly ash
processed
Prior art date
Application number
RU2018132130A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Александрович Краснов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС")
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 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС")
Priority to RU2018132130A priority Critical patent/RU2700609C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2700609C1 publication Critical patent/RU2700609C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
    • 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
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/10—Burned or pyrolised refuse
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

FIELD: waste processing and disposal.
SUBSTANCE: invention relates to processing of ash-slag wastes (ASW) of current output of thermal power plants and thermal cogeneration plants operating at coal-fuels, for the purpose of large-scale industrial recycling of processed ASW as active mineral additives for cement, concrete and other materials in production of construction articles. Method of processing ash-slag wastes at coal thermal power plants for production of construction products includes heat treatment in rotary furnace, providing sublimation of alkalis with subsequent removal thereof with exhaust furnace gases into aspiration system, in temperature range 1,200–1,600 °C slag melt, mixed with fly ash, taken directly from bins installed under ash catchers of power plant boilers, fast cooling of produced mixture by air-water jets at its aero-hydrodynamic spraying, drying the processed mixture to moisture content of not more than 1 % with subsequent magnetic separation for separation of iron oxides contained in the mixture, at that, alkali and iron oxides recovered from the mixture are recycled as independent products, separation of the processed dry mixture into two fractions – average size within range of 40–50 mcm and not more than 120 mcm and more than 120 mcm, wherein fraction of not more than 120 mcm, if necessary, is recycled as an independent product, and the mixture fraction of more than 120 mcm is subjected to fine dry grinding together with additives hardening type lime or cement clinker with additionally added additives hardening type activators of gypsum and/or aluminum sulphate and materials from screenings of crushing carbonate rocks with subsequent separation of said ground mixture in a closed cycle by separation into a ready mixture with a given fineness and grits, which is returned after separation for grinding, final mixing of all obtained components and storage, wherein amount of introduced double-gypsum is 0.5–3.5 % of dry weight of processed mixture of slag melt with fly ash, and amount of aluminum sulphate is 0.1–3 % of dry weight of processed mixture slag melt with fly ash, wherein total amount of all additives is 1–15 % of dry weight of processed mixture of slag melt and fly ash.
EFFECT: providing stable characteristics and guaranteed quality of ash-slag wastes processing products.
1 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области переработки золошлаковых отходов (ЗШО) текущего выхода тепловых электростанций и теплоэлектроцентралей, работающих на каменноугольных топливах, с целью крупнотоннажной промышленной утилизации переработанных ЗШО в качестве активных минеральных добавок для цемента, бетона и других материалов при производстве строительных изделий.The invention relates to the field of processing ash and slag waste (ASW) of the current output of thermal power plants and cogeneration plants operating on coal fuels, for the purpose of large-scale industrial utilization of processed ASW as active mineral additives for cement, concrete and other materials in the manufacture of building products.

Известен способ переработки дисперсных промышленных отходов (золы-уноса) на угольных тепловых электростанциях для последующего складирования и (или) промышленной утилизации, включающей подготовку и измельчение золы-уноса, смешение измельченной массы с вяжущим, в качестве, по меньшей мере, одного из компонентов которого используют часть шлаковой составляющей указанных отходов, перемешивание размолотых твердых отходов и вяжущего при дозированной подаче воды, гранулирование и термообработку полученных сырцовых гранул до требуемой прочности по условиям складирования и перевозки [О современных технологиях складирования дисперсных промышленных отходов. / Уфимцев В.М. // Горный журнал, 1997, №11-12, с. 220-227].A known method of processing dispersed industrial waste (fly ash) in coal-fired thermal power plants for subsequent storage and (or) industrial disposal, including the preparation and grinding of fly ash, mixing the crushed mass with a binder, as at least one of the components of which use part of the slag component of these wastes, mixing ground solid waste and a binder with a dosed water supply, granulating and heat treating the obtained raw granules to the desired strength information on the conditions of storage and transportation [On modern technologies for the storage of dispersed industrial waste. / Ufimtsev V.M. // Mountain Journal, 1997, No. 11-12, p. 220-227].

К недостаткам способа можно отнести то, что промышленная утилизация касается только дисперсных отходов и возможна лишь после их многолетней выдержки в отвалах. Указанный способ не позволяет достаточно эффективно решить задачу утилизации золы-уноса и шлаков текущего выброса в полезный конечный продукт, например, в заполнители и (или) наполнители для стройматериалов, требуя для этого использования большого количества дорогих вяжущих материалов.The disadvantages of the method include the fact that industrial disposal relates only to dispersed waste and is possible only after many years of aging in dumps. This method does not allow to effectively solve the problem of disposal of fly ash and slag of current discharge into a useful final product, for example, into aggregates and (or) fillers for building materials, requiring the use of a large amount of expensive binders.

