Спосіб обробки сталевого шлаку та гідравлічний мінеральний в’яжучий матеріал

Реферат: Винахід стосується способу обробки сталевого шлаку для отримання гідравлічного мінерального в'яжучого матеріалу з високою здатністю до затвердіння та для відновлення заліза. З цією метою вхідний продукт, який містить сталевий шлак, повинен містити МnО. Такий вхідний продукт надалі обробляється як плав шляхом введення відновників до плаву. Коефіцієнт насичення вапном в межах 90-110 досягається таким чином у частці мінерального плаву. Потім плав охолоджують у визначений спосіб і елементарне залізо механічним чином відділяють від затверділого плаву. Затверділий плав потім подають для використання як гідравлічного мінерального в'яжучого матеріалу. UA 114755 C2 (12) UA 114755 C2 UA 114755 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується способу обробки сталевого шлаку для отримання гідравлічного мінерального в'яжучого матеріалу з високою здатністю до затвердіння та для відновлення заліза згідно з п. 1 формули. Сталевий шлак, який також називається ЛД (Лінц-Донавіц) шлак, ЛДШ, електропічний шлак (EFS) або шлак SWS (напівсухого скрубера), може, згідно зі способом все ще містити великі кількості заліза. Таке залізо наявне частково у металічній формі, але, головним чином, у формі оксидів мінерально зв'язаних у шлаку. Такі оксиди заліза, що наявні у шлаку, не можуть бути відновлені у чисто механічний спосіб, оскільки вони стійко інкорпоровані до шлакової матриці і спочатку мають бути перетворені на елементарну металеву форму шляхом термо-хімічного перетворення. Шлакова матриця складається в основному зі звичайних оксидів, оксиду кальцію, двоокису кремнію та оксиду алюмінію. Для порівняння, інші шлакові форми, як-то, наприклад, доменний шлак, між тим, виникають у гідравлічно-активних фазах і тому не підходять для високоякісного застосування у цементі. Відповідно вони використовуються в основному лише як дрібний дорожній наповнювач у дорожньому будівництві. В документі ЕР 1 370 501 В1 розкрито, наприклад, спосіб обробки сталевого шлаку з метою отримання шлаку з властивостями гідравлічного в'яжучого матеріалу. Отриманий продукт описано як щонайменше рівний Портландцементу. У такому разі, сталевий шлак, що містить по відношенню до загальної ваги шлаку щонайменше 45 ваг. % оксиду кальцію і менше, ніж 30 ваг. % Fe2О3 - проходить обробку окисненням за допомогою кисню або повітря при тиску в діапазоні в межах 1-15 бар і температурі в діапазоні в межах 1650 °C-1400 °C. Додається джерело вапна до такого шлаку і доповнюється, в разі потреби, джерелом двоокисом кремнію або джерелом оксиду алюмінію. Пропорції джерела вапна та необов'язково джерела двоокису кремнію або оксиду алюмінію обираються таким чином, щоб шлак, після перетворення при кімнатній температурі, мав вміст Fe2O3 принаймні 13 ваг. % і мінералогічний склад, що містить щонайменше 40 ваг. % мінералогічної фази C3S і більше, ніж 10 ваг. % хлориду кальцію / фториду у формі мінералогічних фаз C2F або C4AF. Недоліком такого способу є те, що залізо, наявне у шлаку, не відновлюється і екстенсивні охолоджуючі заходи мать бути вжиті для стабілізації виробленого С 3S. Інший спосіб обробки сталевого шлаку описаний у документі ЕР 1 697 271 В1. У цьому випадку, гідравлічний в'яжучий матеріал має бути отриманий таким, що має щонайменше 25 ваг. % алюмосилікатів кальцію та магнію, щонайменше 5 ваг. % мінеральних оксидів і /або галідів, а також максимум 31 ваг. % оксиду алюмінію, максимум 10 ваг. % алюмоферриту кальцію і максимум 0,01 ваг. % вуглецю. З метою отримання такого продукту основні матеріали, включаючи також сталевий шлак, мають бути розплавлені у відповідних кількостях у відновній атмосфері. Отриманий продукт має бути виділений. Це може здійснюватись за допомогою швидкого охолодження, наприклад, водою або повітрям, а також за допомогою повільного охолодження. Незалежно від типу охолодження, здається, що жодних вартих уваги кількостей аліту головної клінкерної фази не утворюється. Також не описано чи взагалі та яким чином будь-яке елементарне залізо, сформоване таким чином, відокремлюється. В документі WO 96/24696 пропонується спосіб отримання чавуну