UA35509C2 - Спосіб одержання гідравлічного в'яжучого - Google Patents
Спосіб одержання гідравлічного в'яжучого Download PDFInfo
- Publication number
- UA35509C2 UA35509C2 UA99116166A UA99116166A UA35509C2 UA 35509 C2 UA35509 C2 UA 35509C2 UA 99116166 A UA99116166 A UA 99116166A UA 99116166 A UA99116166 A UA 99116166A UA 35509 C2 UA35509 C2 UA 35509C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- product
- differs
- melt
- resulting
- grinding
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 title abstract 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 53
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 25
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 22
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 21
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 21
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 13
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 9
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 6
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 2
- SETMGIIITGNLAS-UHFFFAOYSA-N spizofurone Chemical compound O=C1C2=CC(C(=O)C)=CC=C2OC21CC2 SETMGIIITGNLAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229950001870 spizofurone Drugs 0.000 claims description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 8
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 5
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000007909 melt granulation Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 pulverized Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- 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
- C04B7/00—Hydraulic cements
-
- 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
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
- C04B7/44—Burning; Melting
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00198—Characterisation or quantities of the compositions or their ingredients expressed as mathematical formulae or equations
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00215—Mortar or concrete mixtures defined by their oxide 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
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Спосіб одержання гідравлічного в'яжучого включає приготування сировинної суміші, в якій сумарний вміст оксидів кремнію SiO2, кальцію СаО, магнію MgO, алюмінію Al2O3, дво- та тривалентного заліза FeO і Fe2О3 складає не менше 70 %, її термічну обробку в присутності відновника нагріванням до 1300-1500оС, нагрівання одержаного розплаву до 1800оС та відокремлення залізовмісного продукту, охолодження розплаву до 1500оС та його грануляцію, після чого здійснюють помел одержаного продукту. При цьому в складі гранулята передбачають наступне співвідношення оксидів: (СаО+MgO)/SiO2 - 0,5-1,7; Аl2О3/SіО2 - 0,3-0,6. Зменшується енергоємність готової продукції, забруднення довкілля.
Description
Винахід відноситься до галузі будівельних матеріалів та екології і може бути використаний для одержання гідравлічного в'яжучого.
Найбільш близьким до рішення, що заявляється, являється класичний мокрий спосіб одержання портландцементу, найбільш поширений на Україні.
Для одержання цементу цим способом готують сировинну суміш, основними компонентами якої являються вапняк та глина у відношенні 3:11. Вказані компоненти старанно перемішуються в мокрому стані, до них додають залізовмісні добавки - піритні недогарки, потім одержану сировинну суміш піддають випалу в обертальних печах при температурі не вище 145Оград.С. В результаті випалу одержують тверді частинки діаметром 5-10мм - цементний клінкер. Одержаний клінкер піддають помелу, додають до нього гіпс в кількості 595, потім готовий портландцемент відправляють на склад готової продукції (ГОСТ 10178-76).
Вказаний спосіб має ряд недоліків.
Одержаний таким способом портландцемент погано протистоїть дії агресивних вод, наприклад підземних, при твердінні виділяє значну кількість тепла, що заважає використанню його при спорудженні великих монолітних споруд, його міцність обмежується показником активності бОМпа. Указані недоліки характеризують його як недостатньо якісний.
Крім того, виробництво портландцементу таким способом являється дуже затратним з точки зору споживання топливно-енергетичних ресурсів із-за високого вмісту в ньому оксиду кальцію (75-8095), на утворення якої йде значна доля загальної кількості енергії, яка затрачується при виробництві портландцементу.
Виробництво портландцементу вносить значний вклад в забруднення навколишнього середовища, в першу чергу пиловими викидами. Крім того, для добування глини та вапняку, основних компонентів сировинної суміші для одержання портландцементу, використовуються кар'єри, які розростаються по мірі їх вироблення та захоплюють все нові та нові сільськогосподарські угіддя, ціна яких постійно зростає.