Известен способ переработки золошлаковых отходов на угольных тепловых электростанциях, оборудованных котлами с жидким или твердым шлакоудалением, для последующей их промышленной утилизации и/или складирования, характеризующийся тем, что жидкий шлак текущего выхода при жидком шлакоудалении или расплавленный твердый шлак при твердом шлакоудалении переводят в способное к промышленной утилизации и/или складированию состояние путем быстрого охлаждения шлакового расплава воздушно-водяными струями при его аэрогидродинамическом распылении, после чего его при необходимости сепарируют, производят тонкий сухой помол необходимого количества полученного твердого гранулированного шлака при необходимости совместно с добавками активаторов твердения типа извести или цементного клинкера [Патент РФ №2515786, С04В 18/10, опуб. 20.05.2014 Бюл. №14. Авторы: Ерихемзон-Логвинский Л.Ю., Нойбергер Николаус, Рахлин М.Я., Целыковский Ю.К., Зыков A.M. «Способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций для производства строительных изделий»] - прототип.A known method of processing ash and slag waste in coal-fired power plants equipped with boilers with liquid or solid slag removal, for their subsequent industrial disposal and / or storage, characterized in that the liquid slag of the current output during liquid slag removal or molten solid slag during solid slag removal is converted to capable of industrial disposal and / or storage of the state by rapid cooling of the slag melt by air-water jets with its aerohydrodynamic spray curing, if necessary, it is separated, fine dry grinding of the required amount of obtained solid granulated slag is carried out, if necessary, together with the addition of hardening activators such as lime or cement clinker [RF Patent No. 2515786, С04В 18/10, publ. 05/20/2014 Bull. Number 14. Authors: Erichemzon-Logvinsky L.Yu., Neuberger Nikolaus, Rakhlin M.Ya., Tselykovsky Yu.K., Zykov A.M. “A method of processing ash and slag waste from thermal power plants for the production of building products”] - prototype.

Основным недостатком прототипа является низкое качество продуктов переработки золошлаковых отходов (ЗШО), состояние и свойства которых должны соответствовать требованиям их промышленной утилизации. Кроме того, наличие щелочей, являющихся вредными примесями в составе продуктов переработки ЗШО, не позволят обеспечить их требуемые стабильные характеристики и гарантированное качество.The main disadvantage of the prototype is the low quality of products of processing ash and slag waste (ASW), the condition and properties of which must meet the requirements of their industrial disposal. In addition, the presence of alkalis, which are harmful impurities in the composition of the ZHO processing products, will not make it possible to ensure their required stable characteristics and guaranteed quality.

Техническим результатом предлагаемого способа является обеспечение стабильных характеристик и гарантированного качества продуктов переработки золошлаковых отходов, в том числе за счет удаления щелочей и утилизации их в качестве самостоятельного продукта.The technical result of the proposed method is to ensure stable characteristics and guaranteed quality of products for processing ash and slag waste, including by removing alkalis and disposing of them as an independent product.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки золошлаковых отходов на угольных тепловых электростанциях для производства строительных изделий путем быстрого охлаждения шлакового расплава, перемешанного с золой-уноса, воздушно-водяными струями при их аэрогидродинамическом распылении, при этом золу-уноса для обработки отбирают непосредственно из бункеров, установленных под золоуловителями котлов электростанции, перед быстрым охлаждением воздушно-водяными струями шлаковый расплав, перемешанный с золой-уноса, которую отбирают непосредственно из бункеров, подвергают термической обработке в диапазоне температур 1200-1600°С, по меньшей мере, в одной вращающейся печи, которая обеспечивает возгонку щелочей с последующим их удалением с отходящими печными газами в систему аспирации, а после быстрого охлаждения смеси шлакового расплава с золой-уноса воздушно-водяными струями эту смесь подвергают сушке до влажности не более 1% с последующей магнитной сепарацией для отделения содержащихся в смеси оксидов железа, при этом выделенные из смеси щелочи и оксиды железа утилизируют как самостоятельные продукты, производят сепарирование переработанной сухой смеси шлакового расплава с золой-уноса на две фракции - среднего размера в пределах 40-50 мкм и не более 120 мкм, и более 120 мкм, при этом фракцию не более 120 мкм, при необходимости, утилизируют как самостоятельный продукт, а фракцию смеси более 120 мкм подвергают тонкому сухому помолу совместно с добавками активаторов твердения типа извести или цементного клинкера с дополнительно вводимыми добавками активаторов твердения типа двуводного гипса и (или) сульфата алюминия и материалами из отсевов дробления карбонатных горных пород, с последующим сепарированием этой молотой смеси по замкнутому циклу путем разделения на готовую смесь с заданной тониной и крупку, которая возвращается после сепарации на помол, после чего окончательно перемешивают все полученные компоненты и складируют, причем количество дополнительно вводимого двуводного гипса составляет 0,5-3,5% от сухой массы переработанной смеси шлакового расплава с золой-уноса, а количество дополнительно вводимого сульфата алюминия - 0,1-3% от сухой массы переработанной смеси шлакового расплава с золой-уноса, при этом суммарное количество всех добавок составляет 1-15% от сухой массы переработанной смеси шлакового расплава с золой-уноса.The technical result is achieved by the fact that in the method of processing ash and slag waste from coal-fired thermal power plants for the production of building products by quickly cooling the slag melt mixed with fly ash, air-water jets during their aero-hydrodynamic spraying, while fly ash for processing is taken directly from bunkers installed under the ash collectors of power plant boilers, before rapid cooling with air-water jets, slag melt mixed with fly ash, which they are taken directly from the bunkers, subjected to heat treatment in the temperature range 1200-1600 ° C, in at least one rotary kiln, which sublimates alkalis and then removes them with exhaust furnace gases into the aspiration system, and after rapid cooling of the slag melt mixture with fly ash by air-water jets, this mixture is dried to a moisture content of not more than 1%, followed by magnetic separation to separate the iron oxides contained in the mixture, while the alkalis and oxides isolated from the mixture They are disposed of as separate products, they separate the processed dry mixture of slag melt with fly ash into two fractions - an average size in the range of 40-50 microns and not more than 120 microns, and more than 120 microns, with a fraction of not more than 120 microns, if necessary is disposed of as an independent product, and a mixture fraction of more than 120 microns is subjected to fine dry grinding together with additives of hardening activators such as lime or cement clinker with additionally introduced additives of hardening activators such as two-water gypsum and (or) with aluminum phosphate and materials from screenings of crushing carbonate rocks, followed by separation of this ground mixture in a closed cycle by separation into the finished mixture with a given fineness and grits, which is returned after separation for grinding, after which all the components obtained are finally mixed and stored, and the quantity the additionally introduced two-water gypsum is 0.5-3.5% of the dry weight of the processed mixture of slag melt with fly ash, and the amount of additionally introduced aluminum sulfate is 0.1-3% from the dry weight of the processed mixture of slag melt with fly ash, while the total amount of all additives is 1-15% of the dry weight of the processed mixture of slag melt with fly ash.

