PL240112B1 - Sposób wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego i sposób wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną - Google Patents
Sposób wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego i sposób wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną Download PDFInfo
- Publication number
- PL240112B1 PL240112B1 PL418345A PL41834516A PL240112B1 PL 240112 B1 PL240112 B1 PL 240112B1 PL 418345 A PL418345 A PL 418345A PL 41834516 A PL41834516 A PL 41834516A PL 240112 B1 PL240112 B1 PL 240112B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- amount
- weight
- waste
- starting material
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 58
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 8
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical group [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 5
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 5
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 5
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 claims 2
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 10
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 9
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 9
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 7
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 6
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 5
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 5
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 5
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 3
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N aluminum;trihydroxy(trihydroxysilyloxy)silane;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O[Si](O)(O)O HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000010804 inert waste Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000008262 pumice Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego z pozostałości po spalaniu odpadów, zwłaszcza odpadów niebezpiecznych, obejmujący etapy: mielenie materiału wyjściowego stanowiącego pozostałość po spalaniu odpadów, dozowanie kompozycji zawierającej mieszaninę smektytu w ilości 5-45% wag., perlit ekspandowany w ilości 5-45% wag., cement wolnowiążący w ilości 7-45% wag. oraz suchy krzemian metali alkalicznych w ilości 5-25% wag. względem masy materiału wyjściowego, dozowanie środka wiążącego w ilości 5-20% wag. względem materiału wyjściowego, mieszanie otrzymanej mieszanki, suszenie mieszanki, dla otrzymania kruszywa zawierającego cząstki o rozmiarze do 2 mm. Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego z frakcją granulowaną z pozostałości po spalaniu odpadów, zwłaszcza odpadów niebezpiecznych, obejmujący dodatkowo etapy: dodanie wody do mieszanki otrzymanej po dozowaniu kompozycji i środka wiążącego, granulację do uzyskania cząstek o pożądanym rozmiarze, suszenie granulatu, dla otrzymania kruszywa zawierającego cząstki o rozmiarze większym niż 1 mm.
Description
PL 240 112 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego i sposób wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną z materiałów odpadowych, zwłaszcza z popiołów ze spalania odpadów niebezpiecznych. Kruszywo może znaleźć zastosowanie w przemyśle budowlanym, zwłaszcza w przemyśle drogowym.
Kruszywa to materiały ziarniste do zastosowań w budownictwie. Według podstawowych klasyfikacji dzieli się je na kruszywa naturalne (pochodzące ze złóż kopalnianych, poddawanych najwyżej klasyfikacji lub/i obróbce mechanicznej np. kruszenie), kruszywa sztuczne (wytwarzane z surowców mineralnych w wyniku obróbki np. cieplnej, takich jak prażenie czy ekspandowanie) oraz z recyklingu (wytwarzane z materiałów wykorzystanych uprzednio w budownictwie).
Do kruszyw zaliczyć można również odpady przemysłowe, głównie żużle hutnicze oraz popioły ze spalania paliw mineralnych. Wytwarza się w ten sposób np. pumeksy hutnicze w wyniku działania na rozżarzone żużle parą wodną oraz kruszywa popiołowe wytwarzane w efekcie granulacji i autoklawowania popiołów ze spalania paliw kopalnianych. Kruszywa pozyskuje się również eksploatując zwały hutnicze.
Znane są również rozwiązania polegające na wytwarzaniu kompozytów do zastosowań w budownictwie, zwłaszcza w budownictwie drogowym (zgłoszenia P.413257, P.413258) z odpadów z przemysłu chemicznego.
Kruszywa budowlane można otrzymywać z odpadów poprzez ich utylizację w wyniku spalania, które stanowi główny i bezpieczny sposób utylizacji odpadów. Nie rozwiązuje to jednak problemu utylizacji, gdyż w ilości do 30% masy spalanych odpadów powstają żużle i popioły, które często zawierają znaczne ilości metali ciężkich, takie jak: kadm, ołów, chrom, cynk, cyna, miedź czy kobalt. Te toksyczne pozostałości deponowane są zwykle na specjalnych składowiskach, odseparowanych od terenów rolnych i użytkowych, dzięki czemu wspomniane metale ciężkie nie zagrażają życiu czy zdrowiu ludzkiemu. Taka strategia gospodarki pozostałościami po procesie spalania odpadów decyduje jednak o konieczności degradowania coraz to nowych terenów.
Żużle i popioły powstające w procesie spalania odpadów komunalnych, są coraz częściej wykorzystywane przy budowie dróg czy produkcji betonu. Nie rozwiązany pozostaje jednak problem zagospodarowania tego typu pozostałości, które zakwalifikowane są jako odpady niebezpieczne (toksyczne dla człowieka i zwierząt) - z oczywistych względów taki materiał nie może być zastosowany do budowy konstrukcji użytkowanych przez ludzi.