Задачею даного винаходу є розробка способу одержання гідравлічного в'яжучого, яке не поступається по основним показникам портландцементу, шляхом зміни складу сировинної суміші та інтенсифікації процесу її теплової обробки, удосконалення технологічного процесу, в результаті зменшується споживання топливно-енергетичних ресурсів, в цілому знижується енергоємність готової продукції, зменшується забруднення навколишнього середовища, підвищується його якість.
Поставлена задача вирішується таким чином, що в способі одержання гідравлічного в'яжучого, що включає приготування сировинної суміші, її термічну обробку та помел одержаного продукту, згідно винаходу сировинну суміш одержують, виходячи із наступного співвідношення в ній оксидів: 6 5ІОг-96СайчоьМаО-овАІ2О3-90е2О3-95БеО-не менше 7095, після чого одержану суміш нагрівають в присутності відновника до температури 1300-1500", потім одержаний розплав нагрівають до 18007С та відокремлюють залізовмісний продукт, охолоджують розплав до 1500"С, а помел здійснюють після грануляції одержаного продукту, при цьому в складі грануляту передбачають наступне співвідношення оксидів: (Сабо-Маб)увіО» 0,5-1,7
А2О5/5102 0,3-0,6
Крім того, автор вважає, що грануляцію розплаву доцільно проводити будь-якими відомими засобами, наприклад водою, однак найбільш ефективним шляхом грануляції розплаву є застосування для цього природного газу. Це дає можливість використати значну частину термічної енергії розплаву для перетворення (конверсії) природного газу у відновний газ, а не губити його, як це має місце при грануляції водою.
Одержаний в результаті відновний газ використовують для відновлення оксидів заліза, які містяться в сировинній суміші, та одержання залізовмісного продукту - феросиліцію - цінної сировини для металургійної промисловості.
Як відновник можуть бути використані відходи вуглезбагачення та низькосортове вугілля.
Одержаний в результаті грануляції розплаву продукт - гранулят піддають помелу, потім добавляють в нього дрібнодисперсний наповнювач, в якості якого використовують золошлакові відходи або золу вугільних теплових електростанцій, червоний шлам - відхід глиноземного виробництва у співвідношенні мелений продукт/наповнювач як 1 :(0,1-2).
До одержаної суміші додають воду в кількості 30-3595 від ваги суміші, або розчини Маон та/або КОН, та/або МагСОз, та/або Ма?5Оз, та/або Ко5Оз, та/або СабОз, причому співвідношення вказаних речовин до продукту помелу становить 2-1Омас.оо.
Автором доказано, що сукупність всіх ознак винаходу дозволяє досягти указаного результату.
У відповідності зі способом, що заявляється, термічну обробку сировинної суміші здійснюють при температурах, що досягають 1300-15007"С. В процесі підвищення температури відбувається розклад вапняного компоненту на оксид кальцію Сао та вуглекислий газ СО». Потім, в результаті взаємодії частинок мінеральної суміші з вуглецем, починається процес відновлення заліза із оксидів, які знаходяться в мінеральній суміші.
Коли температура досягне приблизно 1450"С, починається плавлення сировинної суміші. Необхідність плавлення сировинної суміші викликана тим, що в рідкій фазі процеси гомогенізації суміші по хімічному складу проходять в декілька разів скоріше, ніж в твердій фазі, і відповідно, прискорюється процес утворення нових мінеральних сполук. Тим самим забезпечується більш висока інтенсивність процесу переробки початкової суміші в новий продукт.
При підвищенні температури до 1800"С розплав стає більш рухомим. При зниженні в'язкості розплаву інтенсифікується процес відокремлення залізовмісного продукту від мінеральної маси. Наявність частинок металу в масі розплаву не дає можливості провести його грануляцію. Таким чином, підвищення температури до 1800"С забезпечує одержання кінцевого продукту більш високої якості. Одержаний при вказаній температурі залізовмісний продукт представляє собою феросиліцій - суміш заліза з оксидами інших металів, наприклад нікелю, хрому. Він являється цінною сировиною для металургійної промисловості, і його реалізація позитивно відбивається на економічних показниках способу, що заявляється.