Обеспечение стабильных характеристик и гарантированного качества продуктов переработки золошлаковых отходов, в том числе за счет удаления щелочей и утилизации их в качестве самостоятельного продукта, достигается путем:Ensuring stable characteristics and guaranteed quality of products for processing ash and slag waste, including through the removal of alkalis and their disposal as an independent product, is achieved by:

- термической обработки шлакового расплава, перемешанного с золой-уноса в диапазоне температур 1200-1600°С, по меньшей мере, в одной вращающейся печи, обеспечивающей возгонку щелочей с последующим их удалением с отходящими печными газами в систему аспирации;- heat treatment of slag melt mixed with fly ash in the temperature range 1200-1600 ° C, in at least one rotary kiln, which sublimates alkalis and then removes them with exhaust furnace gases into an aspiration system;

- быстрого охлаждения шлакового расплава, перемешанного с золой-уноса, воздушно-водяными струями при их аэрогидродинамическом распылении;- rapid cooling of the slag melt mixed with fly ash, air-water jets during their aerohydrodynamic spraying;

- сушки смеси шлакового расплава с золой-уноса до влажности не более 1%;- drying the mixture of slag melt with fly ash to a moisture content of not more than 1%;

- магнитной сепарации сухой смеси шлакового расплава с золой-уноса для отделения содержащихся в смеси оксидов железа;- magnetic separation of a dry mixture of slag melt with fly ash to separate the iron oxides contained in the mixture;

- сепарирования переработанной сухой смеси шлакового расплава с золой-уноса на две фракции - среднего размера в пределах 40-50 мкм и не более 120 мкм, и более 120 мкм, при этом фракцию не более 120 мкм, при необходимости, утилизируют как самостоятельный продукт;- separation of the processed dry mixture of slag melt with fly ash into two fractions - the average size in the range of 40-50 microns and not more than 120 microns, and more than 120 microns, while the fraction of not more than 120 microns, if necessary, be disposed of as an independent product;

- тонкого сухого помола фракции смеси более 120 мкм совместно с добавками активаторов твердения типа извести или цементного клинкера с дополнительно вводимыми добавками активаторов твердения типа двуводного гипса и (или) сульфата алюминия и материалами из отсевов дробления карбонатных горных пород, с последующим сепарированием этой молотой смеси по замкнутому циклу путем разделения на готовую смесь с заданной тониной и крупку, которая возвращается после сепарации на помол, после чего окончательно перемешивают все полученные компоненты;- fine dry grinding fractions of a mixture of more than 120 microns together with additives of hardening activators such as lime or cement clinker with additionally introduced additives of hardening activators such as two-water gypsum and (or) aluminum sulfate and materials from screenings of crushing of carbonate rocks, followed by separation of this mixture with closed cycle by separation into the finished mixture with a given fineness and grits, which is returned after separation for grinding, after which all the obtained components are finally mixed ;

- использования добавок активаторов твердения типа двуводного гипса в количестве 0,5-3,5% и (или) сульфата алюминия в количестве 0,1-3% от сухой массы переработанной смеси шлакового расплава с золой-уноса, а суммарное количество всех добавок составляет 1-15% от сухой массы переработанной смеси шлакового расплава с золой-уноса;- the use of additives hardening activators such as two-water gypsum in an amount of 0.5-3.5% and (or) aluminum sulfate in an amount of 0.1-3% of the dry weight of the processed mixture of slag melt with fly ash, and the total amount of all additives is 1-15% of the dry weight of the processed mixture of slag melt with fly ash;

- утилизации выделенных из смеси щелочей и оксидов железа как самостоятельных продуктов.- utilization of alkali and iron oxides isolated from the mixture as independent products.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

