BE827132R - Materiaux de construction et procede de fabrication de materiaux de construction a base de compositions de sulfite-cendre volante - chaux - Google Patents

Description

  Matériaux de construction et procédé de

  
fabrication de matériaux de construction à base

  
de compositions de sulfite-cendre volante -

  
chaux La présente invention concerne plusieurs améliorations de l'invention décrite et revendiquée dans le brevet belge n[deg.] 807.539.

  
En bref, l'invention décrite dans le brevet belge n[deg.] 807.539 concerne des procédés d'élimination et d'emploi de boues de lavage contenant des sulfites de métaux alcalins.

  
Ces boues peuvent provenir du lavage à la chaux ou à la pierre à chaux de gaz contenant des oxydes du soufre, comme les gaz de cheminées, en vue de leur désulfuration; le produit de fond présent dans l'installation de lavage comprenant une suspension aqueuse de sulfites de métaux alcalino-terreux. Ces boues peuvent également être produites au cours de la mise en oeuvre

  
du procédé de double désulfuration aux alcalis selon lequel les gaz de cheminée sont lavés avec des solutions d'hydroxyde de sodium, de potassium ou d'ammonium. La boue est produite lorsque ces solutions sont ensuite traitées par de la chaux ou de la pierre à chaux afin

  
de faire précipiter les sulfites.

  
Les boues sulfitiques qui conviennent à la mise

  
en oeuvre du procédé selon l'invention peuvent également comprendre certains composés du type sulfate. Ceux-ci peuvent provenir de réactions chimiques accidentelles accompagnant les stades de désulfuration et de lavage

  
ou bien ils peuvent provenir d'étapes spécifiques desti-nées à oxyder des sulfites en sulfates pour certains buts spécifiques, comme celui d'améliorer les caractéristiques déshydratantes.

  
En général, ces boues aqueuses sont déshydratées  et traitées, selon les besoins, avec de la chaux et/ou des cendres volantes, afin d'obtenir de nouvelles com-.

  
 <EMI ID=1.1> 

  
de solides, les solides comprenant de 0,25 à 70 % en poids de sulfite de métal alcalino-terreux, de 0,25 à

  
 <EMI ID=2.1> 

  
ble peut être utilisée comme charge de jointoiement dans les constructions, comme compositions intervenant dans la construction de routes ou pour la formation d'agrégats synthétiques.

  
La boue elle-même, avant de procéder au traitement, peut fournir une certaine partie ou la totalité de l'hydroxyde de métal alcalino-terreux nécessaire et/ou de

  
la cendre volante. Normalement, un excès stoechiométrique de chaux ou de pierre à chaux que l'on utilise pour l'opération de lavage et l'hydroxyde de métal alcalinoterreux restant ou résiduel sont ensuite disponibles pour la réaction conforme à la présente invention. De manière similaire, la cendre volante peut ne pas être séparée des gaz de cheminée avant de procéder à l'opération de lavage et cette cendre volante est disponible pour la réaction. 

  
Les autres améliorations qui font l'objet de

  
la présente invention résident dans l'utilisation d'autres matières constituant des déchets pour remplacer en partie ou en totalité les additions de chaux et de cendre volante précédemment spécifiquement décrites et utilisées.

  
Les matières supplémentaires ou complémentaires que l'on peut utiliser dans ces compositions durcissables comprennent, conformément à la présente invention, le ciment Portland, le ciment à haute teneur en alumine, la chaux perdue, la poussière de chaufour, la chaux partiellement calcinée, la poussière de four à ciment,

  
la poussière de résidus de hauts fourneaux et de fours

  
à huile noire, les scories ou laitiers, les queues ou refus des mines charbonnières, la "boue rouge" provenant de la réduction chimique de la bauxite, les déchets d' alun, les cendres de fond et n'importe quels résidus d'incinération alumino-siliceux ou siliceux fortement amorphes, comme ceux provenant de l'incinération de résidus de raffineries du pétrole.

