новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Анализ рынка соевого мяса в России
Анализ рынка соевого молока в России
Анализ рынка соевой муки в России
Анализ рынка кукурузного крахмала в России
Исследование рынка пшеничного крахмала в России
Анализ рынка подсолнечного козинака в России
Анализ рынка кукурузной муки в России
Исследование рынка МТБЭ в России
Анализ рынка подгузников в России
Анализ рынка нетканых материалов медицинского назначения

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Базовая химия и нефтехимия

ПОДГОТОВКА ШЛАКОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА


Исследование показывает, что, несмотря на то, что имеется небольшое снижение прочности цементного раствора с портлендским цементом и шлаком на ранней стадии, более долговременная прочность не пострадала от замены до 20% размолотого гранулированного доменного шлака (GGBFS) шлаком из EAF.


 

Твердые отходы, которые образуются при использовании металлургических технологий обогащения и рафинирования, называются «шлаком». Они состоят преимущественно из оксидов и силикатов магния, кальция, алюминия, железа и т. д. Шлаки, которые образуются при реализации технологий производства железа и стали, могут, в самом общем виде, подразделяться на три категории:

     Доменный шлак (BFS), образующийся при производстве чугуна или доменного чугуна в доменной печи.

     Стальной шлак, получаемый из кислородных конвертеров (BOF) и электродуговых печей (EAF).

     Ковшовый рафинировочный шлак, образующийся при использовании  технологий рафинирования стали в ковшах.

 

Доменный шлак после гранулирования и размалывания широко используется при производстве цемента и бетона. Стальному шлаку, напротив, еще предстоит найти применение с добавленной стоимостью помимо его нерегулярного использования в качестве цементирующего вяжущего вещества. Чаще всего он используется как материал для захоронения отходов. В этой связи предшествующая работа была, по большей части, сконцентрирована на поиске и использовании потенциальных преимуществ стального шлака как материала с ресурсным потенциалом.1

 

Производство готовой стали увеличилось в Индии с 15.2 метрической тонны в 1993-94 гг. до 36.9 метрической тонны в 2003-2004 гг., то есть был зафиксирован рост на 9%. Объем производства нерафинированной стали за первые восемь месяцев 2006 г. составлял 28 метрических тонн. Индия теперь занимает седьмое место в мире среди крупнейших производителей стали, она несколько опережает Украину и догоняет Южную Корею.2 Примерно 41% готовой стальной продукции приходится на долю интегрированных сталелитейных предприятий, а 59% производства приходится на сталь ограниченного применения. На долю BOF и EAF приходится 55% и 39% от общего объема производства нерафинированной стали соответственно, а оставшиеся 6% приходятся на долю устаревшей технологии обработки в мартеновской печи (OHF).3

 

В центре внимания в данной работе находится использование стального шлака для применений помимо материала-заполнителя. Здесь предпринимается попытка характеристики физико-химических и минералогических свойств шлака до и после тепловой обработки с тем, чтобы оценить его потенциал для использования в качестве цементирующего вяжущего вещества, а также в качестве заменителя песка в строительных цементных растворах.

 

Материалы и методы

Стальной шлак поступал с электродуговой печи компании M/S. Ispat Industries Ltd, которая расположена в окрестностях Мумбаи (Бомбея) в Западной Индии. Интегрированное сталелитейное предприятие производительностью в три метрических тонны производит как доменный, так и стальной шлак. Доменный шлак после гранулирования потребляется находящимся поблизости предприятием Indorama Cement Ltd для производства портлендского шлакового цемента и GG­BFS, соответствующего BS-6699. Стальной шлак после измельчения частично перерабатывается агломерационной установкой. Хотя эта установка работает на основе управления отходами с нулевым остатком, для остающегося количества стального шлака все еще предстоит найти какое-либо полезное применение.