На фигуре представлена принципиальная технологическая схема переработки золы-уноса и шлаков по способу согласно изобретению, где цифрами внутри прямоугольников обозначены исходные материалы: шлаковый расплав 1, зола-уноса 2, вода и воздух 3; получаемые конечный и (или) промежуточный продукты - переработанная золошлаковая смесь 4; материалы 5 из отсевов дробления карбонатных горных пород; добавки активаторы твердения 6: негашеная известь или цементный клинкер, двуводный гипс в количестве 0,5-3,5% и сульфат алюминия в количестве 0,1-3% от сухой массы переработанной смеси 4 шлакового расплава 1 с золой-уноса 2; соответствующие процессы переработки: термическая обработка 7 смеси шлакового расплава с золой-уноса во вращающейся печи; кристаллизация 8 возгоняемых щелочей в системе аспирации; складирование 9 пыли с кристаллизованными щелочами, выносимой из вращающейся печи отходящими газами; быстрое охлаждение 10 термообработанной смеси шлакового расплава с золой-уноса; сушка 11 полученной золошлаковой смеси (ЗШС); магнитная сепарация 12 сухой ЗШС для отделения содержащихся в смеси оксидов железа; складирование оксидов железа 13 и утилизация его как самостоятельного продукта; сепарация 14 ЗШС по фракциям, например, мелкодисперсной и крупной; совместный помол 15 ЗШС крупной фракции с добавками активаторов твердения и материалами из отсевов дробления карбонатных горных пород; сепарирование 16 полученной молотой смеси ЗШС с добавками по замкнутому циклу; перемешивание 17 всех фракций и молотой смеси переработанных золошлаковых отходов с добавками; складирование 18 готовой, к промышленной утилизации, смеси переработанных золошлаковых отходов с добавками и их отгрузка потребителям.The figure shows a schematic flow diagram of the processing of fly ash and slag according to the method according to the invention, where the numbers inside the rectangles indicate the starting materials: slag melt 1, fly ash 2, water and air 3; the resulting final and (or) intermediate products are processed ash and slag mixture 4; materials 5 from screenings of crushing of carbonate rocks; additives hardening activators 6: quicklime or cement clinker, two-water gypsum in an amount of 0.5-3.5% and aluminum sulfate in an amount of 0.1-3% of the dry weight of the processed mixture 4 of slag melt 1 with fly ash 2; relevant processing processes: heat treatment 7 of a mixture of slag melt with fly ash in a rotary kiln; crystallization of 8 sublimate alkalis in an aspiration system; storage of 9 dust with crystallized alkalis carried out from the rotary kiln by exhaust gases; rapid cooling 10 of a heat-treated mixture of slag melt with fly ash; drying 11 the obtained ash and slag mixture (ZHS); magnetic separation 12 dry ash mixture to separate the iron oxides contained in the mixture; storage of iron oxides 13 and its utilization as an independent product; separation of 14 ash-and-slag mixtures into fractions, for example, finely divided and coarse; coarse grinding of 15 ZHS of a large fraction with additives of hardening activators and materials from screenings of crushing of carbonate rocks; separation of 16 obtained ground mixture of ash mixture with additives in a closed cycle; mixing 17 of all fractions and a ground mixture of processed ash and slag waste with additives; Warehousing of 18 ready-for-industrial utilization mixtures of processed ash and slag waste with additives and their shipment to consumers.

В качестве примера осуществления способа согласно изобретению рассмотрим способ переработки золошлаковых отходов, которые образуются при сжигании Экибастузского угля с твердым шлакоудалением.As an example of the implementation of the method according to the invention, we consider a method for processing ash and slag waste that is generated during the combustion of Ekibastuz coal with solid slag removal.

Способ, согласно заявленному изобретению, технологически осуществляется постадийно:The method according to the claimed invention is technologically carried out in stages:

- первая стадия - термическая обработка 7 (фиг.) смеси шлакового расплава 1 с золой-уноса 2, по меньшей мере, в одной вращающейся печи, обеспечивающей возгонку щелочей с последующим их удалением с отходящими газами в систему аспирации, где происходит кристаллизация 8 возгоняемых щелочей. Температура термообработки для возгонки щелочей может быть в диапазоне 1200-1600°С.Золу-уноса отбирают непосредственно из бункеров, установленных под золоуловителями котлов электростанции. Из системы аспирации пыль с кристаллизованными щелочами складируется 9 как самостоятельный продукт и подлежит промышленной утилизации;- the first stage - heat treatment 7 (Fig.) of a mixture of slag melt 1 with fly ash 2 in at least one rotary kiln, which sublimates alkalis and then removes them with exhaust gases into an aspiration system, where 8 sublimated alkalis crystallize . The heat treatment temperature for sublimation of alkalis can be in the range of 1200-1600 ° C. Fly ash is taken directly from the bunkers installed under the ash collectors of the power plant boilers. From the aspiration system dust with crystallized alkalis is stored 9 as an independent product and is subject to industrial disposal;