  
Dans certains cas, ces autres matières résiduaires sont des suspensions floculantes avec une forte proportion d'eau physiquement associée. Comme les solides dans ces suspensions réagissent, cette eau devient disponible. La proportion de telles suspensions de déchets ou résidus dans le mélange de traitement conforme à la présente invention peut être limitée par la teneur en eau ainsi apportée au mélange. Il faut noter que ces matières supplémentaires ou complémentaires peuvent fournir des réactifs pour la réaction cimentaire pouzzolanique,

  
ou bien elles peuvent servir d'agrégats ou de charges. Ces matières peuvent également contribuer à une activité cimentaire supplémentaire, comme dans le cas du ciment Portland ou à base d'alumine. La chaux perdue, la chaux partiellement calcinée, la poussière de four à ciment

  
et la poussière de résidus de hauts fourneaux ou de fours à huile noire sont des sources actives d'hydroxydes de métaux alcalino-terreux pouvant intervenir dans la réaction sur laquelle la présente invention est fondée.

  
Ces matières, en combinaison avec celles précédemment décrites ou en combinaison avec d'autres sources d'hydroxydes de métaux alcalino-terreux ou de composés

  
à activité pouzzolanique, peuvent s'utiliser pour le traitement de boues sulfitiques de manière à produire des matières durcissables à partir de celles-ci, ces compositions durcissables étant définies comme précédemment, avec l'exception que la teneur de 10 à 99,5 % en cendre volante dans les solides de la composition de la boue peut être constituée de cendre volante ou de quantités équivalentes d'autres matières possédant une activité pouzzolanique, la quantité équivalente étant déterminée selon le test ASTH C-618, "Pouzzolanic Activity Index -

  
 <EMI ID=3.1> 

  
Ainsi, la quantité de résidu de déchet d'incinérateur siliceux fortement amorphe, comme celui provenant de l'incinération de déchets des raffineries du pétrole, assurant une activité pouzzolanique, mesurée selon l'essai susmentionné, correspondant à l'activité de 10 à 99,5 % de cendre volante, peut être incorporée dans les compositions conformes à la présente invention et utilisée pour la mise en oeuvre des procédés selon l'invention.

  
D'autres matières résiduaires ou perdues peuvent, comme on l'a déjà décrit plus haut, également être incorporées à la place d'une certaine partie ou de la totalité de la teneur en cendre volante nécessaire, en fonction de l'activité pouzzolanique de ces matières, mesurée conformément au test susmentionné.

  
De manière similaire, les diverses matières résiduaires ou perdues susmentionnées, comprenant des hydroxydes de métaux alcalino-terreux ou des oxydes de métaux alcalino-terreux hydratables, peuvent également être incorporées dans la proportion de leur équivalence molaire

  
 <EMI ID=4.1> 

  
Pour une meilleure compréhension de la présente invention, on se référera à présent aux exemples illustratifs suivants qui ne limitent l'invention en aucune manière et qui ont plus particulièrement trait aux procédés de traitement des boucs et aux compositions durcissables et durcies que l'on peut en obtenir. 

  
EXEMPLE 1

  
Une boue de lavage sulfitique, produite par le lavage à la pierre à chaux de-gaz de cheminée d'une centrale thermique industrielle travaillant au charbon pulvérisé, a été déshydratée jusqu'à présenter une te-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
solides de cette boue répondait à la formule suivante :

  

 <EMI ID=6.1> 


  
On a testé divers mélanges de cette boue avec

  
du ciment Portland et du ciment à base d'alumine, les ciments ainsi améliorés comprenant jusqu'à 40 % en poids des solides de la boue résultante. Le développement de la résistance, comme indiqué par la résistance à la pénétration, est montré par les essais dont les résultats figurent dans le tableau 1 qui suit. 

  

 <EMI ID=7.1> 


  

 <EMI ID=8.1> 


  

 <EMI ID=9.1> 
 

  
 <EMI ID=10.1> 

  
Une boue produite au cours de la mise en oeuvre d'un_procédé:de double traitement aux alcalis pour la  désulfuration de gaz de cheminée a été déshydratée jusqu'à une teneur en solides de 62 % en poids. De la cendre volante provenant de la même centrale thermique dans laquelle les gaz de cheminée furent produits a été

  
 <EMI ID=11.1> 

  
total de l'échantillon de boue. Au cours de la mise en oeuvre de cet exemple particulier, on n'a pas ajouté de matière alcalino-terreuse supplémentaire en raison de la teneur en hydroxyde de calcium résiduel de la cendre volante et de la boue.

