Способ обработки шлака Советский патент 1981 года по МПК C04B5/04 C04B7/14 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ШЛАКА

. - 1

Изобретение относится к производству шлакосодержащих вяжущих материалов и может быть использовано в промышленности строительных материалов.,

Известен способ обработки ш;;ака путем введения цементной пь1ли в шлаковый расплав с.последующей грануляцией I.

Наиболее близки.м к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки шлаг ка путем введения цементной пыли в количестве 1-5°/р в расплав электротермофосфорного шлала с последующим охлаждением расплава 10-30 с 2.

Недостаток известных способов обработки щлака - низкая гомогенизация расплава и невысокая гидравлическая активность шлака и цемента на его основе, не превышающая 530 кгс/см.

Цель изобретения - повышение степени гомогенизации расплава и увеличейие гидравлической активности шлака.

Цель достигается тем, что в способе об))аботки шлака путём введения 1-5% щелочесодержащей добавки в шлаковый расплав с последующей грануляцией перед введением добавку, содержащую оксид шелоч ного металла, сульфат или карбонат: Щелочноземельного металла и пятиокись фосфора в соотнощений соответственно 0,1 - 10:1:0,1-8 или оксид щелочного металла, - карбонат или сульфат щелочноземельного металла и фторид кальция в соотношений соответственно 0,1 -10:1 | 0,1-6, илипятиокись фосфора, карбонат или сульфат щелочноземельного металла и фторид каль-Ция в соотнощений соответственно 0,1-2:1: 0 :0,1-5 подвергают термообработке при 300-500С 10-20 мин.

При введении в шлаковый расплав холодного тонкодисперсног материала образуются локализованные участки, где вязкость расплава резко увеличивается. Это приводит к тому, что новые порции материала, попадающие в эту область, не распределяются в шлаковой , массе, что препятствует полному растворен| ю материала в 0 расплаве. Полученный продукт содержит тонкодисперсный исходный материал, что отрицательно сказывается на росте гидравлической активности шлака.

Предварительная термообработка при ЗОО-400С .10 мин предлагаемой комплексной добавки способствует образованию активных комплексов типа MeiRi{SO i)j, а также сложных соединений MelCOjSO) JCaFjPzOs, где Me - щелочноземельный ме талл, R - щелочной металл.

При введении комплексной добавки в шлаковый расплав (1400-1500°С) активированные комплексы распадаются на катионно-анионные группировки, что не .увеличивает вязкость расплава и способствует равномерному распределению в шлаковой массе.Введение щелочных и щелочноземельных металлов повышает основность щлака, вызывая образование высокоосновных силикатов. Присутствие анионных группировок (SO, PaOs, F) способствует, -формированию галогексодержащих алюмоферритных фаз, включающий щелочноземельные катионы. Активность шлака достигает 10-15 МПа в 3-х суточном возрасте. Применение полученного таким способом электротермофосфорного шлака в составе шлакопортландцемента повышает активность и марочную прочность вяжущего.

Пример 1. В поток шлакового расплава с температурой 1500°С вводят 1,3 и 5% комплексной добавки RiO:BaSO4:PiO5 0,1:1:8, предварительно термообработанной при 500°С 10 мин. Полученный через 10-30 с охлажденный расплав измельчают до частиц 1-2 мм, а затем размалывают в шаровой мельнице до удельной поверхности 3000 . Полученное шлаковое вяжущее подвергают испытаниям согласно ГОСТу 310-76.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, но при соотношении комплексной добавки RsO:RaSO4:PtOs 4,5:1:4.

Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1, но при соотношении комплексной добавки RaO:BaSO4:PtOs 10,0:1:0,1,

Пример 4. Процесс проводят аналогично Примеру I, но комплексную добавку RiO:CaSOy :СаРа 0,1:1:8 предварительно термообрабатывают при 300°С 20 мин.

Пример 5. Процесс проводят аналогично примеру 1, но комплексную добавку RiO: :CaSO4:CaFa 5,0:1:4,0- предварительно термообрабатывают при 300°С 20 мин.

1

230

3 210 410 12 -19 29 5 19О . 435 14 23 32

- Пример 6. Процесс проводят аналогично примеру 1, но комплексную добавку RjO: :Са5Ол;СаРг 10,0:1:0,1 предварительно термообрабатывают при 300°С 20 мин.

Пример 7. Процесс проводят аналогично примеру 1, но комплексную добавку РгОу: :MgSO4:CaFi 2,0:1:0,1 предварительно термообрабатывают при 400°С 20 мин.

. Пример 8. Процесс проводят аналогично примеру 1, но комплексную добавку РгОу: :SrCOi:C9Fi 1,0:1:2,5 предварительно термообрабатывают при 500°С.

Пример 9. Процесс проводят аналогично примеру 1, но комплексную добавку RaO: iCciSO :P2O5 5,0:1:4,0 предварительно термообрабатывают при 500°С 20 мин.

Пример 10. Процесс проводят аналогично примеру 1. но комплексную добавку RiO: :ZnSO4:CaFa 5,0:1:4,0 предварительно термообрабатывают при 300°С 20 мии.

Пример 11. В поток шлакового расплава с температурой 1500°С вводят 5% цементной пыли, содержащей до 15% щелочей. Далее аналогично примеру 1.

Пример 12.. Процесс проводят аналогично примеру 1, но комплексную добавку РгОу: :MgSO i:CaF2 0,1:1:5,0 предварительно тер мообрабатывают при 400°С 2Р мин.

Результаты физико-механических испытаний составов, полученных по примерам 1-12, приведены в таблице.

Полученные данные свидетельствуют о том,-что при осуществлении способа обработки шлака путем введения в расплав тёрмообработайной комплексной добавки, содержащей сульфаты и карбонаты щелочноземельных металлов и комбинации веществ из группы PjOj, CaFj и PjO, происходит полная гомогенизация расплава, способствующая образованию группы веществ, увеличивающих активность &лектротерм6фосфорного шлака.

Введение, предлагаемых комплексных добавок позволяет изменить минералогический состав шлака, его кристаллизацию и получить вяжущее М-300 без добавления цемент или при и.спольг овании добавки шла ка в щлакопортландцемент в количестве 50709/0. Полученное вяжущее обладает активностью более 60 МПа.

460

9

15 24

190

1

Продолжение таблицы

24

14

10

49О

11

(иавесгный) 5 Не схва- Не схва- Разру- Раару- Разру.гываег гывает шаег шаег щаег

Формула изобретения

Способ обработки шлака путем введения добавки в шлаковый расплав с последующей грануляцией, отличающейся тем что, с целью повышения степени гомогенизации расплава и увеличения гидравлической активности шлака, пе зД введением добавку, содержащую оксид щелочного металла, сульфат или карбонат щелочноземельного металла и пятиокись фосфора в соотнощении соответственно 0,1 - 10:1 : 0,Ь 8 или оксид щелочного металла, карбонат или сульфат щелочноземельного металла и

Продолжение таблицы

фторид кальция в соотношении соответственно0,1-10:1:0,1-6, или пятиокись фосфора, карбонат или сульфат щелочноземельного металла и фторид кальция в соотнощении соответственно 0,1-2:1:0,1-5 подвергают термообработке при 300-500°С в течение 10-20 мин;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 624892, кл. С 04 В 7/14, 1978 (прототип).