При зниженні температури розплаву до 1500"С відбувається часткова регенерація його теплової енергії, яка використовується в технологічному процесі, наприклад для попереднього нагрівання сировинної суміші. При цьому забезпечується економія топливно-енергетичних ресурсів, що позитивно відбивається на економічній ефективності способу, що заявляється.
Гранулювання розплаву дозволяє зберегти скловидну структуру одержаного продукту і його приховану гідравлічну активність, яка губиться при повільному вистиганні розплаву та його кристалізації.
Одержаний гранулят піддають помелу до розмірів частинок, які мають відповідну площу питомої поверхні не менше З000см2/г. До продукту помелу добавляють дрібнодисперсний наповнювач, в якості якого переважно використовують золошлакові відходи та золу вугільних теплових електростанцій, червоний шлам - відхід глиноземного виробництва. Кількість добавленого наповнювача прямо пропорційна якості (активності) одержаного продукту помелу та визначається співвідношенням продукт помелу/наповнювач - 1:(0,1-2). При вмісті наповнювача менше, ніж 0,1 від ваги продукту помелу, активність одержуваного гідравлічного в'яжучого стає неоправдано завищеною, що збільшує його собівартість (внаслідок зменшення виходу) та звужує рамки можливого, ефективного з економічної точки зору, використання. При вмісті наповнювача в кількості більшій, ніж двократна вага продукту помелу, одержують в'яжуче зниженої активності, яке також має більш вузьку сферу застосування. Таким чином, приведені межі вмісту дрібнодисперсного наповнювача є оптимальними.
В продукт помелу грануляту або його суміш з дрібнодисперсним наповнювачем добавляють звичайну воду в кількості 30-3595 від ваги твердої суміші, або активний компонент, представлений розчинами речовин МаОнН та/або КОН, та/або Маг2СбОз, та/(або Ма»5Оз, та/(або К»5Оз, та/або СабОз, причому співвідношення вказаних речовин до продукту помелу складає 2-1Омабс.9».
Спосіб, що заявляється, здійснюють наступним чином (фіг).
Із бункерів 1, 2, З за допомогою відповідних живильників 4, 5, б та транспортеру 7 в змішувач 8 подають в необхідних співвідношеннях компоненти сировинної суміші, які містять оксиди 51О», АІгОз, СаО, Моо,
ЕегОз, РеО. Як такі компоненти переважно використовують в певних поєднаннях відходи добування крейди або вапняку, золошлакові відходи або золу вугільних теплових електростанцій, низькосортове вугілля, відходи вуглезбагачення, червоний шлам - відхід глиноземного виробництва.
Можуть бути використані також інші види відходів або промислових продуктів, які містять перераховані вище оксиди в указаному співвідношенні.
Якщо кількість складових сировинної суміші більше трьох, відповідно збільшується кількість бункерів та дозаторів.
При використанні низькосортового вугілля або відходів вуглезбагачення, органічна частина палива частково використовується як відновник.
В змішувачі 8 компоненти старанно перемішуються. Із змішувача суміш безперервно подається в установку термічної обробки 9. Вказана установка має будь-яку відому конструкцію, яка дозволяє проводити плавлення мінеральної сировини. В установці 9 суміш поступово нагрівається до температури 1500"С. При температурі 13007 закінчується розкладання вапняного компоненту з утворенням оксиду кальцію СаО та вуглекислого газу СО». При досягненні температури 150073 суміш починає плавитись і поступає у ванну 10. Дно ванни має невеликий нахил у напрямку від початку ванни до її кінця. Нахил призначений для того, щоб розплавлений метал стікав по дну ванни 10 в її саму нижню точку та накопичувався там. В передній частині ванни 10 розплав продувається високотемпературними продуктами згоряння органічного палива. Процес спалювання палива здійснюють при недостачі кисню, тому вказані продукти згоряння мають відновний потенціал. За рахунок цього при продуванні розплаву відбувається остаточне відновлення оксидів заліза, які містяться в мінеральному компоненті. Крім того, відбувається перемішування розплаву та його гомогенізація, що важливо для кінцевого продукту.