  
On a ensuite laissé durcir ce mélange préparé et on l'a testé en ce qui concernait sa résistance à la pénétration, les résultats obtenus étant rassemblés dans le tableau 2.

TABLEAU 2

Résistance à la pénétration

  

 <EMI ID=12.1> 
 

  
EXEMPLES 3 et 4

  
De la poussière de chaufour (pierre à chaux partiellement calcinée) a été mélangée à la boue de lavage sulfitique provenant d'une installation de lavage pilote dans une centrale thermique industrielle. Cette

  
 <EMI ID=13.1> 

  
On a mélangé du laitier de haut fourneau à de la

  
 <EMI ID=14.1> 

  
et de 5 % d'hydroxyde de calcium).

  
On a laissé durcir ces mélanges de la manière indiquée et on en a testé la résistance à la pénétration, les résultats apparaissant dans les tableaux 3 et 4. 

  

 <EMI ID=15.1> 


  

 <EMI ID=16.1> 


  

 <EMI ID=17.1> 
 

  

 <EMI ID=18.1> 


  

 <EMI ID=19.1> 


  

 <EMI ID=20.1> 
 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
Une boue de la même source que celle décrite à l'exemple 3 (dans laquelle on a utilisé dans l'installation de lavage de la chaux contenant approximativement

  
 <EMI ID=22.1> 

  
des solides de la boue, après addition de cendre volante, était la suivante (% en poids) :

  

 <EMI ID=23.1> 


  
 <EMI ID=24.1> 

  
On a ajouté de la chaux à forte teneur en calcium et un ciment typique de type I à divers mélanges de cette boue et on a pris la résistance à la pénétration des produits d'essai obtenus, après durcissement à 38[deg.]C, dans une atmosphère humide, les résultats apparaissant dans les tableaux 5 et 6. 

  

 <EMI ID=25.1> 


  

 <EMI ID=26.1> 


  

 <EMI ID=27.1> 
 

  

 <EMI ID=28.1> 


  

 <EMI ID=29.1> 


  

 <EMI ID=30.1> 
 

  
EXEMPLE 6

  
Une boue, telle que décrite ci-dessus à l'exemple 1 (teneur en solides 50 %), a été traitée par de

  
la chaux monohydratée dolomitique et un ciment typique de type I. On a durci des échantillons des produits obtenus dans une atmosphère humide à 38[deg.]C, les résultats obtenus étant rassemblés dans le tableau 7 qui suit. 

  

 <EMI ID=31.1> 


  

 <EMI ID=32.1> 


  

 <EMI ID=33.1> 

Claims (1)

1. Ce qui précède décrit l'invention en se référant à des exemples, des matières et des formes de réalisation spécifiques de celles-ci. Il est cependant bien entendu que l'invention n'y est nullement limitée et que l'on peut apporter au procédé conforme à l'invention de nombreuses modifications et variantes sans pour autant sortir de son cadre et de son esprit.

   REVENDICATIONS

   1. Procédé acceptable du point de vue écologique de production d'une composition cimentaire structurale, durcissable, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter une suspension produite au cours du lavage de gaz de cheminée, lavage au cours duquel des gaz de cheminée contenant des oxydes de soufre sont désulfurés par traitement chimique, à l'aide de matières comprenant de la chaux ou de la pierre à chaux, la suspension de lavage ainsi obtenue comprenant une suspension aqueuse de sulfites de métaux alcalino-terreux et de carbonates, sulfates, hydroxydes ou oxydes de métaux alcalino-terreux, ledit traitement de la suspension consistant en la déshydratation de cette suspension et l'addition à la suspension ainsi déshydratée d'une matière résiduaire

   ou déchet possédant une activité pouzzolanique et d'une matière alcalino-terreuse, selon les besoins, si bien que la composition finale des solides dans la suspension <EMI ID=34.1> d'hydroxydes de métaux alcalino-terreux, de 0,25 à 70 Sa en poids de sulfites de métaux al calino-terreux et de la matière résiduaire ou déchet à activité pouzzolanique

   t

   assurant une activité pouzzolanique, comme déterminée

   <EMI ID=35.1>

   2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière résiduaire ou déchet à activité pouzzolanique est constituée par un résidu d'incinération alumino-siliceux ou siliceux fortement amorphe.

   3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière alcalino-terreuse ajoutée à la suspension en question est choisie dans le groupe formé par les déchets de chaux, la chaux partiellement calcinée, la poussière de chaufour, la poussière de four à ciment et la poussière de déchets de hauts fourneaux ou de four à huile noire.

   4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la matière résiduaire ou déchet à activité pouzzolanique est la cendre volante.

   5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière alcalino-terreuse est la chaux.

   6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension déshydratée est traitée en lui mélangeant encore des additifs choisis dans le groupe formé par le ciment Portland, le ciment à haute teneur en alumine, le laitier de haut fourneau ou de four à huile noire, les cendres de fond, les queues

   ou refus des mines à charbon, les résidus ou déchets d'alun et la "boue rouge".

   7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la composition finale comprend également des sulfates de métaux alcalino-terreux, ledit sulfite formant au moins 10 % en poids de ladite combinaison totale de sulfate et de sulfite.

   8. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la boue traitée possède une teneur en solides variant de 30 à 60 % en poids.

   9. Procédé suivant la'revendication 1, caractérisé en ce que la boue traitée possède une teneur en

   <EMI ID=36.1>

   10. Procédé acceptable du point de vue écologique pour éliminer la suspension d'une installation de lavage dans laquelle des gaz contenant des oxydes du soufre sont désulfurés par traitement chimique à l'aide de matières comprenant de la chaux ou de la pierre à chaux, caractérisé en ce que l'on déshydrate la boue produite, en ce que l'on y ajoute ensuite une matière alcalino-terreuse et une matière résiduaire ou déchet à activité pouzzolanique, si bien que ladite suspension déshydratée est

   <EMI ID=37.1>

   solides en poids, lesdits solides comprenant de 0,25 à 70 % en poids d'hydroxydes de métaux alcalins et une matière résiduaire ou déchet à activité-pouzzolanique

   en une quantité suffisant à conférer une activité pouzzolanique, telle que déterminée conformément à l'essai

   <EMI ID=38.1>

   te, en ce que l'on place ladite matière ainsi obtenue dans une aire ouverte et en ce que l'on permet à cette matière de durcir dans les conditions atmosphériques.

   11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la désulfuration en question implique le lavage des gaz de cheminée précités par une solution d'hydroxyde de sodium, de potassium ou d'ammonium et le traitement subséquent de ladite solution par de la chaux ou de la pierre à chaux.

   12. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits gaz contenant des oxydes du soufre sont engendrés dans une centrale thermique travaillant avec du charbon pulvérisé, ladite suspension comprenant également de la cendre volante provenant de l'installation en question.

   13. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ladite matière ou déchet à activité pouzzolanique est un résidu d'incinération alumino-siliceux

   ou siliceux fortement amorphe.

   14. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la matière alcalino-terreuse ajoutera ladite suspension est choisie dans le groupe formé par les déchets de chaux, la chaux partiellement calcinée,

   la poussière de chaufour, la poussière de four à ciment et la poussière de déchets de haut fourneau et de four

   à huile noire.

   15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la matière résiduaire ou déchet à activité pouzzolanique est la cendre volante.

   16. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la matière alcalino-terreuse est la chaux.

   17. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la suspension déshydratée est traitée en

   y mélangeant encore divers additifs choisis dans le groupe formé par le cinent Portland, le ciment à forte teneur

   en alumine, le laitier de haut fourneau ou de four à huile noire, les cendres de fond, les queues ou refus

   <EMI ID=39.1>