та цементного клінкеру зі шлаку, що містить оксид заліза. Це може бути, наприклад, сталевий шлак. Обумовлюється, що треба додавати носії оксиду заліза, як-то залізняк або залізні окалини, а також вапно, додатково до шлаку для зниження ферритового шлаку додаючи вуглець, де формуються фаза заліза та фаза та синтерована фаза. Синтерована фаза повторно спікається у окиснюючому середовищі і потім видаляється як клінкер. Таким чином утворюються клінкерні фази при окиснюючих умовах схожим чином як і традиційне виготовлення клінкеру у ротаційній печі. В документі GB 1 556 833 описується спосіб відновлення заліза зі сталевого шлаку, використовуючи добавки та відновлення. Сталевий шлак має бути перетворений на Портлендцемент шляхом спалення з додатковими добавками, як-то крейда, після відокремлення частини заліза. Також з документу US2012/0073406 А1 відомий спосіб відновлення заліза зі сталевого шлаку. Відповідно, шлак заповнюється відновником для відновлення частки наявних оксидів заліза. Потім, шлак спінюється за допомогою пари. Після відокремлення частки заліза та після охолодження, шлак, який залишився, має використовуватись як цементний матеріал, схожий з зольним пилом або шлаковим піском. Схожі способи для відновлення заліза зі сталевого шлаку та застосування шлаку, що залишився, як зольного пилу або шлакового піску, відомі з документів JP 2012 001797 А і JP S51122670. Тому, метою даного винаходу є визначення способу обробки сталевого шлаку, де і гідравлічний мінеральний в'яжучий матеріал з високою здатністю до затвердіння може бути 1 UA 114755 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 отриманий, і також залізо може бути відновлене. Подальшою метою винаходу є представлення гідравлічного мінерального в'яжучого матеріалу з високою здатністю до затвердіння, що переважно базується головним чином на утворені реактивної алітової фази. Така мета досягається згідно з винаходом за допомогою способу обробки сталевого шлаку, що має ознаки за п. 1 формули. Переважні варіанти виконання винаходу визначені у залежних пунктах формули та в описі. У спосіб згідно з винаходом, спочатку наявне перше подання вхідного продукту, що містить сталевий шлак зі складниками заліза, зокрема, у форму оксиду, та МnО, тобто оксид марганцю, де МnО, тобто оксид марганцю, може міститись у сталевому шлаку. Цей вхідний продукт надалі обробляється як плав, переважно у печі, шляхом введення відновників до плаву для відновлення складових заліза з метою досягнення коефіцієнту насичення вапном в межах 90110 у частці менірального плаву, де відновник вводиться до неокиснюючої атмосфери. Таким чином, у середовищі печі діють неокиснюючі умови. Потім, плав охолоджують у визначений спосіб, де плав затвердіває не пізніше, ніж за 15 хвилин. Принаймні частина елементарного заліза потім механічним чином відділяється від затверділого плаву. Затверділий плав, що має зменшений вміст заліза, та алітовий вміст щонаменше 40 ваг. % з вмістом кристалічних фаз щонайменше 60 ваг. %, потім подається для використання в якості гідравлічного мінерального в'яжучого матеріалу. Іншими словами, затверділий плав, що містить частку відновленого заліза, може використовуватись напряму як свого роду портленд-цемент, оскільки він виявляє схожі кристалічні фази. Згідно з винаходом під вхідним продуктом мається на увазі сталевий шлак та, в разі необхідності, додаткові коригуючі складники, як-то МnО або SiO2. Достатня кількість МnО, тобто оксиду марганцю, може цим вже бути наявною у шлаку, що означає, що МnО не потрібно додавати в якості коригуючого складника. Це стосується випадку принаймні деяких сталевих шлаків. У більшості випадків складові заліза наявні у сталевому шлаку у вигляді галідів заліза, сульфідів заліза, селенідів заліза та, зокрема, оксидів заліза, як-то FeO, Fе2О3 або Fe3O4. Вхідний продукт може нагріватись у придатних приймальниках для розплаву або він також може подаватись ззовні у стані рідкого плаву. Електродугова піч, зокрема, трифазної закритої форми, може використовуватись, наприклад, для розплавлення вхідного продукту або для подальшого нагрівання плаву. Введенням відновників складові заліза перетворюються на елементарну