В середній частині ванни 10 розплав нагрівається до температури 1800"С одним із відомих способів, наприклад електронагріванням за допомогою електродів 11. При цьому в'язкість розплаву різко знижується, ті частинки відновленого металу, які містяться в ньому, вільно опускаються на дно ванни 10. В задній частині ванни температура розплаву знижується до 1500"С за рахунок подачі до його поверхні холодного повітря. При цьому відбувається часткова регенерація теплової енергії розплаву. При досягненні поверхнею розплаву певного рівня, відбувається його витікання через злив 12 в установку 13 грануляції розплаву холодною водою. Розплавлений метал, що накопичується на дні ванни 10, періодично видаляється через злив 12 в спеціальні ємності, не показані на фіг.
Однією із особливостей запропонованого способу являється те, що грануляція одержаного розплаву може здійснюватись будь-якими відомими засобами, наприклад водою, однак використання для цього природного газу найбільш доцільно з економічної точки зору, так як дає можливість утилізувати частину теплової енергії розплаву, що губиться при грануляції розплаву водою. При цьому відбувається з одного боку різке охолодження частинок розплаву, а з другого боку, перетворення (конверсія) природного газу у відновний газ.
У випадку застосування природного газу для грануляції розплаву, процес грануляції організовується наступним чином.
У верхній частині ванни, що містить розплав, за рахунок продування її високотемпературними продуктами згоряння топливно-кисневої суміші, утворюється киплячий шар. Діаметр крапель розплаву, що виносяться із маси розплаву при її продуванні, вибирають, виходячи із необхідності забезпечення швидкості її охолодження, близької до швидкості охолодження при водяній грануляції. Для забезпечення вказаних умов димові гази при виході із зони продування повинні мати розраховану швидкість, рівну швидкості витання крапель розплаву певного діаметру.
В потік диспергованого розплаву та димових газів, що надходять у верхню зону ванни, подають холодний природний газ для охолодження та грануляції розплаву. Така грануляція дозволить здійснити охолодження не тільки за рахунок контакту з холодним природним газом, але і за рахунок віднімання тепла в результаті ендотермічного ефекту реакцій взаємодії природного газу з високотемпературними продуктами згоряння, що виходять разом з диспергованим розплавом із зони продування.
В результаті цієї взаємодії разом з гранулятом одержують гарячий відновний газ, близький за своїм хімічним складом до відновних газів високотемпературної кисневої конверсії що використовуються в доменному процесі як замінник коксу. Одержаний гранулят відправляють на склад 16, де він зберігається до моменту його використання на місці виробництва, або до загрузки у вагони та відправлення в інші регіони України. Клінкер, який використовують на місці, подають в помельну установку 15, де його піддають помелу до тонкості зерна, яка відповідає питомій поверхні не менше З00Осм"/г. В результаті одержують чисте гідравлічне в'яжуче, частина якого направляється в бункери зберігання 17, де воно знаходиться до моменту його використання.
Другу частину одержаного чистого гідравлічного в'яжучого направляють в змішувач 19, де до нього із бункера 18 за допомогою дозатора і8а добавляють дрібнодисперсний наповнювач, переважно золошлакові відходи, золу-винесення, відвальну золу вугільних теплових електростанцій, червоний шлам - відхід глиноземного виробництва в кількості, яка необхідна для одержання змішаного гідравлічного в'яжучого з розрахованими показниками механічних та фізико-хімічних властивостей. Одержану суміш старанно перемішують та отримують змішане гідравлічне в'яжуче. До одержаного змішаного гідравлічного в'яжучого добавляють із бункера 20 за допомогою дозатора 20а звичайну воду в кількості 30-359о від ваги змішаного в'яжучого, або активний компонент в кількості від 2 до 1095.
Активними компонентами у відповідності з винаходом являються розчини речовин Маон, Кон, МагСОз,
Маг25Оз, К»5Оз, Сабоз.
Готове до вживання змішане гідравлічне в'яжуче грузять в бетоновози 21 та доставляють до місця використання.
Винахід пояснюється наступними прикладами конкретного виконання.
Приклад 1.