 

Методы

Для создания характеристики шлака использовались следующие аналитические инструменты:

     Рентгеновская флюоресценция (XRF) и рентгеновская дифракция (XRD) для элементного и фазового состава.

     Сканирующая электронная микроскопия (SEM), энергодисперсионный рентгеновский анализ (EDXA) и оптическая микроскопия для морфологического и микроструктурного анализа.


Испытание на размалываемость проводилось на размоле связывающего вещества. Небольшое количество образца, который в крупнозернистой фракции обычно обогащается, собрали и исследовали с точки зрения фазового состава. Удельный вес образцов определялся с помощью пикнометра с использованием керосиновой среды и гелиевого пикнометра.

 

Одной из называемых причин плохой способности шлака из электродуговых печей к затвердеванию под воздействием воды или к пуццолановой реакции, является отсутствие стеклянного компонента. Для того чтобы повысить содержание стеклянного армирующего материала, шлаки из EAF разминались до размера компонентов в 10 мм и подергались плавлению при температуре 1500°C в индукционной электрической печи с внутренней углеродной футеровкой. После гомогенизации расплав быстро охлаждали в воде. Образцы шлака из EAF до и после обработки размалывали в лабораторной шаровой мельнице до получения размера частиц 390 м2кг-1 – 400 м2кг-1 и оценивали их гидравлическое поведение в составе на основе портлендского шлакового цемента  для использования в качестве частичного заменителя GGBS.

 

Для того чтобы оценить пригодность шлака из EAF для использования в качестве заменителя песка в рецептурах растворов для кладки стен, шлак разламывали в роторной дробилке с вертикальным валом (VSI) для получения нужных размеров фракций песка. Измельченный материал отливали в форме призм с размерами 25 мм x 25 мм x 282 мм, которые состояли из одной части цемента и трех частей раздробленного песка EAF. После отверждения призмы испытывали на автоклавное расширение и расширение Ле Шателье в соответствии с нормативами Индийского бюро стандартов (BIS).4 Предел прочности при сжатии раствора был испытан на 50-мм кубах в соответствии со стандартной практикой.5 В качестве контрольного образца использовался обыкновенный песок вместо шлака из EAF для всех испытаний.

 

Результаты и обсуждение

Химический анализ

Химический анализ шлака из EAF дан в таблице 1. Шлак демонстрирует увеличение массы, превышающее значение, которое можно объяснить присутствием серы, что указывает на наличие самородного железа. Железо присутствует и при двух-, и при трехвалентном насыщении окислением. По сравнению с некоторыми  европейскими стальными шлаками, о которых сообщалось в более ранних работах6-8, шлак из EAF, рассмотренный а данной работе, содержит больше алюминия и количество свободной извести, которым можно пренебречь.

 

таблица 1 – Химический состав шлака из EAF

Оксиды

Масса (%)

SiO2

18.2

Al2O3

9.80

Fe2O3

29.7

CaO

30.8

MgO

8.50

TiO2

0.85

MnO

0.60

P2O5

0.67

S

0.05

Увеличение при возгорании

2.10

 

таблица 2 – Классификация стального шлака на основе щелочности и минералогии

Способность к затвердеванию под воздействием воды

Группа

Щёлочность

 

 

 

 

CaO SiO2

CaO (SiO2 + P2O5)

Низкая

оливин

0.9 - 1.5

0.9 - 1.4

 

мервинит

1.5 - 2.7

1.4 - 1.6

Средняя

двухкальциевый силикат

 

1.6 - 2.4

Высокая

трехкальциевый силикат

>2.7

>2.4

 

Показатель щелочности шлака, рассчитанный на основе CaO/SiO2 и CaO/(SiO2+P2О5) составляет 1.85 и 1.78 соответственно. Взаимоотношения между щелочностью, фазовым составом и гидравлической активностью стального шлака по данным источников, представлены в таблице 2. Соответственно шлак из EAF, рассмотренный в данном исследовании, относится либо к группе мервинита с низкой реактивностью, либо к области между группой мервинита – двухкальциевого силиката с активностью от низкой до средней.