- вторая стадия - быстрое охлаждение 10 (фиг.) смеси шлакового расплава 1 с золой-уноса 2. Производится быстрое охлаждение 10 золошлаковой смеси - смеси шлака 1 и золы 2, имеющей, в момент быстрого охлаждения, среднюю температуру 1200-1600°С.Быстрое охлаждение 10 золошлаковой смеси (ЗШС) производится воздушно-водяными струями 3 при ее аэрогидродинамическом распылении;- the second stage - rapid cooling 10 (Fig.) of a mixture of slag melt 1 with fly ash 2. A quick cooling of 10 ash and slag mixtures is made - a mixture of slag 1 and ash 2, which, at the time of rapid cooling, has an average temperature of 1200-1600 ° C. Rapid cooling of 10 ash-slag mixture (ZHS) is carried out by air-water jets 3 during its aerohydrodynamic spraying;

- третья стадия - сушка 11 (фиг.) переработанной золошлаковой смеси до влажности не более 1%;- the third stage - drying 11 (Fig.) of the processed ash and slag mixture to a moisture content of not more than 1%;

- четвертая стадия - магнитная сепарация 12 сухой ЗШС. При этом выделенные из смеси оксиды железа (например, Fe2O3 и Fe3O4) складируют 13 и утилизируют как самостоятельные продукты;- the fourth stage - magnetic separation 12 dry ash. Moreover, iron oxides (for example, Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 ) extracted from the mixture are stored 13 and disposed of as separate products;

- пятая стадия - сепарирование 14 сухой ЗШС, по меньшей мере, на две фракции: мелкодисперсные частицы золошлаковой смеси 4, средний размер которых лежит в пределах (40…50) мкм и не более 120 мкм, и крупная фракция - более 120 мкм. Мелкодисперсная фракция золошлаковой смеси 4 подается на смешение 17 всех компонентов. При этом мелкодисперсная фракция золошлаковой смеси 4 может реализовываться как самостоятельный продукт для промышленного использования в производстве строительных материалов;- the fifth stage - separation of 14 dry ash mixtures 14 into at least two fractions: fine particles of ash-slag mixture 4, the average size of which lies within (40 ... 50) microns and not more than 120 microns, and the coarse fraction - more than 120 microns. The finely dispersed fraction of the ash-slag mixture 4 is fed to a mixture of 17 of all components. At the same time, the finely dispersed fraction of ash-slag mixture 4 can be implemented as an independent product for industrial use in the production of building materials;

- шестая стадия - тонкий сухой помол 15 крупной фракции (более 120 мкм) переработанной смеси 4 шлакового расплава с золой-уноса совместно с добавками активаторов твердения 6 и материалами 5 из отсевов дробления карбонатных горных пород, в количестве 1-15% от сухой массы переработанной смеси шлакового расплава с золой-уноса. При этом в процессе совместного помола 15 смеси 4, производится сепарирование 16 полученной молотой смеси по замкнутому циклу путем разделение молотой смеси на готовую смесь с заданной тониной и крупку, которая возвращается после сепарации 16 на помол. В качестве добавок активаторов твердения 6 используются: негашеная известь или цементный клинкер, двуводный гипс в количестве 0,5-3,5% и сульфат алюминия в количестве 0,1-3% от сухой массы переработанной смеси шлакового расплава с золой-уноса;- sixth stage - fine dry grinding of 15 coarse fractions (over 120 microns) of the processed mixture of 4 slag melt with fly ash together with additives of hardening activators 6 and materials 5 from screenings of crushing of carbonate rocks, in the amount of 1-15% of the dry weight of the processed mixtures of slag melt with fly ash. Moreover, in the process of joint grinding 15 of mixture 4, separation of 16 obtained by the ground mixture is carried out in a closed cycle by separation of the ground mixture into the finished mixture with a given fineness and grits, which is returned after separation of 16 to the grinding. The following are used as additives for hardening activators 6: quicklime or cement clinker, two-water gypsum in the amount of 0.5-3.5% and aluminum sulfate in the amount of 0.1-3% of the dry weight of the processed mixture of slag melt with fly ash;

- седьмая стадия - перемешивание 17 всех полученных компонентов и складирование 18, готовой к промышленной утилизации, смеси с последующей отгрузкой потребителям.- the seventh stage - mixing 17 of all the components obtained and warehousing 18, ready for industrial disposal, the mixture, followed by shipment to consumers.