Готують сировинну суміш такого складу:
Вапняк - бООкг (58,195 Сао )
Золошлакові відходи вугільних теплових електростанцій (Трипільскої ДРЕС) - 400Окг, наступного складу,
Фе: ЗІ» - 52,5; АІ26Оз - 20,0; БегОз - 9,5; БеО - 0,3; Сао - 3,3; МодО - 1,9; МагО-КоО - 4,1; решта - 8,4. Втрати при пропалюванні 15,995. При цьому сума оксидів, бо: 5іО»-СаО-М49О--АІ2Оз3-БеО--Рег2Оз дорівнювала 71,596.
Компоненти суміші із бункерів зберігання 1, 2 (фіг.) через відповідні дозатори 3, 4 за допомогою транспортера 7 подають у змішувач 8, де суміш гомогенізують. Одержана шихта безперервно загружається в установку термічної обробки 9. Тут шихта поступово нагрівається до температури 1300"С. Нагрівання здійснюють високотемпературними продуктами згоряння твердого пилевидного, рідкого або газоподібного палива, що подається в установку за допомогою відповідних пальників. Розплавлений шлак поступає у ванну 10. Ванна має невеликий нахил в одну сторону для можливості руху розплаву. В передній частині ванни 10 температура підтримується на рівні 1500"С за рахунок продування її високотемпературними продуктами згоряння органічного палива. Продування забезпечує перемішування розплаву та його подальшу гомогенізацію, та, отже, високу ступінь однорідності хімічного складу одержаного потім грануляту.
В середній частині ванни 10 температуру доводять до 18007С будь-яким відомим способом, наприклад електронагріванням за допомогою електродів 11. В цій частині ванни відбувається повне розділення шлаку та відновленого металу (феросиліцію), який накопичується на дні ванни. Після того, як температура шлаку знижується до 1500"С шлак через злив 12 в задній частині ванни 10 безперервно подається в установку грануляції холодною водою 13. Розплавлений відновлений метал періодично видаляється через злив 14 в ємності, не показані на малюнку. Із 100Окг сировинної суміші одержують Збкг залізовмісного продукту у вигляді феросиліцію та 6бОкг розплавленого шлаку. Після грануляції водою одержаний клінкер подають на помел в помельну установку 15. У відповідності з однією із особливостей запропонованого способу, одержаний клінкер можуть використовувати в інших регіонах для одержання гідравлічного в'яжучого по запропонованому способу, або як активну мінеральну добавку при виробництві портландцементу на існуючих цементних заводах. В цьому випадку гранульований клінкер поступає на склад в ємності для зберігання 16, звідки потім вантажать у вагони.
В результаті мокрого помелу клінкера до розмірів частинок, які характеризуються питомою величиною вільної поверхні не менше З000г/см7, одержують чисте гідравлічне в'яжуче в кількості б6бОкг наступного складу:
Фе: ЗО» - 41,5; СаО - 27,6; АІ2Оз - 25,4; МдО - 0,5; решта 5,0. При цьому (СаОо-МаФ)уузіО-0,7, а
АІ2О35/5102-0,6.
Із помельної установки 15 розмелений клінкер безперервно подається в бункер 17, споряджений дозатором 17а. В бункері 18 з дозатором 18а знаходяться золошлакові відходи. Обидва компоненти в кількості:
Чисте гідравлічне в'яжуче ббокг
Золошлакові відходи а4бокг подаються в змішувач 19, де готують змішане гідравлічне в'яжуче в кількості 112Окг. До одержаного змішаного гідравлічного в'яжучого із ємності 20 за допомогою дозатора 20а подають 340кг розчину каустичної соди, яка містить 2ікг МаОнН. В результаті одержують змішане гідравлічне в'яжуче, яке характеризується наступними показниками міцності :
У віці З діб - 18Окг/см",
У віці 7 діб - 290кг/см?,
У віці 28 діб - 40Зкг/см", що відповідає портландцементу марки М400.
Із змішувача готове змішане гідравлічне в'яжуче подається до місця використання, наприклад за допомогою бетоновозів 21.