Минералогический анализ

Минералогический состав композитного шлака из EAF (а также более трудно поддающейся перемалыванию фракции, полученной при размоле связующего вещества) был проанализирован с помощью XRD (Рисунок 1). Анализ шлака показал присутствие вюстита (FeO), за которым следуют магнезиоферрит (MgFe2O4), геленит (Ca2Al(AlSi)2O7), монтичеллит (CaMgSiO4) и ларнит (Ca2SiO4). Более трудно поддающаяся размалыванию фракция шлака из EAF содержит больше вюстита, но мало ларнита и геленита.

Рисунок 1 - XRD шлакового композита  из EAF
 

Физические параметры

Удельный вес шлака, который определяется с помощью гелиевого пикнометра, составляет 3.72 по сравнению со значением 3.65, определенным методом пикрометрии с использованием керосина. Индекс связывания шлака составляет 27 кТу-1, т. е. несколько менее значений 29-30 кТу-1, имеющихся у стальных шлаков LD индийского происхождения.10

 

Свойства шлака из EAF с быстрым охлаждением расплава

Изменение концентрации неорганических оксидов до и после обработки показано на Рисунке 2. Фазовый состав по результатам XRD показан на Рисунке 3. Из результата XRD видно, что обработка образца быстрым охлаждением расплава в печи с графитовой футеровкой не дает никакого увеличения стеклянной фазы. Сообщается, что при аналогичной обработке золы-уноса получается концентрация стекла более 95% с сильно улучшенными зольно-пыльными свойствами.11 Тем не менее, исследуемый в настоящей статье шлак из EAF имеет более высокую степень кристалличности по сравнению с необработанным шлаком. Имеется заметное снижение содержания оксида железа а образцах обработанного шлака с  сопутствующим повышением содержания CaO и SiO2. Такое снижение может объясняться тем, что в ходе плавления часть железа выделяется в виде ячеистой массы, и, как правило, оседает на дне и боковых стенках футерованной графитом печи. Эту часть физически отделяют от остального материала перед проведением анализа. Фазовый состав показывает увеличение содержания мервинита и ларнита и уменьшение вюститовой фазы.

Рисунок 2 – Изменение основных оксидов шлака из EAF до и после обработки с быстрым охлаждением расплава.

 
 

Рисунок 3 - XRD шлака из EAF после обработки с быстрым охлаждением расплава.

 

Удельная масса шлака составляет 3.5, что незначительно превышает значение для соответствующего необработанного шлака из EAF. Шлак пористый, и легко поддается размолу. В условиях таких же концентраций при размоле на лабораторной шаровой мельнице  для получения на обработанном шлаке тонкости измельчения 400 м2кг-1 требуется в два раза меньше времени, чем при работе с необработанным шлаком из EAF.

 

Микроструктура

Микроструктура шлака из EAF до и после обработки дана на Рисунке 4. В шлаке из EAF обнаруживается преобладающее присутствие вюстита с высокой отражающей способностью, а также магнезиоферрита и силикатов. Образца расплава с быстрым охлаждением имеют типичную древовидную структуру с более мелкими кристаллами мервинита и ларнита с прекрасной ориентацией. Вюстит содержится в меньшем количестве, зачастую, в виде фазы внедрения в матрице.

 

Аналогичное исследование, проведенное на индийским стальных шлаках, в которых участвовал автор данной статьи, не обнаружило такого уменьшения содержания железа или какого-либо иного изменения фазового состава10. В этом исследовании эксперимент с быстрым охлаждением расплава производился в лабораторном масштабе с использованием платинового тигеля и оксидной керамической футеровки. В микроструктурах, тем не менее, были выявлены существенные отличия, аналогичные тем, о которых уже говорилось в настоящей статье (Рисунок 5).

