Способ грануляции доменного шлака

 

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/см<SP POS="POST">3</SP> при значении PH 11-12. Средняя концентрация примесей в газовых выбросах, г/м<SP POS="POST">3</SP>: H<SB POS="POST">2</SB>S 0,456-0,487, SO<SB POS="POST">2</SB> 0,0982-0,1021. Предел прочности на сжатие 68,4-69,0 МПа, на изгиб 26,8-27,3 МПа. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э . С 04 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

° 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4718037/33 (22) 10.07.89 (46) 15,07.91. Бюл. Й. 26 (71) Запорожский титано-магниевый комбинат и Завод "Запорожсталь" (72) Г.И.Силаков, В.А.Сацкий, А.В.Гребенюков, О.Ф.Кошеленко, Л.П.Хлопков, В.Я.Гончар, И,А.Кравец и В,Д.Куцев (53) 669.046.58 (088.8) (56} Авторское свидетельство СССР

М 874692, кл. С 04 В 5/02, 1980. (54) СПОСОБ ГРАНУЛЯЦИИ ДОМЕННОГО

ШЛАКА (57) Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к производству активных добавок к вяжущим.

Цель изобретения — снижение выделения в атмосферу соединений серы и повышение

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 хлорной металлургии титана, магния, кремния и германия. а плотность водного раствора доводят до 1,12-1,20 г/см при значении водо 3 родного показателя рН 11-12.

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

Карбонат кальция 5,0-6,0

Хлорид кальция 3,0-3.6

Диоксид титана 6,0-6,4

„„. Ж„„1662970 А1 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/см при значении рН 11 — 12.

Средняя концентрация примесей в газовых выбросах, г/м : Н2$0,456-0,487. $02

0,0982-0,1021, Предел прочности на сжатие

68,4-69,0 МПа, на изгиб 26,8-27,3 МПа. 1 табл.

Сесквиоксид железа 7,2 — 8,0

Диодксид кремния 5,1 — 5,7

Оксид магния 5,2-5,8

Оксид алюминия 4,2-5,0

Сульфат кальция 3,5-4,1

Пентоксид ванадия 0,4-0,6

Диодксид марганца 0,20-0,24

Моноксид меди 0,10-0,14

Оксид тантала 0,19 — 0,21

Оксид циркония 0,15 — 0,17

Пентоксид ниобия 0,04-0,06

Хлорид натрия 0,70 — 0,74

Хлорид калия 0,64-0,68

Фторид кальция 0,51 — 0,55

Сесквиоксид селена 0,004-0,006

Триоксид хрома 0,68 — 0,70

Гидроксид кальция Остальное

Осадки. ЦОС представляют собой мелкодисперсную пульпу с гелиевой структу1662970 рой, 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 ката1 лизаторами 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 суль фаты и сульфиды кальция и марганца, явля,ющиеся эффективными инициаторами повышения гидравлической активности шлака.

Благодаря этому выбросы серы в атмосферу резко снижаются за счет образования ,соединений серы в водном растворе осад ков ЦОС, а сами соединения серы — сульфа ты и сульфиды играют роль возбудителей активности. Основным возбудителем актив, ности является сульфид кальция, Грануляцию доменных шлаков проводят при плотности водного раствора активатора 1,12 — 1,20 г/см и водородном з 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 процес се связывания сернистых соединений суль; фидов и сульфатов.

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

Процесс грануляции осуществляют следующим образом.

Частично обеэвоженные осадки ЦОС хлорной металлургии титана„магния, кремния и германия через приемные воронки жидкого шлака вводят в гранбассейн, наполненный водой с температурой 80 — 100 С.

Раствор перемешивается грейферным краном. Количество осадков ЦОС рассчитыва5 ется таким образом, чтобы получить раствор плотностью 1,12-1,2 г/см с водородным з, показателем рН 11-12. Жидкий шлак с температурой 1400 — 1450 С из ковшей через приемные воронки сливается в гранбас10 сейн. Время слива 3 — 5 мин. Погружаясь в водный раствор, струи расплавленного шлака гранулируются, образуя мелкие зерна, и одновременно вспучиваются. Газовая фаза, вызывающая поризацию гранул, многоком15 понентная по составу, формируется из собственных газов шлака и продуктов взаимодействия серы с гидроокисью кальция, а также кислорода воздуха, оксида кальция и железа.

20 Характеристики процесса и полученного продукта представлены в таблице.

Способ обеспечивает снижение выделения в атмосферу соединений серы в 4 — 8 раэ, повышение гидравлической активности

25 доменного гранулированного шлака, повышение прочности вяжущих, использующих доменные шлаки, гранулированные предлагаемым способом, утилизацию осадков ЦОС хлорной металлургии титана, магния, крем30 ния 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 исполь35 эовании для изготовления вяжущих, и этих вяжущих.

Формула изобретения

Способ грануляции доменного шлака путем слива шлакового расплава в водный

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

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

50 1,12 — 1,2 г/см и,значении водородного поз каэателя рН 11-12, I

1662970

11> партии

Используемый активатор

ПлотПредел прочности при пропаривании, МПа рН

Средняя концентрация примесей в газовых выбросах, г/м" ность водного раствора, г/см" на сжатие на изгиб

Н8 SO

Осадки ЦОС хлорt ной металлургии титана, магния, кремния и герма- ния

68>4

27>0

0,487

0,481

2 !!

4

27,1

27>2

27,05

27,3

68,7

0,477

68,9

68,6

69,0

68,9

68,5

0,485

0,466

0,463

0,464

0,461

0,459

27,25

26,8

7 -н8

68,6

27,0

68,8

27,1

Алунит (по прототипу) 1,5 .r 8,7

44,3

0,873

18,4

1,988

Заказ 2235 Тираж 434 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1, 12 11, О

1,12 11,5

1,12 12,0

1,16 11,0

1,16 11,5

1,16 12,0

1,20 11,0

1,20 11,5

1,20 12,0

Составитель H. Нечаева

Редактор Г. Мозжечкова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н., Король

0> 1021

О; 1018

О, 1012

0,1019

0>996 .

0,994

0,996

0,989 . 0,982