Для оценки эффективности предлагаемого технического решения приготовлены контрольный и основной образцы тяжелого бетона В30, Ж2 по ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия». Согласно СНиП 2.03.01 и ГОСТ 26633 бетону класса по прочности на сжатие В30 в проектном возрасте соответствует прочность на сжатие 38,35 МПа. Переработанная смесь шлакового расплава с золой-уноса получена от сжигания Экибастузского угля. Расход портландцемента ЦЕМ I 42,5Н и Б в основном образце составил Цоснов.=250 кг на 1 м3, а в контрольном образце Цконтр.=350 кг/м3. Образцы испытывали по ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам». В основной образец вместо 100 кг портландцемента (Цоснов.=Цконтр.-100=350-100=250 кг), который имеет объем 32,26 литра, в бетонную смесь вводили 69,7 кг переработанной смеси (с истинной плотностью ρ=2160 кг/м3), которая приготовлена предлагаемым способом. Переработанная смесь представляла собой состав компонентов: смесь шлакового расплава с золой-уноса (ЗШС), негашенная известь, двуводный гипс, сульфат алюминия и материалы из отсевов дробления карбонатных горных пород при следующем соотношении, мас.%: состав №1 включал ЗШС - 98, негашеную известь - 0,1, двуводный гипс - 0,5, сульфат алюминия - 0,1, материалы из отсевов - 0,3, вода - остальное; состав №2 - ЗШС - 91,65, негашеная известь - 0,15, двуводный гипс - 1,2, сульфат алюминия - 1,5, материалы из отсевов - 4,5, вода - остальное; состав №3 - ЗШС - 84, негашеная известь - 1,5, двуводный гипс - 3,5, сульфат алюминия - 3, материалы из отсевов - 7, вода - остальное.To assess the effectiveness of the proposed technical solution, control and basic samples of heavy concrete B30, Zh2 according to GOST 26633-2015 “Concrete heavy and fine-grained. Technical conditions. " According to SNiP 2.03.01 and GOST 26633, concrete with a compressive strength class of B30 at design age corresponds to a compressive strength of 38.35 MPa. A processed mixture of slag melt with fly ash obtained from the burning of Ekibastuz coal. The consumption of Portland cement CEM I 42.5N and B in the main sample amounted to C base. = 250 kg per 1 m 3 , and in the control sample C counter. = 350 kg / m 3 . Samples were tested according to GOST 10180-2012 “Concretes. Methods for determining the strength of control samples. " Instead of 100 kg of Portland cement (C base. = C control . -100 = 350-100 = 250 kg), which has a volume of 32.26 liters, 69.7 kg of the processed mixture (with a true density ρ = 2160 kg / m 3 ), which is prepared by the proposed method. The processed mixture was a composition of components: a mixture of slag melt with fly ash (ZHS), quicklime, two-water gypsum, aluminum sulfate and materials from screenings of crushing carbonate rocks in the following ratio, wt.%: Composition No. 1 included ZHS - 98, quicklime - 0.1, two-water gypsum - 0.5, aluminum sulfate - 0.1, materials from screenings - 0.3, water - the rest; composition No. 2 - ZHSh - 91.65, quicklime - 0.15, two-water gypsum - 1.2, aluminum sulfate - 1.5, materials from screenings - 4.5, water - the rest; composition No. 3 - ZHS - 84, quicklime - 1.5, two-water gypsum - 3.5, aluminum sulfate - 3, materials from screenings - 7, water - the rest.

Пробные составы основных образцов бетона готовились на цементах разных производителей Поволжья и Урала. Результаты испытаний прочности на сжатие отличались на 9 МПа. Во внимание приняты средние значения результатов испытаний (не максимальные и не минимальные).Test compositions of the main concrete samples were prepared on cements of different manufacturers of the Volga and Urals. The compressive strength test results differed by 9 MPa. The average values of the test results (not maximum and not minimum) are taken into account.

Через 28 суток твердения бетона в нормальных условиях была определена прочность на сжатие основных образцов 3-х замесов: Rсж 1=44,8 МПа; Rсж 2=52,6 МПа; Rсж 3=39,4 МПа. Через 28 суток прочность на сжатие контрольного образца составила Rсж=50,3 МПа. Во всех трех образцах снизили расход портландцемента на 100 кг на 1 м3 бетонной смеси, а прочность на сжатие основного образца состава №2 превышала контрольный в 1,045 раза, при этом все основные образцы бетона превышали нормативную прочность на сжатие на 1,027÷1,37 раза. В составе №3 бетона суммарная массовая доля добавок активаторов составила 15%, что вызвало эффект разупрочнения бетона. Низкие и средние значения долей добавок активаторов позволяют обеспечить требуемую прочность на сжатие бетона.After 28 days of concrete hardening under normal conditions, the compressive strength of the main samples of 3 batches was determined: R cr 1 = 44.8 MPa; R cr 2 = 52.6 MPa; R cr 3 = 39.4 MPa. After 28 days, the compressive strength of the control sample was R cr = 50.3 MPa. In all three samples, Portland cement consumption was reduced by 100 kg per 1 m 3 of concrete mixture, and the compressive strength of the main sample of composition No. 2 exceeded the control by 1.045 times, while all the main concrete samples exceeded the standard compressive strength by 1.027 ÷ 1.37 times . In composition No. 3 of concrete, the total mass fraction of activator additives was 15%, which caused the effect of softening of concrete. Low and medium values of the shares of activator additives allow to provide the required compressive strength of concrete.

По предлагаемому способу возможна безотходная переработка ЗШО с использованием наилучших доступных технологий, используемые, например, в цементной промышленности [Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 6-2015 «Производство цемента». - М.: Бюро НДТ, 2015. - 305 с.]. На существующем смесительном, сушильном, классифицирующем и помольном оборудовании возможна переработка всей массы шлака и золы-уноса текущего выхода тепловой электростанции, что в годовом исчислении позволяет перерабатывать в КЗП и, готовую к промышленной утилизации, смесь золошлаков и активаторов твердения, до нескольких миллионов тонн и более ЗШО.The proposed method is possible waste-free processing of ash and slag materials using the best available technologies, used, for example, in the cement industry [Information and technical reference on the best available technologies ITS 6-2015 "Cement Production". - M.: Bureau of BAT, 2015. - 305 p.]. Using the existing mixing, drying, classifying and grinding equipment, it is possible to process the entire mass of slag and fly ash of the current output of the thermal power plant, which, on an annualized basis, allows processing into a mill and, ready for industrial disposal, a mixture of ash and hardening activators up to several million tons and more than ASW.

Claims (1)

Способ переработки золошлаковых отходов на угольных тепловых электростанциях для производства строительных изделий путем быстрого охлаждения шлакового расплава воздушно-водяными струями при его аэрогидродинамическом распылении, после чего его при необходимости сепарируют по фракциям, производят тонкий сухой помол шлака с золой уноса при необходимости совместно с добавками активаторов твердения типа извести или цементного клинкера, при этом золу уноса для обработки отбирают непосредственно из бункеров, установленных под золоуловителями котлов электростанции, отличающийся тем, что перед быстрым охлаждением воздушно-водяными струями шлаковый расплав, перемешанный с золой уноса, которую отбирают непосредственно из бункеров, подвергают термической обработке в диапазоне температур 1200-1600°С, по меньшей мере, в одной вращающейся печи, которая обеспечивает возгонку щелочей с последующим их удалением с отходящими печными газами в систему аспирации, а после быстрого охлаждения смеси шлакового расплава с золой уноса воздушно-водяными струями эту смесь подвергают сушке до влажности не более 1% с последующей магнитной сепарацией для отделения содержащихся в смеси оксидов железа, при этом выделенные из смеси щелочи и оксиды железа утилизируют как самостоятельные продукты, производят сепарирование переработанной сухой смеси шлакового расплава с золой уноса на две фракции - среднего размера в пределах 40-50 мкм и не более 120 мкм и более 120 мкм, при этом фракцию не более 120 мкм при необходимости утилизируют как самостоятельный продукт, а фракцию смеси более 120 мкм подвергают тонкому сухому помолу совместно с добавками активаторов твердения типа извести или цементного клинкера с дополнительно вводимыми добавками активаторов твердения типа двуводного гипса и/или сульфата алюминия и материалами из отсевов дробления карбонатных горных пород с последующим сепарированием этой молотой смеси по замкнутому циклу путем разделения на готовую смесь с заданной тониной и крупку, которая возвращается после сепарации на помол, после чего окончательно перемешивают все полученные компоненты и складируют, причем количество дополнительно вводимого двуводного гипса составляет 0,5-3,5% от сухой массы переработанной смеси шлакового расплава с золой уноса, а количество дополнительно вводимого сульфата алюминия - 0,1-3% от сухой массы переработанной смеси шлакового расплава с золой уноса, при этом суммарное количество всех добавок составляет 1-15% от сухой массы переработанной смеси шлакового расплава с золой уноса.A method of processing ash and slag waste at coal-fired thermal power plants for the production of building products by quickly cooling the slag melt with air-water jets during its aero-hydrodynamic spraying, after which it is separated into fractions, if necessary, a fine dry grinding of slag with fly ash is carried out, if necessary, together with additives of hardening activators such as lime or cement clinker, while fly ash for processing is taken directly from the bins installed under the ash boilers of a power plant, characterized in that before rapid cooling with air-water jets, the slag melt mixed with fly ash, which is taken directly from the bins, is subjected to heat treatment in the temperature range 1200-1600 ° C in at least one rotary kiln, which provides the sublimation of alkalis with their subsequent removal with exhaust furnace gases into an aspiration system, and after rapid cooling of the mixture of slag melt with fly ash by air-water jets, this mixture is dried humidity not more than 1%, followed by magnetic separation to separate the iron oxides contained in the mixture, while the alkali and iron oxides extracted from the mixture are disposed of as separate products, the processed dry mixture of slag melt with fly ash is separated into two fractions - an average size of 40 -50 microns and not more than 120 microns and more than 120 microns, while a fraction of not more than 120 microns is, if necessary, disposed of as an independent product, and a fraction of a mixture of more than 120 microns is subjected to fine dry grinding together with additives hardening activators such as lime or cement clinker with additionally introduced additives of hardening activators such as two-water gypsum and / or aluminum sulfate and materials from screenings for crushing carbonate rocks, followed by separation of this mixture in a closed cycle by dividing the finished mixture with a given fineness and grains, which is returned after grinding separation, after which all the obtained components are finally mixed and stored, and the amount of additionally introduced two-water IPS is 0.5-3.5% of the dry weight of the processed mixture of slag melt with fly ash, and the amount of additionally introduced aluminum sulfate is 0.1-3% of the dry weight of the processed mixture of slag melt with fly ash, with the total amount of all additives is 1-15% of the dry weight of the processed mixture of slag melt with fly ash.
RU2018132130A 2018-09-09 2018-09-09 Processing method of ash-slag wastes of thermal power plants for production of construction articles RU2700609C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132130A RU2700609C1 (en) 2018-09-09 2018-09-09 Processing method of ash-slag wastes of thermal power plants for production of construction articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132130A RU2700609C1 (en) 2018-09-09 2018-09-09 Processing method of ash-slag wastes of thermal power plants for production of construction articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2700609C1 true RU2700609C1 (en) 2019-09-18

Family

ID=67990025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018132130A RU2700609C1 (en) 2018-09-09 2018-09-09 Processing method of ash-slag wastes of thermal power plants for production of construction articles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2700609C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814954C2 (en) * 2022-04-27 2024-03-07 Общество с ограниченной ответственностью "Золотые Ворота" Method of processing flue ash formed during coal combustion into active mineral additive for making construction articles

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5259863A (en) * 1991-05-28 1993-11-09 Deutsche Babcock Anlagen Gmbh Method and apparatus for the incineration of garbage and refuse
RU79284U1 (en) * 2008-07-17 2008-12-27 Анатолий Сергеевич Власов SYSTEM OF PRODUCTION OF CEMENT AND ALUMINUM FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS
RU2363885C1 (en) * 2008-01-11 2009-08-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" Method and process line for processing of ash and slag wastes from dumps of hydraulic ash handling system in thermal power plants
RU2515786C1 (en) * 2012-10-31 2014-05-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" Method to process ash and slag wastes of thermal power plants for production of construction products
RU2529901C2 (en) * 2012-08-10 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) Processing method of ash-slag materials of coal-fired power stations
RU2555980C2 (en) * 2012-08-10 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Production of cement clinker
RU2569132C1 (en) * 2014-05-30 2015-11-20 Александр Николаевич Набоков Method for processing bottom ash waste from dump pits of hydraulic ash-transportation system at heat power plants in order to receive conditioned ash products

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5259863A (en) * 1991-05-28 1993-11-09 Deutsche Babcock Anlagen Gmbh Method and apparatus for the incineration of garbage and refuse
RU2363885C1 (en) * 2008-01-11 2009-08-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" Method and process line for processing of ash and slag wastes from dumps of hydraulic ash handling system in thermal power plants
RU79284U1 (en) * 2008-07-17 2008-12-27 Анатолий Сергеевич Власов SYSTEM OF PRODUCTION OF CEMENT AND ALUMINUM FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS
RU2529901C2 (en) * 2012-08-10 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) Processing method of ash-slag materials of coal-fired power stations
RU2555980C2 (en) * 2012-08-10 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Production of cement clinker
RU2515786C1 (en) * 2012-10-31 2014-05-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" Method to process ash and slag wastes of thermal power plants for production of construction products
RU2569132C1 (en) * 2014-05-30 2015-11-20 Александр Николаевич Набоков Method for processing bottom ash waste from dump pits of hydraulic ash-transportation system at heat power plants in order to receive conditioned ash products

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814954C2 (en) * 2022-04-27 2024-03-07 Общество с ограниченной ответственностью "Золотые Ворота" Method of processing flue ash formed during coal combustion into active mineral additive for making construction articles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5494515A (en) Method and apparatus for using blast-furnace slag in cement clinker production
JP3034307B2 (en) Method and apparatus for using steel slag in cement clinker production
WO2009052671A1 (en) A new process for producing cement clinker by using sludge in hygrometric state and two-stage blending
US20130125791A1 (en) In-process addition of property-enhancing additives to coal combustion products used in cementicious materials
CN103864320B (en) Low heat portland blast-furnace-slag cement and production method thereof
CN105130220B (en) With discarded concrete and the method for sludge eco-cement and active sand
CN105621910A (en) Sulphate aluminum cement clinker and preparation method thereof and sulphate aluminum cement
CN104108892B (en) A kind of method of producing light partition board with industrial slags and construction refuse regenerated utilization
Duan et al. Design and experimental study of a blended cement containing high-volume solid waste activated ultrafine powder
RU2700609C1 (en) Processing method of ash-slag wastes of thermal power plants for production of construction articles
TWM580585U (en) Water purification sludge recycling treatment system
RU2667940C1 (en) Method for ash and slag wastes of thermal power plants processing for production of construction equipment
CN114292081A (en) Cement-free low-carbon concrete and preparation method thereof
Olofinnade et al. Reuse of pulverized fired clay brick wastes as cement substitute in mortar for sustainable construction
Kulu et al. Recycling of niobium slag by disintegrator milling
JPH11335146A (en) Production of artificial lightweight aggregate and artificial lightweight aggregate obtained by the method
CN112456839A (en) Industrial waste residue crushing method
CN115231838B (en) Cement for cement concrete pavement of civil airport and preparation method thereof
RU2700612C1 (en) Method for processing ash-slag wastes from dumps of system of hydraulic ash removal of thermal power plants in order to obtain standard ash products and ash product
CN114605165B (en) Process method for preparing sintered and expanded ceramsite by using ceramic waste
KR102488622B1 (en) Mortar composite with wastesand foundry sand
RU2806396C1 (en) Method for enriching ash and slag mixtures of thermal power plants for production of construction binders
JP2001139353A (en) Cement production process involving treatment of ready- mixed concrete sludge through addition of the same concrete sludge to cement raw material
TWI685476B (en) Pulp sludge reproduction-based light-weight pellet material, preparation method and manufacturing system thereof
KR100307693B1 (en) Method of preparing a cement using waste foundry sand

Legal Events

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

Effective date: 20200910