металеву форму. Через це, у частці мінерального розплаву, коефіцієнт насичення вапном у діапазоні в межах 90110, бажано в 95-105, досягається. Під часткою мінерального плаву розуміється плав менше елементарного заліза. Коефіцієнт насичення вапном (KSt) позначає вміст СаО, що фактично наявний у сировині або клінкері як відсоток відповідного вмісту СаО, що може бути зв'язаний при широкомасштабних умовах спалювання та охолодження у максимальному випадку до SiО2, Аl2О3 і Fе2О3. Це визначається наступним рівнянням: (де KSt = коефіцієнт насичення вапном). При здійсненні відновлення у неокиснюючій атмосфері це попереджає зворотне окиснення заліза, що вже було відновлене, і таким чином підвищує вихід елементарного заліза. Це надалі сприяє досягненню коефіцієнту насичення вапном. Велика частина заліза осідає у нижній ділянці плавної камери через більшу щільність відносно залишку шлаку. Подальша частка залишається у формі дрібних часток та включень в охолодженому шлаку. Велика частка отриманого Fe може бути видалена з посудини. Це можна здійснити у розплавлено-рідкому стані, схожим зі зливанням чином або у затверділому стані, схоже до випуску "козла". Після затвердіння плаву частка елементарне залізо може бути відокремлене механічним чином і подане для подальшого застосування. Шлак зі зниженим вмістом заліза може використовуватись як гідравлічний мінеральний в'яжучий матеріал. Такий в'яжучий матеріал описаний нижче як LDS (ЛДШ) в'яжучий матеріал. Спосіб за винаходом дозволяє у простий та ефективний спосіб відновити велику частку елементарного заліза зі сталевого шлаку та, крім того, отримати вкрай реагуючий гідравлічний мінеральний в'яжучий матеріал, що головним чином придатний як композитний матеріал для 2 UA 114755 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 високоякісної в'яжучої речовини або як незалежний клінкерний матеріал. Такий LDS (ЛДШ) в'яжучий матеріал відрізняється високою реакційною здатністю та здатністю до затвердіння, а також клінкерними фазами. Він має алітовий вміст (C3S) щонайменше 40 ваг. % з вмістом кристалічних фаз щонаменше 60 ваг. %. Кристалічні фази включають у більшій частині аліт та беліт (C2S) і можуть навіть становити в межах 80 ваг. % і 90 ваг. %. Винахід базується по суті на трьох взаємопов'язаних основних принципах: по-перше, подавання МnО до плаву; по-друге, відновлення заліза до досягнення визначеного коефіцієнту насичення вапном у частці мінерального плаву; і, по-третє, швидке визначене охолодження. Визначений процес охолодження спричиняє утворення дуже великої частки кристалічних фаз з високим вмістом аліту. Вкрай висока реакційна здатність алітної фази, що отримана, спричинена наявністю іонів 2+ Мn , які інкорпоровані до решітчастої структури алітової фази і її збудження призводить до того, що здатність до затвердіння LDS (ЛДШ) в'яжучого матеріалу, завдяки зокрема алітовій фазі, суттєво підвищується. У винахідницькому оброблянні плаву при умовах відновлення Мn наявний у своїй бівале2+ нтній формі як Мn . Введення до решітки аліту є таким чином можливим, де Са заміщається у решітці. Ступінь інкорпорації до 2 % таким чином досягається. Це не є можливим у традиційному виробництві цементного клінкеру. Лише в тій мірі, як Мn складники наявні у цементних сировинних матеріалах, Мn буде наявний у процесі окиснення у 3+ 3+ виробництві цементного клінкеру як Мn . У такий спосіб Мn схильний інкорпоруватись до 3+ вузлів решітки Fe у C4AF. Інкорпорація Мn до вузлів решітки Са аліту або беліту не є можливою. Відповідно, порівнюване підвищення реактивності аліту не є можливе у традиційному виробництві цементного клінкеру у окиснюючій атмосфері, як-то марганцю, в разі наявності як 3+ Мn . Те ж застосовується до всіх способів обробки сталевого шлаку, що здійснюються при окиснюючих умовах. Окрім підвищеної реактивності, включення магнію до алітової фази здатне стабілізувати цю фазу і попередити розпад на беліт та оксид кальцію, незалежно від обраних умов охолодження. Нарешті, необхідний коефіцієнт насичення вапном також відіграє вирішальну роль з огляду на частку аліту та високу реактивність LDS (ЛДШ) в'яжучого матеріалу згідно з винаходом. По суті, будь-яка кількість МnО може бути наявна у вхідному продукті. Однак, є перевагою, якщо вхідний продукт має 0,1 ваг. % - 10 ваг. %, зокрема, 0,5 ваг. % - 5 ваг. %, МnО. При такому 2+ вмісті оксиду марганцю гарантовано, що значна кількість іонів Мn буде інкорпорована до кристалічної решітки алітної фази і таким чином збудить кристалічну структуру. Є перевагою, якщо вхідний продукт містить до 5 ваг. % Аl2О3 і / або 30-50 ваг. % СаО і / або 10-20 ваг. % SіО2.Є навіть більш переважним, якщо вхідний продукт містить 3-5 ваг. % Аl2О3 і / або 35-45 ваг. % СаО і / або 15-20 ваг. % SiO2. З такими фазовими композиціями утворення алітної фази і подальших кристалічних фаз посилюється з огляду термохімічних властивостей. Крім того, при таких діапазонах концентрації оксидів, про які йде мова, є високо ймовірним, що коефіцієнт насичення вапном може досягти в межах 90-110, або навіть більш бажано, в межах 95-105. Якщо вищевказана композиція не міститиметься у поданому матеріалі сталевого шлаку, відсутні оксиди необов'язково можуть бути додані перед або під час процесу плавлення. Переважно, щоб плав мав температуру від приблизно 1450 °C до приблизно 1800 °C, зокрема від 1550 °C до 1750 °C, переважно не більше 1650 °C, перед і / або під час відновлення. Всі складники вхідного продукту, зокрема, оксидні частки, повністю розплавляються при такому температурному діапазоні і реакція відновлення відбувається достатньо швидко, щоб стрімке протікання процесу відновлення було забезпечене з огляду на витрати енергії та термохімічні властивості. Неокиснююча атмосфера може бути відновною атмосферою. Процес відновлення, який відбувається головним чином завдяки доданому відновнику у твердій формі, таким чином додатково підтримується. Є бажаним для вуглецю, кремнію і / або інших металів чи напівметалів використання відновників. Зокрема, нафтовий кокс є придатним для вуглецевої модифікації, оскільки має вкрай високо-специфічну поверхню та відповідно високу реактивність. Кремній, кальцій та алюміній мають додаткові переваги в тому, що оксиди можуть утворювати частини шлаку. Принаймні частина відновника може бути вдута до плаву, наприклад, за допомогою потоку інертного газу. Порожнисті електроди є придатними, зокрема, для вдування відновника до плаву при використанні електродугової печі. Окрім вкрай ефективного розподілу відновника у плаві, додаткове сприяння змішуванню досягається завдяки вдуванню. Застосування інертного 3 UA 114755 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 газу забезпечує те, що небажані побічні реакції, зокрема, окислення відновника та оксидних складників, що містяться у розплаві, не відбуваються. Аргон, наприклад, є особливо придатним для використання в якості інертного газу. Однак, інші способи також можуть використовуватись для включення або вдування відновників до розплавлено-рідкого шлаку. Різна частка відновника може необов'язково бути попередньо змішана з вхідним шлаком у певній пропорції. Це можливо, зокрема, у випадку відновного плавлення шлаку. Це є більш переважним з огляду енергії, однак, беручи вже розплавлений розплавлено-рід-кий шлак з попереднього процесу. У такому випадку може бути переважним вдувати всі відновники. При використанні вуглецю як відновника, монооксид вуглецю і двоокис вуглецю можуть бути отримані як побічні продукти відновлення оксидів. Такі побічні гази виходять з плаву і це може призвести до спінення плаву. З метою зменшення спінення, може бути переважним введення флюсу, наприклад бору в оксидній формі, як-то боракс, до плаву. Згідно з переважним варіантом способу за винаходом рідке елементарне залізо відокремлюється після процесу відновлення і перед процесом затвердіння плаву. Рідке елементарне залізо має вищу щільність аніж фаза плаву, воно збирається внизу плавної печі і може бути видалене звідти відносно легко. Під плавною піччю або плавильним агрегатом розуміється, в межах обсягу за винаходом, приймальна ємність для отримання фази плаву, що дозволяє підтримувати плав у рідкому стані завдяки додатковій подачі енергії, наприклад, електродугова піч. В принципі, шлак охолоджують таким чином, щоб він затвердів до досягнення 15-хвилинного значення. Суттєвою властивістю у такому випадку є те, щоб він охолоджувався нижче температури трансформації, що становить приблизно 850 °C. Різні способи можуть використовуватись для охолодження плаву. Суттєвою властивістю є те, щоб був наявний бажаний максимальний час охолодження. Можливо, наприклад, використати прилад, схожий з тим, що використовується у традиційному клінкерному охолодженні, наприклад, колосниковий охолоджувач або також у виробництві білого цементного клінкеру (водне охолодження), що охолоджує плав швидко, щоб він затвердівав менше, ніж за 15 хвилин, наприклад, в межах 10 хвилин і 15 хвилин або в межах 7 хвилин і 9 хвилин. Якщо плав має бути охолоджений навіть ще швидше, щоб він затвердівав, наприклад, після трьох чи менше хвилин, способи охолодження у комбінації з процесом грануляції є рішенням для цього. Плав може, наприклад, бути гранульований вологим або сухим та водночас охолоджуватись. У випадку вологого охолодження і відповідно гранулювання, швидкість охолодження становить приблизно 1600 °C за хвилину. На противагу, при охолодженні повітряним гранулюванням, швидкість охолодження сягає у більшості випадків нижче такого значення. В залежності від умов середовища, як-то витрати води та повітря, можна досягти часу охолодження в діапазоні двох хвилин або менше, як-то, наприклад, одна хвилина або менше, ніж півхвилини. Слід зауважити, у випадку вологого гранулювання, оскільки отримується гідравлічний реактивний матеріал, що цей матеріал, в свою чергу, має бути висушений якомога скоріше після охолодження. У випадку процесу охолодження повітрям, енергія, що абсорбується з повітря, може бути відновлена. В зв'язку з цим, тепло повітря, нагрітого процесом гранулювання, може використовуватись, наприклад, для отримання пари. Така пара може, в свою чергу, потім використовуватись для функціонування парових турбін, що продукують електричну енергію за допомогою генераторів. Така енергія, в свою чергу, може бути потім використана для способу за винаходом або в інших цілях. Очевидно, що застосування інших способів охолодження також можливе, якщо вони сприяють достатньо швидкому затвердінню. Згідно з переважним варіантом виконанням способу за винаходом, механічне відокремлення елементарного заліза відбувається за допомогою процесу подрібнення та процесу сортування. Така стадія способу, де спосіб є зокрема придатним, розкрита у міжнародній заявці на винахід WO 2011/107124 А1. Залізо вивільняється під час процесу розмелювання і потім відокремлюється на розмельному диску завдяки різниці у щільності між залізом та мінералогічною матрицею. Воно потім вивільняється по краю диска і надалі необов'язково збагачується послідуючими процесами сортуванням та розподілу. З метою зменшення і деагломерації затверділого плаву використовується валковий млин, бажано типу LOESCHE. На додачу, винахід стосується гідравлічного мінерального в'яжучого матеріалу, що має мінералогічний склад щонайменше 40 ваг. % аліту (C3S) та коефіцієнт насичення вапном приблизно 90-110. Вищий вміст аліту в 50 ваг. %, зокрема, 60 ваг. %, є бажаним. Вміст беліту становить переважно в межах 15 ваг. %-25 ваг. %. Гідравлічний мінеральний в'яжучий матеріал 4 UA 114755 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 може бути виготовлений за допомогою способу згідно з винаходом і є також описаним в межах обсягу винаходу як LDS (ЛДШ) в'яжучий матеріал. LDS (ЛДШ) в'яжучий матеріал має мінералогічний склад максимум 30 ваг. % склофаз, переважно менше, ніж 20 ваг. %. Відсотковий вміст, що залишився, по суті наявний у кристалічних фазах. Винахід буде пояснено більш детально нижче за допомогою схематичного прикладу варіанту виконання винаходу шляхом посилання на фігури, де: Фіг. 1 відображає схематичне представлення варіанту виконання способу за винаходом; і Фіг. 2 відображає гістограму, де представлено рівень теплоутворення гідравлічного мінерального в'яжучого матеріалу згідно з винаходом. Вхідний продукт подається на стадії І у представленні за Фіг. 1. Такий вхідний продукт включає по суті ЛД шлак. Вхідний продукт має вміст МnО в діапазоні в межах 1 ваг. % і 5 ваг. %. Більшість ЛД шлаків, що також описані як SWS (напівсухого скрубера), також мають вміст МnО у бажаному діапазоні. Якщо це не такий випадок, Мnо додається до шлаку. Додаткові коригуючі речовини, наприклад, SіО2-вмісні речовини, також можуть бути додані на цей час або в інший час з метою досягнення надалі необхідного коефіцієнту насичення вапном. Відновник вже може бути доданий до вхідного продукту на цій стадії. Нафтовий кокс є особливо придатним для такої мети. На послідуючій стадії II відбувається обробляння вхідного продукту для отримання плаву, в разі необхідності. Шлак може або бути отриманий вже у стані рідкого плаву з попереднього процесу або також може бути наявний у холодній твердій формі. Плавлення і / або нагрівання шлаку може відбуватись у електродуговій печі. Вона може функціонувати у стійкій роботі з вогнестійким складом графіту або вуглецевовмісного вогнестійкого матеріалу. Електродугова піч також може бути описана як плавильний агрегат. Плав має досягти температури в межах приблизно 1600 °C та 1750 °C перед початком додаванням відновників на стадії III. При відновленні складників заліза у плаві моноксид вуглецю і / або двоокис вуглецю можуть бути утворені, які виходять з плаву як гази. Це може призвести до спінення плаву. З метою зменшення спінення флюс, наприклад, невелика кількість бораксу може бути додана до плаву. В'язкість плаву таким чином знижується. З метою попередження повторного окиснення відновленого заліза атмосфера печі насичується інертним газом, наприклад, аргоном. Аргон також може бути напряму введений до плаву. Частина відновників може потім бути вдута разом з потоком аргону напряму до плаву. Аргон, що тече по плаву, спричиняє циркуляцію плавного розчину і таким чином має позитивний вплив на відділення металу. Як тільки в основному всі складники заліза, що наявні у вхідному продукті, відновлено, залишкова частка мінерального плаву повинна мати коефіцієнт насичення вапном в межах 90110. Це слід зауважити для композиції вхідного продукту. Бажаний коефіцієнт насичення вапном може бути досягнутий багатьма ЛД шлаками. Більшість заліза -приблизно 80 % - 90 % - осідає на дні плавного відсіку як окрема фаза. Ця фаза все ще може бути відділена у рідкому стані. На стадії IV, рідкий плав, що залишився, потім видаляється і піддається охолодженню, щоб він затвердівав менше, ніж за 15 хвилин. Таке охолодження можна здійснити, наприклад, шляхом сухого гранулювання за допомогою повітряного охолодження протягом менше, ніж двох хвилин. Однак, частка металевої фази залишається у затверділому грануляті, наприклад, у формі вкраплень та включень у мінеральній частині, її механічна обробка є необхідною для підвищення виходу металу. Таке механічне відокремлення елементарного заліза відбувається на стадії V у спосіб розмелювання за допомогою валкового млина LOESCHE та подальшого сортування. У такому разі залізо може бути відокремлене завдяки різниці щільності у порівнянні з мінералогічною часткою. Спосіб, описаний у документі WO 2011/107124 А1 є особливо придатним в таких цілях. Залишена мінеральна частка представляє собою ЛДШ в'яжучий матеріал згідно з винаходом, який наявний на стадії VI. Він може бути використаний як високоякісний гідравлічний мінеральний в'яжучий матеріал. Оскільки він виявляє високу частку клінкерних фаз, процес спікання або згорання більше не є необхідним. Таблиця 1 визначає хімічний склад вхідного продукту, що є необробленим ЛД шлаком, і ЛДШ в'яжучого матеріалу, отриманого за допомогою способу за винаходом. Значення надані у ваг. % для кожного випадку. ЛШД в'яжучий матеріал, отриманий в цьому випадку, наприклад, вологою грануляцією, охолоджено водою протягом кількох хвилин. 60 5 UA 114755 C2 Таблиця 1: Хімічний аналіз шлакової основи та ЛДШ в'яжучого матеріалу у ваг. % 5 Згідно з Таблицею 1 коефіцієнт насичення вапном становить 70,1 для шлакової основи і 104,6 для ЛДШ в'яжучого матеріалу. Таблиця 2 відтворює кристалічний склад шлакової основи та ЛДШ в'яжучого матеріалу у ваг. %. 6 UA 114755 C2 Таблиця 2: Фазовий склад шлакової основи та ЛДШ в'яжучого матеріалу згідно з Rietveld у ваг. %. 