Приклад 2
Готують сировинну суміш, до складу якої входять
Відходи вуглезбагачення із зольністю 8095 - 820кг
Негашене вапно - 180кг
При цьому сума оксидів, в до: 5І0»2-СаО-М4оО--АІ2О3--РеО--ЕегОз дорівнювала 81,695.
В результаті випалу та наступного плавлення одержують 40кг відновленого заліза та 78Окг шлаку наступного складу, бо: БІО» - 46,3; Са - 23,1; АІ25Оз - 19,3; решта 11,3. При цьому (СаОо-МоФ)узіО»-0,5, а
А1І2О35/5102-0 4.
Після помелу до вказаної кількості чистого гідравлічного в'яжучого добавляють 250кг розчину, який містить ЗБкг МаоОнН. В результаті одержують гідравлічне в'яжуче, яке характеризується наступними показниками міцності ;
У віці З діб - ЗОкг/сме,
У віці 7 діб - 17Окг/см?,
У віці 28 діб - ЗО4кг/см, що відповідає портландцементу марки МЗ00.
Приклад З
Готують сировинну суміш наступного складу: пісок ЗООкг вапняк 200кКг червоний шлам Миколаївського БООкг. глиноземного заводу
При цьому сума оксидів, 9: БІО»-СаО-МаО-АІ2Оз3-БеО--ЕРегОз дорівнювала 84, 195.
Із 10Окг сировинної суміші одержують 210кг залізовмісного продукту у вигляді феросиліцію та б5Окг розплавленого шлаку наступного складу 9: 5іО» - 24,6; Сас - 33,1; АІ2Оз - 142; МодО - 7,5 решта 20,6.
При цьому (СаО-Маб)у/5іО2-1,7, а АІгОз/51О2-0,6.
Після грануляції шлаку та його помелу до нього додають 1300кг червоного шламу. Суміш перемішують, потім додають до неї бдОл чистої води. В результаті одержують змішане гідравлічне в'яжуче, яке характеризується наступними показниками міцності;
У віці З діб - 75кг/сме,
У віці 7 діб - 180Окг/см?,
У віці 28 діб - З1Окг/сме, що відповідає портландцементу марки МЗ00.
Із змішувача готове змішане гідравлічне в'яжуче подається до місця використання, наприклад за допомогою бетоновозів 21.
Таким чином спосіб, що заявляється, дозволяє знизити енергоємність готової продукції, підвищити якість одержаного в'яжучого та значно зменшити забруднення навколишнього середовища.
а ви БА - .
Ш 11
В о й ) 12. кл е
ЗЕМ Ву 13 продувка 14 . розплаву . як І відновлений метал о 2ба 1їтаб-и007-71ва кс «й (7 ці
Фіг.
Claims (11)
1. Спосіб одержання гідравлічного в'яжучого, що включає приготування сировинної суміші, її термічну обробку та помел одержаного продукту, який відрізняється тим, що сировинну суміш одержують, виходячи із наступного співвідношення: дь5іО» - 96Сао - 95Ма4о -- У5АЇ2Оз -- 90БегОз - 95БеО - не менше 7095, після чого одержану суміш нагрівають в присутності відновника до температури 1300-15007С, потім одержаний розплав нагрівають до 18007С та відокремлюють залізовмісний продукт, охолоджують розплав до 1500"С, а помел здійснюють після грануляції одержаного продукту, при цьому в складі гранулята передбачають наступне співвідношення оксидів: (Своя Моб) Ох 02-1,7 АБОУЗЮО» 0,3-0,8
2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що до одержаного продукту помелу додають воду в кількості З0- 3595 від ваги твердого продукту.
З. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що грануляцію здійснюють шляхом охолодження його природним газом.
4. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що як відновник використовують газ, що утворюється після грануляції розплаву.
5. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що як відновник використовують відходи вуглезбагачення або низькосортове вугілля.
6. Спосіб по пп. 1 або 3, або 4, або 5, який відрізняється тим, що продукт помелу, що утворився, додатково змішують з прийнятним дрібнодисперсним наповнювачем при їх співвідношенні 1:(0,1-2).
7. Спосіб по п. 6, який відрізняється тим, що як дрібнодисперсний наповнювач використовують золошлакові відходи вугільних теплових електростанцій.