1 | 2
Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное
Статьи по теме

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ: Детский сад категории «А»
ТРАНСГЕННЫЕ СЕЛЬХОЗКУЛЬТУРЫ
МУЛЬТИЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ GREE GMV,
РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ «ПЛАЩА-НЕВИДИМКИ»
ГУЛЬКЕВИЧСКИЙ МАЛЬТОДЕКСТРИН
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СЕМЯН: новые возможности BASF
СИСТЕМА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ФАСАДОВ CAPAROL «CAPATECT CARBON»
«ДЕРЕВЯННЫЙ» САЙДИНГ WOODSTOCK
БЕЛОРУССКИЕ КРАХМАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПЛИТЫ GUTEX THERMOFIBRE
ПОТРЕБЛЕНИЕ МЯСА УСКОРЯЕТ ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА
РЕАКТОР СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНОЙ КОНВЕРСИИ ДЛЯ ТАНЕКО
ГНС о МОДЕРНИЗАЦИИ ЭП-300 И УСТАНОВКИ ГИДРООЧИСТКИ
НОВЫЕ ЦИСТЕРНЫ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ГИДРОКСИДА НАТРИЯ
БАНАНЫ И МАНИОКА ЗАМЕНЯТ ПШЕНИЦУ И РИС
ИСКУССТВЕННОЕ СОЛНЦЕ ДЛЯ ТЕПЛИЧНЫХ РАСТЕНИЙ
ПРОЕКТ СОЗДАНИЯ ЭКЗОСКЕЛЕТА
БУДУЩИЕ ВОДОРОДНЫЕ АВТОМОБИЛИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТРУСЫ
НОВЫЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ЭНДОПРОТЕЗЫ ИЗ НАНОКЕРАМИКА
ФАСАДНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ в ИНДИВИДУАЛЬНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ЕВРОПА ПЕРЕВОДИТ КОНДИЦИОНЕРЫ НА ПРИРОДНЫЙ ХЛАДАГЕНТ
КУЗОВ ИЗ МАГНИЕВОГО СПЛАВА
ПРОРЫВ В ОБЛАСТИ ОПТИЧЕСКОЙ ПЕЧАТИ
МОДЕРНИЗАЦИЯ АГРЕГАТА АММИАКА на ЧЕРКАССКОМ «АЗОТЕ»
МОДЕРНИЗАЦИЯ ХЛОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА на КЧХК
НОВЫЕ АЗОТНО-СЕРНИСТЫЕ УДОБРЕНИЯ УРАЛХИМА
КАЛЬЦИЙФОСФАТНЫЙ ЦЕМЕНТ ДЛЯ ХИРУРГИИ
РЕАГЕНТЫ на ОСНОВЕ БИШОФИТА
НОВОЕ ЖБИ-ПРОИЗВОДСТВО
НАНОПОКРЫТИЯ «ПЛАКАРТА»: результаты испытаний
МЕМБРАНЫ для ГЕНЕРАТОРА ВОДОРОДА
IT-СИСТЕМА для УВЕЛИЧЕНИЯ ГЛУБИНЫ ПЕРЕРАБОТКИ
ТЕХНОЛОГИЯ NEWCHEM для ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИНОЗЕМА
НОВЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ МОДУЛЬ «ОПТОГАНА»
СТАЛЬ С ПОКРЫТИЕМ AGNETA
МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ИСТОРИЧЕСКИХ ЗДАНИЙ
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ STERILIUM
ПЕРЕХОД К ГАЗОМОТОРНОМУ ТОПЛИВУ
НОВЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ BASF
«Металл Профиль» предлагает сгладить углы
МАСЛА ЛУКОЙЛ НА ЗАВОДАХ REXAM
ДОМ С НЕЙТРАЛЬНЫМ ЭНЕРГОБАЛАНСОМ
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ SECRET FIX
СИСТЕМЫ ОПАЛУБКИ PERI

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved