Способ обработки шлакового расплава Советский патент 1987 года по МПК C04B18/10 

13

Изобретение относится к области получения белой активной шлаковой добавки и может быть использовано для повышения белизны белого шлакопорт- ландцемента.

Цепь изобретения повьшение коэф- фициента белизны полученного ишака.

Способ осуществляют следующим образом. .

Для осуществления способа используют огненно-жидкий расплав фосфорного шлака со следующим химическим составом, мас.%: Si0242,08; СаО 44,80; А1гОз 3,75; MgO 3,73; 0,96; F 2,08; ,, 0,74; SO, 0,40 С 1,46.

После выхода из печи шлаковый расплав подают в желоб, откуда отбирают ковшом расплав емкостью 10 л. Ультразвуковой излучатель с концентратором, который изготовлен с экспоненциальной полостью для подачи воздуха, погружают непосредственно в расплав на глубину 0,5-5 мм. Подачу воздуха осуществляют из воздушной магистрали. Об- работка расплава шлака ультразвуком осуществляется с помощью ультразвукового излучателя с акустическим концентратором, который изготавливается из тугоплавкой стали. Подача воздуха в расплав происходит через экспоненциальную полость акустического концентратора. Одновременная обработка пшакового расплава ультразвуком и барботирование его воздухом осущест- вляются путем погружения ультразвукового излучателя с акустическим концентратором в расплав на глубину 0,5-5 мм в течение 3-200 с. Обработанный шлак направляется на водную грануляцию.

Обработка шлакового расплава воз- дзпсом (кислородом) S колеблющимся в диапазоне ультр азвуковых частот приводит к диспергации газовых пузырь- ков, при этом увеличивается поверхность контакта газа (воздуха) с огненно-жидким расплавом шпака, вследствие чего сульфиды и фосфиды металлов, имеющих большую окрашивающую способ- ность, подвергаются интенсивному окислению и переходят в бесцветное соединение (FeO, FeS045 FeP04, FeSO, FePOj и т.д.), что приводит к повышению белизны шлака,

Б химический состав фосфорного шлака входит небольшое количество мелкодисперсного углерода, который яри- дает шлаку темньй оттенок. Под дейст

.

0

5

0 5 0 g о

5 „

5

352

вием ультразвука происходит расслоение шлакового расплава и частичек углерода, в результате чего частицы углерода всплывают на поверхность и, контактируя с кислородом воздуха, сгорают.

Использование барботажа расплава воздухом способствует более быстрому И полному сгоранию углерода.

В структуре шлакового стекла, обработанного ультразвуком и воздухом, образуются и фиксируются минералы, обладающие малой изоморфной емкостью к хромофорным элементам железа и марганца. В частности, менее изоморфно- емкая модификация воластонита /J-CS и 1П«еньшается количество более изо- морфноемкой мелитовой фазы. Кроме того, снижение изоморфной емкости обес- печивается благодаря залечиванию дефектов структуры шлака под действием ультразвука и воздуха.

В результате перечисленных факторов белизна шлака резко повышается.

Конкретные примеры осуществления способа и качественьлте характеристики представлены в таблице.

Белизна измельченного шлака определяется на универсальном объективном фотометре.

Из представленных данных следует, что оптимальная продолжительность совместной обработки шлакового расплава ультразвуком и воздухом 3-200 с. Сокращение продолжительности обработки шлака менее 3 с приводит к резкому снижению белизны шлака вследствие того, что отбеливающие процессы не успевают пройти до конца. Увеличение продолжительности обработки шлака до 250 с также приводит к резкому понижению белизны, так как при обработке шлакового расплава более 250 с происходит окисление двухвапбитного железа до трехвалентного, которое имеет более высокую окрашивающую способность п-о сравнению с FeO, что в конечном итоге приводит к понижению . белизны шлака.

Оптимальная глубина погружения ультразвукового излучателя в шлаковый расплав составляет 0,5-5 мм. Уменьшение глубины погружения менее 0,5 мм вызывает нарушение прямого контакта между излучателем и расплавом вследствие того, что уровень поверхности расплава колеблется. Увеличение глу-- бины погружения более 5 мм также при3.13

водит к понижению белизны обработанного шлака. Это объясняется тем, что передача ультразвуковых колебаний с излучателя в шлаковый расплав осу- ществляется только с поверхности торца излучателя, а не со всей поверхности, погруженной в расплав. Поэтому дальнейшее углубление излучателя в шлаковый расплав приводит к тому, что поверхностные слои расплава остаются не обработанными, что в конечном итоге не дает желаемого эффекта.

Использование предпагаемого способа обеспечивает получение белой ак- тивной минеральной добавки, позволяет повысить белизну фосфорных шпаков на 15-31%.

Интенсивность ультразвуковой обработки шлакаво- го расплава при диапазоне частот, кГц

Положительность обработки, с

Глубина погружения излучателя , мм

Давление подаваемого во- духа, кгс/см

Белизна обработанного шлака, %

Содержание углерода, %

1

0,5 3,5„

84 95 100 72 76 0,76 0,21 0,03 1,12

Редактор Н.Лазаренко

Составитель О.Моторина

Техред Л. Олийнык Корректор И.Эрдейи

Заказ 5226/22Тираж 588.Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г. Ужгород, ул. Проектная, 4

35

Отбеленные шлаки могут использоваться для производства декоративных шлаковых вяжущих.

Ф о р мула изобретения

Способ обработки шлакового расплава путем подачи в расплав обработанного ультразвуком воздуха, отличающийся тем, что, с целью повьппения коэффициента белизны полученного шлака, одновременно с подачей в расплав воздуха осуществляют дополнительную обработку расплава ультразвуком путем погружения ультразвукового излучателя в расплав на глубину 0,5-5 мм в течение 3-200 с.

22

17 23

25

200

1 250

5,5 0,2

250 (воздухом)

Устанавливался под расплавом

0,5 3,5„

69 1,46

Изобретение относится к области получения белой активной пшаковой добавки и может использоваться для повышения белизны белого шлакопортланд- цемента. С целью повьппения коэффици--. ента белизны шлака в шлаковый расплав подают обработанный ультразвуком воздух и одновременно осуществляют дополнительную обработку расплава ультразвуком путем погружения ультразвукового излучателя в расплав на глубину 0,5-5 мм в течение 3-200 с. 1 табл.