5 10 15 20 Як можна визначити з Таблиці 2, у спосіб за винаходом можна отримати високу алітову частку в 56,3 ваг. % і щонайменше 76,2 ваг. % кристалічних фаз у ЛДШ в'яжучому матеріалі. Також слід відзначити, однак, що лише приблизно 20 ваг. % склофаз отримується, хоча й використано процес охолодження, схожий з процесом для виготовлення шлакового піску, що зазвичай складається зі значно більше, ніж 90 ваг. % склофаз. На Фіг. 2 відображено гістограму рівня теплоутворення у випадку встановлення під час ранньої гідратації до 48 годин стандартного цементу (СЕМ І 42.5 R), суміші 70 % стандартного цементу з 30 % ЛШД в'яжучого матеріалу та суміші 70 % стандартного цементу з 30 % шлакового піску. ЛШД в'яжучий матеріал описано на Фіг. 2 як гранулят. Посилаючись на рівень теплоутворення можна зробити висновок щодо реактивності. Як чітко видно, реактивність ясно знижується через додавання шлакового піску. На противагу, час теплоутворення і, таким чином, основної реактивності, якщо додається ЛШД в'яжучий матеріал за винаходом, направляється по суті лише далі назад. З вищевказаного можна зробити висновок, що ЛШД в'яжучий матеріал сам по собі виявляє високу гідравлічну активність і, тому, особливо добре придатний як композитний матеріал для цементу або як незалежний клінкерний матеріал. У підсумку, можна визначити, що у спосіб за винаходом можна відновити залізо зі сталевого шлаку та отримати гідравлічний мінеральний в'яжучий матеріал, що має неочікувано гарну здатність до затвердівання. 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 1. Спосіб обробки сталевого шлаку для отримання гідравлічного мінерального в'яжучого матеріалу з високою здатністю до затвердівання та для відновлення заліза, що включає стадії: надавання вхідного продукту, що містить сталевий шлак зі складниками заліза, зокрема, в оксидній формі, та МnО, де МnО може міститись у сталевому шлаку, обробляння вхідного продукту як плаву у печі, включення відновників до плаву для відновлення складників заліза з метою досягнення коефіцієнта насичення вапном у мінеральній частці плаву в межах 90-110, де включення відновника здійснюється у неокиснюючій атмосфері печі, визначене охолодження, де плав затвердіває не пізніше ніж за 15 хвилин, механічне відділення принаймні частини елементарного заліза від затверділого плаву, і наступне пряме подавання затверділого плаву зі зниженим вмістом заліза і алітовим вмістом щонайменше 40 ваг. % з вмістом кристалічних фаз щонайменше 60 ваг. % для використання як гідравлічного мінерального в'яжучого матеріалу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вхідний продукт має 0,1-10 ваг. % МnО. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до 5 ваг. % Аl2О3 і/або 30-50 ваг. % СаО, і/або 1020 ваг. % SiO2 містяться у вхідному продукті. 7 UA 114755 C2 5 10 15 20 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що плав має температуру приблизно від 1450 °C до приблизно 1800 °C перед і/або під час відновлення. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що неокиснююча атмосфера є відновною атмосферою. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як відновники використовують вуглець, кремній і/або інші метали або напівметали. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні частину відновника вдувають до плаву. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що відновник вдувають до плаву за допомогою потоку інертного газу. 9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до плаву включають флюс. 10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що рідке елементарне залізо відокремлюють після відновлення та перед затвердіванням плаву. 11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що плав затвердіває не пізніше ніж через 3 хвилини, переважно не пізніше ніж через 2 хвилини. 12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що визначене охолодження здійснюють за допомогою пристроїв для сухого або вологого гранулювання. 13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, визначене охолодження здійснюють за допомогою пристроїв активного охолодження. 14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що механічне відділення елементарного заліза здійснюють за допомогою процесу розмелювання та сортування. 8 UA 114755 C2 9 UA 114755 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10