Способ грануляции доменного шлака Советский патент 1991 года по МПК C04B5/02 

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к производству активных добавок к вяжущим из доменного шлака.

Цель изобретения - снижение выделения в атмосферу соединений серы и повышение гидравлической активности шлаков.

В качестве активатора используют осадки центральных очистных сооружений хлор ной металлургии титана, магния, кремния и германия, а плотность водного раствора доводят до 1,12-1,20 г/см3 при значении водородного показателя рН 11-12.

Осадки центральных очистных сооружений (ЦОС) хлорной металлургии титана, магния, кремния и германия содержат, мас.%:

Карбонат кальция5.0-6,0

Хлорид кальция3,0-3.6

Диоксид титана6,0-6.4

Сесквиоксид железа Диодксид кремния Оксид магния Оксид алюминия Сульфат кальция Пентоксид ванадия Диодксид марганца Моноксид меди Оксид тантала Оксид циркония Пентоксид ниобия Хлорид натрия Хлорид калия Фторид кальция Сесквиоксид селена Триоксид хрома Гидроксид кальция Осадки ЦОС представляют собой мелкодисперсную пульпу с гелиевой структурой, что позволяет получить однородный водный раствор. Содержащиеся в осадках ЦОС примеси ряда элементов, таких как марганец, титан, медь, ванадий, цирконий, тантал и другие, являются активными катализаторами процесса кристаллизации, способствующими образованию большого количества центров зарождения кристаллов в процессе грануляции и выделению минералогических фаз, обладающих повышенной гидравлической способностью.

Присутствующие в осадках ЦОС гидро- ксид кальция и оксид марганца активно вступают в реакцию с серой, образуя сульфаты и сульфиды кальция и марганца, являющиеся эффективными инициаторами повышения гидравлической активности шлака.

Благодаря этому выбросы серы в атмосферу резко снижаются за счет образования соединений серы в водном растворе осадков ЦОС, а сами соединения серы - сульфаты и сульфиды играют роль возбудителей активности. Основным возбудителем активности является сульфид кальция.

Грануляцию доменных шлаков проводят при плотности водного раствора актива- тора 1.12-1,20 г/см3 и водородном показателе рН 11-12, т.е. в высокощелочной среде.

Использование в качестве активатора при грануляции доменных шлаков осадков ЦОС позволяет решить сразу несколько вопросов, связанных как с щелочной активацией за счет гидроксида кальция, так и сульфатным возбуждением гидравлической активности за счет образующихся в процессе связывания сернистых соединений сульфидов и сульфатов.

Благодаря наличию на поверхности гранул доменного шлака соединений кальция, кремния и алюминия шлак имеет высокую размолоспособность. При введении размолотого активированного шлака в качестве добавки в вяжущее нарастание прочности вяжущего идет интенсивнее.

Процесс .грануляции осуществляют следующим образом.

Частично обезвоженные осадки ЦОС хлорной металлургии титана, магния, крем- ния и германия через приемные воронки

жидкого шлака вводят в гранбассейн. наполненный водой с температурой 80-100°С. Раствор перемешивается грейферным краном. Количество осадков ЦОС рассчитывается таким образом, чтобы получить раствор плотностью 1,12-1,2 г/см3 с водородным показателем рН 11-12. Жидкий шлак с температурой 1400-1450°С из ковшей через приемные воронки сливается в гранбассейн. Время слива 3-5 мин. Погружаясь в водный раствор, струи расплавленного шлака гранулируются, образуя мелкие зерна, и одновременно вспучиваются. Газовая фаза, вызывающая поризацию гранул, многокомпонентная по составу, формируется из соб- ственных газов шлака и продуктов взаимодействия серы с гидроокисью кальция, а также кислорода воздуха, оксида кальция и железа.

Характеристики процессами полученного продукта представлены в таблице.

Способ обеспечивает снижение выделения в атмосферу соединений серы в 4-8 раз, повышение гидравлической активности

доменного гранулированного шлака, повышение прочности вяжущих, использующих доменные шлаки, гранулированные предлагаемым способом, утилизацию осадков ЦОС хлорной металлургии титана, магния, кремния и германия, что позволяет не только улучшить экологическую обстановку, но и с максимальной пользой использовать элементы, входящие в состав осадков ЦОС, для легирования шлака, а затем, при его использовании для изготовления вяжущих, и этих вяжущих.

Формула изобретения Способ грануляции доменного шлака путем слива шлакового расплава в водный

раствор щелочного активатора и последующего охлаждения,отличающийся тем, что, с целью снижения выделения в атмосферу соединений серы и повышения гидравлической активности шлаков, в качестве

5 щелочного активатора используют содержащие гидроксид кальция осадки центральных очистных сооружений хлорной металлургии титана, магния, кремния и германия при плотности водного раствора активатора

0 1,12-1,2 г/см3 и значении водородного показателя рН 11-12.

Осадки ЦОС хлорной металлургии титана, магния, кремния и герма

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к производству активных добавок к вяжущим. Цель изобретения - снижение выделения в атмосферу соединений серы и повышение гидравлической активности доменных шлаков. Для этого грануляцию доменного шлака проводят в водном растворе активатора. В качестве активатора используются осадки центральных очистных сооружений хлорной металлургии титана, магния, кремния и германия, содержащие гидроксид кальция, сульфат кальция, хлориды кальция, калия и натрия, карбонат кальция, фторид кальция, а также оксиды титана, железа, кремния, магния, марганца, алюминия, ванадия, меди, тантала, циркония, ниобия, хрома, селена. Плотность водного раствора активатора 1,12 - 1,20 г/см³ при значении PH 11-12. Средняя концентрация примесей в газовых выбросах, г/м³: H₂S 0,456-0,487, SO₂ 0,0982-0,1021. Предел прочности на сжатие 68,4-69,0 МПа, на изгиб 26,8-27,3 МПа. 1 табл.