LU85376A1 - Matieres premieres secondaires pour la fabrication du ciment - Google Patents
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Description
k . fc BL-3614/vdw r £ Revendication de la priorité d'une demande de : . b brevet déposée en RFA le 28 mai 1983 sous le P__no. P 33 19 502.1-45_
BREVET D'INVENTION
L. & C. Steinmüller GmbH ' Fabrikstrasse 1
D - 5270 Gummersbach / RFA
Matières premières secondaires pour la fabrication du ciment.
L'invention est relative à l'utilisation de matières premières secondaires, pour la fabrication du 5 ciment, qui se produisent lors de la combustion suivant le principe du lit fluidisé.
Les matières premières qui sont employées pour la fabrication du ciment doivent contenir les constituants ; principaux suivants : chaux, silice, alumine et oxyde de 10 fer. Comme matières premières naturelles, on utilise de préférence à cet effet du calcaire marneux ou de la marne ayant une teneur en carbonate de calcium d'environ 60 à 80%. Dans les cas où l'on ne dispose pas de calcaire marneux ou de marne, on doit exploiter des gisements de 15 pierre à chaux et des glaisières de haute valeur.
Le principe des foyers à lit fluidisé convient particulièrement bien à la combustion de combustibles de valeur médiocre et même de résidus industriels qui, sans cela, devraient être mis à la décharge à grands frais et 20 au détriment de l'environnement, et qui sont constitués par exemple par des déchets ou stériles de flottation, des déchets de lavage, des boues de bassin provenant de houil-. lères et d®. Schlammes épaissis; selon ce procédé, on peut naturellement faire brûler aussi d'autres combustibles 25 tels que des charbons de meilleure qualité, des charbons
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f ballasts, des tourbes et des schistes bitumineux. Grâce à la combustion de tels déchets, on peut certes atténuer le problème de leur décharge mais on n'est pas encore parvenu jusqu'ici à exploiter de façon économique les ré-Λ 5 sidus de la combustion en lit fluidisé. Jusqu'ici, ils
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ont dû à nouveau être mis à la décharge. On a simplement tenté de mettre en oeuvre les résidus provenant spéciale-, ment de la combustion des déchets de flottation pour la fabrication de briques, comme additif aux liants de mortier 10 et pour la fabrication d'une matière d'addition aux bétons légers. En raison de leur analogie physico-chimique avec les matières premières naturelles (argile, par exemple), les résidus de la combustion de déchets de flottation possèdent une particularité qui ne peut être retrouvée sur les 15 résidus de combustion d'autres matières et notamment de la houille et dont on évitera donc de parler dans ce qui suit. C'est en particulier pour les résidus de la combustion de combustibles fossiles, selon le principe du lit fluidisé, qu'il n'existe encore à l'heure actuelle aucune 20 possibilité d'utilisation.
Les résidus qui sont produits lors de la combustion en lit fluidisé peuvent différer complètement les uns des autres en ce qui concerne leurs propriétés physico-chimiques. Ceci dépend : 25 - du genre des matières à brûler; - du mode opératoire de la combustion; - des matières utilisées pour la désulfuration et du degré de désulfuration; - des endroits de prélèvement dans l'installa- 30 · tion (par exemple cendres derrière un lit fluidisé, cendres derrière un cyclone, cendres derrière un filtre).
Les.résidus provenant de divers endroits de prélèvement présentent en outre des différences en qui 35 concerne leur granulométrie.
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Ces résidus ne sont pas non plus analogues aux cendres provenant d'installations mettant en oeuvred'autres techniques de combustion telles que foyer à grille, foyer à combustible pulvérisé.; et foyer à chambre de fusion car, 5 dans ce cas, la combustion se fait à des températures nettement plus élevées (supérieures à 1000°C). Alors que les résidus des foyers à grille, à combustible pulvérisé ou à chambre de fusion ont une teneur en constituants vitreux qui est le plus souvent supérieure à 90%, les résidus de la 10 combustion en lit fluidisé se présentent surtout à l'état cristallin, ce qui s'oppose à leur utilisation dans dé nombreux domaines de l'industrie des matériaux de construction.
L'invention a donc pour but de résoudre le problème des résidus de la combustion en lit fluidisé ainsi que 15 d'épargner les gisements de matières premières de grande valeur.
A cet effet, il est proposé, selon l'invention, d'utiliser , comme matières premières secondaires de la fabrication du ciment, les résidus qui se produisent lors de 20 la combustion selon le principe du lit fluidisé. Avantageusement, ces matières premières secondaires ont une teneur en poids, rapportée au mélange constituant la poudre brute totale, comprise entre 1 et 60% et de préférence entre 5 et 40%, les matières premières secondaires pouvant être broyées 25 avec les matières premières principales. Selon leur composition chimique, les résidus qui sont produits en divers endroits lors de la combustion en lit fluidisé (cendres de ^ Iît, poussière de cyclone, poussière de filtre) peuvent être utilisés isolément,deux par deux ou trois par trois, en mé-30 lange à sec. En d'autres termes, les résidus de la combustion peuvent être prélevés derrière le lit fluidisé, en tant crue r......
4 1 * 1 un séparateur cyclone, ou derrière un filtre, et être utilisés comme matières premières secondaires soit sans être mélangés à d'autres résidus de la combustion en lit fluidisé, soit après avoir été mélangés à sec pour consti-5 tuer un résidu unique.
Il est possible d'utiliser de diverses façons les matières premières secondaires. Elles peuvent être amenées en quantités dosées aux installations de prépara-i tion usuelles et connues, avec les matières premières naturel- 10 les, et être enfin broyées avec celles-ci pour constituer la poudre brute ciment. Il est à cet effet d'un intérêt tout particulier d'utiliser les résidus avec des teneurs en carbone élevées, dont l'énergie latente est mise à profit lors de la cuisson du clinker. Dans ce cas, le composant calcaire 15 non utilisé en cas de désulfuration directe avec des moyens d'absorption contenant du calcium peut aussi être utilisé selon 1'invention en tant que constituant nécessaire de la * poudre brute de ciment. Selon l'invention, les matières premières secondaires contiennent de préférence de 0,1 à 34% en 20 poids, de préférence de 1,5 à 15% en poids, de chaux en excès ou CaO libre.
Selon l'invention, les matières premières secondaires peuvent être ajoutées à un clinker de ciment déjà cuit, en proportions comprises entre 5 et 30% en poids et, de pré-25 férence, entre 10 et 15% en poids et être broyées avec celui-ci. Avant leur addition, les matières premières secondaires peuvent être réparties en fractions granulométriques. A cet effet, il est particulièrement avantageux d'utiliser les , ‘ matières premières contenant l'anhydrite, ainsi que le CaO
30 et le carbonate restant, avec une grosseur de grains inférieure à 90 micromètres pour leur plus grande partie, après tamisage. Des essais ont en effet permis de constater ce phénomène surprenant que le composant CaSO^ (anhydrite II) s'enrichit par-. ticulièrement dans ce domaine granulométrique. Dans ce cas, 2= l'anhydrite sert aussi à la régularisation ultérieure de I la prise du ciment et peut, de cette façon, remplacer en tout I , 5 ft > · ou en partie l'addition d'un agent sulfatant... ajouté un mot premières I En cas de besoin/ les matières/secondaires
Jk peuvent aussi être broyées séparément et être ajoutées t sous cette forme à la poudre brute de ciment.
5 Les matières premières secondaires contiennent avantageusement 1 à 40% en poids, de préférence 3 à 20% en | poids, de CaSO^ sous forme d'anhydrite II.
j Un avantage décisif que permet d'obtenir l'in vention consiste en ce que, lorsqu'on ajoute à la poudre de ciment brut des résidus produits par combustion en lit | fluidisé, les propriétés du ciment fini sont conformes aux | spécifications. Ce facteur économique est encore renforcé | par le fait qu'une mise à la décharge coûteuse est évitée et que des gisements de haute valeur sont en outre épargnés.
; À
Claims (11)
1. Matières premières secondaires pour la fabrication du ciment, caractérisées en ce qu’elles sont constituées par des résidus de la combustion selon le principe du lit fluidisé.
2. Matières premières secondaires selon la revendica tion 1, caractérisées en ce qu'elles sont prélevées sous forme de "cendres de lit" derrière le lit fluidisé et sont utilisées en tant que matières premières sans avoir été mélangées à d'autres résidus de la combustion en lit fluidisé.
3. Matières premières secondaires selon la revendica tion 1, caractérisées en-ce qu'elles sont prélevées sous forme de fine poussière derrière un séparateur cyclone et sont utilisées en tant que matières premières sans avoir été v mélangées à d'autres résidus de la combustion en lit fluidisé. . 15
4. Matières premières secondaires selon la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles sont prélevées derrière un filtre et sont utilisées en tant que matières premières sans avoir été mélangées à d'autres résidus de la combustion en lit fluidisé.
5. Matières premières secondaires selon l'une quelcon que des revendications 1 à 4, caractérisées en ce que les résidus produits aux divers endroits de prélèvement sont, en totalité ou en partie, mélangés à sec de façon à constituer un résidu unique.
6. Matières premières secondaires selon l'une quelcon- gue-des revendications—1 à 5, caractérisées en ce qu'elles contiennent entre 1 et 40% en poids, de préférence entre 3 et 20% en poids, de CaSO^ sous forme d'anhydrite II.
7. Matières premières secondaires selon l'une quelcon- 30 que des revendications 1 à 6, caractérisées en ce qu'elles contiennent entre 0,1 et 34% en poids, de préférence entre 1,5 et 15% en poids, de CaO libre.
8. Matières premières secondaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisées en ce que l'an- â- T ft K » t hydrite ainsi que le CaO et le carbonate restant y sont contenus en majeure partie avec une grosseur de grains inférieure à 90 micromètres.
9. Matières premières secondaires selon l'une 5 quelconque des revendications 1 à 8, caractérisées en ce qu'elles sont broyées avec les matières premières principales du ciment en proportions comprises entre 1 et 60%.en poids, de préférence entre 5 et 40% en poids, de façon à former une poudre brute de ciment.
10. Matières premières selon l'une quelconque des re vendications 1 à 8, caractérisées en ce qu'après cuisson de la poudre brute, elles sont broyées, en une proportion comprise entre 5 et 30% en poids, de préférence entre 10 et 15% en poids, avec le clinker de ciment cuit, de façon à •]5 former le ciment.
11. Matières premières selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et l'une au moins des revendications 9 et 10, caractérisées en ce qu'elles sont réparties en fractions granulométriques avant leur addition, I ______ J~^·
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