8. Спосіб по п. 6, який відрізняється тим, що як дрібнодисперсний наповнювач використовують летючу золу вугільних теплових електростанцій.
9. Спосіб по п. 6, який відрізняється тим, що як дрібнодисперсний наповнювач використовують червоний шлам - відхід глиноземного виробництва.
10. Спосіб по пп. 6 або 7, або 8, або 9, який відрізняється тим, що до одержаної суміші додатково додають воду в кількості 30-3595 від ваги суміші.
11. Спосіб по пп. 6 або 7, або 8, або 9, який відрізняється тим, що до одержаної суміші додатково додають розчини Маон та/або КОН, та/або МагСО»з, та/(або Ма»50Оз, та/або К25Оз, та/або Саб5Оз, причому співвідношення вказаних речовин до продукту помелу становить 2-10 мабс. Об.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA99116166A UA35509C2 (uk) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | Спосіб одержання гідравлічного в'яжучого |
| RU2000118835A RU2200137C2 (ru) | 1999-11-11 | 2000-07-18 | Способ получения гидравлического вяжущего |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA99116166A UA35509C2 (uk) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | Спосіб одержання гідравлічного в'яжучого |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA35509C2 true UA35509C2 (uk) | 2003-12-15 |
Family
ID=21689409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA99116166A UA35509C2 (uk) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | Спосіб одержання гідравлічного в'яжучого |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2200137C2 (uk) |
| UA (1) | UA35509C2 (uk) |
-
1999
- 1999-11-11 UA UA99116166A patent/UA35509C2/uk unknown
-
2000
- 2000-07-18 RU RU2000118835A patent/RU2200137C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2200137C2 (ru) | 2003-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1478603B1 (en) | Use of high carbon coal ash | |
| CA2139793C (en) | Method and apparatus for using steel slag in cement clinker production | |
| US4600438A (en) | Co-production of cementitious products | |
| CN103757152B (zh) | 一种钢渣处理方法及其装置 | |
| IE46291B1 (en) | Methods for production of cements | |
| US4508573A (en) | Co-production of cementitious products | |
| PL190049B1 (pl) | Sposób wytwarzania klinkieru cementowego w piecu obrotowym cementowym | |
| CN107721216B (zh) | 一种利用高炉熔融渣液相烧成水泥熟料的工艺 | |
| SK281585B6 (sk) | Spôsob výroby surového železa a cementových tehál | |
| US3957528A (en) | Process for the production of aggregates for concrete by utilization of the residues from the combustion of predominantly organic material | |
| UA35509C2 (uk) | Спосіб одержання гідравлічного в'яжучого | |
| US4213791A (en) | Process for producing portland and other hydraulic cements | |
| RU2179590C1 (ru) | Способ утилизации красного шлама-отхода глиноземного производства | |
| US6416251B1 (en) | Process for the stabilization of soluble chromium contaminated solid by down draft sintering | |
| JP2008049330A (ja) | 焼成物の製造方法 | |
| RU2775066C1 (ru) | Способ производства электроэнергии, ферросилиция и глиноземистого цемента | |
| WO2003045868A1 (en) | Additive mixture for cement clinker production and its use | |
| Miryuk | A cement clinker formation with the use of magnetite scarn ores washery refuses | |
| RU2359169C1 (ru) | Способ сжигания топлива в расплаве с получением шлака заданного состава | |
| SU763288A1 (ru) | Способ утилизации пыли | |
| RU2520739C2 (ru) | Способ изготовления высокопрочного и быстротвердеющего алитового портландцемента и технологическая линия для его реализации | |
| CN115584373A (zh) | 一种钢铁厂除尘灰直接还原工艺及其装置 | |
| US1906748A (en) | Method of producing aggregates from earth substances | |
| BRPI0616813B1 (pt) | Tratamento siderúrgico de escória de aciaria e respectivo produto resultante, para uso como matéria-prima para fabricação de cimento | |
| PL213023B1 (pl) | Sposób wytwarzania zuzla o wlasciwosciach spoiwa hydraulicznego |