Znane są technologie unieszkodliwiania tego typu odpadów poprzez ich stabilizację oraz zestalenie. Technologie te polegają na redukcji migracji zanieczyszczeń do środowiska naturalnego i/lub redukcji poziomu toksyczności zanieczyszczeń, w celu zmiany lub poprawy właściwości odpadów.
Procesy stabilizacji polegają najczęściej na przekształceniu substancji niebezpiecznych zawartych w odpadach w formy nierozpuszczalne lub zaabsorbowanie w stałej matrycy. Niektóre z tych procesów są odwracalne (czyli immobilizowane substancje mogą się w określonych warunkach lub czasie uwolnić), dlatego dodatkowo wprowadza się substancje zestalające, powodujące hermetyzację i utrwalenie stabilizowanego odpadu. Najczęściej wykorzystuje się do tego popiół po spaleniu paliw stałych, cement, wapno; żużel z wielkich pieców; pył z pieca do wypalania cementu; spoiwa organiczne takie jak bitum/asfalt lub parafina i polietylen, które powodują, że otrzymany materiał ma bardzo niską porowatość i przepuszczalność dzięki czemu niebezpieczne składniki zostają zatrzymane w odpadach.
Znane są sposoby przerobu odpadów zawierających toksyczne substancje do materiałów użytecznych. Patent CA 1332025 ujawnia sposób przerobu odpadów wytwarzanych w procesie spalania dla inhibicji wycieku substancji toksycznych, obejmujący mieszanie odpadu ze środkiem unieszkodliwiającym metale ciężkie i dodawanie środka agregującego oraz przerób otrzymanej mieszanki w bryły, które powleka się materiałem typu cement. Sposób prowadzi do immobilizacji toksycznych zanieczyszczeń takich jak kadm, ołów i rtęć w utwardzonych bryłach, które mogą być zastosowane jako materiał budowlany. Środkiem unieszkodliwiającym metale ciężkie może być glinka kaolinowa.
W rozwiązaniu z patentu CA 1332025 odpad po stabilizacji zanieczyszczeń glinką jest otoczkowany warstwą cementu a powstające w ten sposób bryły mają niejednorodną budowę. Wewnątrz brył znajduje się odpad zestalony glinką, otoczony powłoką ograniczającą ale nie uniemożliwiającą dostęp czynników środowiskowych (zwłaszcza wody) do i tak nie w pełni ustabilizowanego odpadu.
Nierozwiązany pozostaje zatem problem silnego i jednorodnego, w całej objętości materiału odpadowego, wiązania substancji szkodliwych, tak aby ewentualne rozbicie/rozdrobnienie produktu
PL 240 112 B1 z niego otrzymanego i/lub jego roztworzenie w warunkach środowiska naturalnego nie powodowało wycieku/emisji substancji szkodliwych.
Ze zgłoszenia P.410887 znany jest sposób unieszkodliwiania popiołów ze spalania odpadów niebezpiecznych polegający na ich zmieszaniu z kompozycją składającą się ze smektytu i/lub haloizytu w ilości od 5 do 45% wag., perlitu, korzystnie ekspandowanego w ilości od 5 do 45% wag., pucolany i/lub cementu wolnowiążącego w ilości od 7 do 45% wag. oraz suchego krzemianu metali alkalicznych, korzystnie sodu i/lub potasu w ilości od 5 do 15% wag. (w dalszej części opisu zwana kompozycją). Kompozycja zastrzegana zgłoszeniem P.410887 jest komercyjnie dostępna pod nazwą Emisorb®. Materiał odpadowy poddaje się procesowi unieszkodliwiania zawartych w nim związków niebezpiecznych poprzez dodanie do mieszanki odpadu kompozycji unieszkodliwiającej oraz wody a następnie pozostawienie do zestalenia. Zgłoszenie nie ujawnia dalszego zastosowania postaci zestalonej.
Wyżej opisana kompozycja unieszkodliwia trwale składniki niebezpieczne zawarte w odpadach, zabezpieczając je przed wymywaniem i przenikaniem do środowiska. Zawiera ona wyłącznie składniki mineralne dzięki czemu nie ulega degradacji biologicznej, a składniki niebezpieczne, po zasorbowaniu przez smektyt są trwale hermetyzowane cementem wolnowiążącym, aktywowanymi krzemianami metali alkalicznych, natomiast właściwą migrację składników w obrębie komponentów w procesie produkcyjnym zapewnia dodatek - perlit ekspandowany, który wspomaga migrację jonów sorbowanych przez smektyty.
Właściwości sorpcyjne i kationowymienne składników kompozycji według wynalazku, skutkują trwałym wbudowaniem jonów składników niebezpiecznych odpadów w nanostruktury krystaliczne komponentów. Właściwości sorpcyjne kompozycji są zachowane na wszystkich etapach jej stosowania, od aplikowania do scalania, w końcowej fazie procesu konsolidacji odpadów i również po jej zakończeniu.
Rozwiązania będące przedmiotem wynalazku wychodzą naprzeciw konieczności zagospodarowywania niebezpiecznych odpadów, zamiast ich składowania, w materiały użyteczne takie jak kruszywa budowlane.
Dla zrozumienia opisu wprowadza się następujące definicje:
Kruszywo (budowlane) sypkie zawiera cząstki o rozmiarze do 2 mm.
Kruszywo (budowlane) granulowane sypkie zawiera cząstki o rozmiarze 1-4 mm.
Kruszywo (budowlane) granulowane grube zawiera cząstki o rozmiarze > 4 mm.
Kruszywo (budowlane) z frakcją granulowaną - kruszywo (budowlane) granulowane sypkie albo kruszywo (budowlane) granulowane grube.
Rozmiar cząstki - wymiar ziarna odpowiadający rozmiarowi oczek kwadratowego sita w mm.
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego z pozostałości po spalaniu odpadów, zwłaszcza odpadów niebezpiecznych, obejmujący etapy:
- mielenie materiału wyjściowego stanowiącego pozostałość po spalaniu odpadów do cząstek o uziarnieniu < 2 mm,
- dozowanie kompozycji zawierającej mieszaninę smektytu w ilości 5-45% wag., perlit ekspandowany w ilości 5-45% wag., cement wolnowiążący w ilości 7-45% wag. oraz suchy krzemian metali alkalicznych w ilości 5-25% wag. względem masy materiału wyjściowego,
- dozowanie środka wiążącego w ilości 5-20% wag. względem materiału wyjściowego,
- mieszanie otrzymanej mieszanki w temperaturze otoczenia aż do uzyskania konsystencji sypkiej, - suszenie mieszanki w temperaturze 100-250°C w czasie od 30 min do 60 min, dla otrzymania kruszywa zawierającego cząstki o rozmiarze do 0-2 mm.
Korzystnie środkiem wiążącym jest cement portlandzki. Korzystnie środkiem wiążącym jest wapno hydratyzowane. Korzystnie środkiem wiążącym jest popiół lotny.
Korzystnie mielenie prowadzi się do uzyskania cząstek o uziarnieniu < 1 mm. Korzystnie mielenie prowadzi się na mokro przy udziale masowym wody w ilości 30-40% wag.
Korzystnie suszenie prowadzi się w suszarce obrotowej.
Kompozycja korzystnie zawiera 45% smektytu, 10% cementu wolnowiążącego, 35% perlitu ekspandowanego i 10% suszonego krzemianu sodu (Na2SiO3).
Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną z pozostałości po spalaniu odpadów, zwłaszcza odpadów niebezpiecznych, obejmujący etapy:
- mielenie materiału wyjściowego stanowiącego pozostałość po spalaniu odpadów do cząstek o uziarnieniu < 2 mm,
PL 240 112 B1
- dozowanie kompozycji zawierającej mieszaninę smektytu w ilości 5-45% wag., perlit ekspandowany w ilości 5-45% wag., cement wolnowiążący w ilości 7-45% wag. oraz suchy krzemian metali alkalicznych w ilości 5-25% wag. względem masy materiału wyjściowego,
- dozowanie środka wiążącego w ilości 5-20% wag. względem materiału wyjściowego,
- mieszanie otrzymanej mieszanki w temperaturze otoczenia aż do uzyskania konsystencji sypkiej, - dodanie wody w ilości 15-35% wag. względem masy materiału wyjściowego, - granulację do uzyskania produktu granulowanego o pożądanym rozmiarze, - suszenie granulatu w temperaturze 100-250°C w czasie od 30 min do 60 min, dla otrzymania kruszywa zawierającego cząstki o rozmiarze większym niż 1 mm (1-10 mm).
Korzystnie środkiem wiążącym jest cement portlandzki. Korzystnie środkiem wiążącym jest wapno hydratyzowane. Korzystnie środkiem wiążącym jest popiół lotny.
Mielenie korzystnie prowadzi się do uzyskania cząstek o uziarnieniu < 1 mm. Korzystnie mielenie prowadzi się na mokro przy udziale masowym wody w ilości 30-40% wag.
Korzystnie suszenie prowadzi się w suszarce obrotowej.
Granulację korzystnie prowadzi się na granulatorze talerzowym.
Kompozycja korzystnie zawiera 45% smektytu, 10% cementu wolnowiążącego, 35% perlitu ekspandowanego i 10% suszonego krzemianu sodu (Na2SiO3).
Do unieszkodliwiania substancji toksycznych według wynalazku stosuje się kompozycję o składzie zapewniającym niezwykłą skuteczność fizyko-chemicznego wiązania substancji szkodliwych a następnie dodaje się do mieszanki środek wiążący (np. cement portlandzki) aby uzyskać produkt użyteczny w gospodarce - kruszywo budowlane. W rozwiązaniu tym dodatek środka wiążącego powoduje silniejsze związanie zanieczyszczeń w całej objętości, w tym chemicznie a nie jedynie fizycznie jak w stanie techniki, gwarantując, że pod wpływem czynników środowiskowych nie nastąpi uwolnienie zanieczyszczeń. W proponowanym rozwiązaniu żużle oraz popioły ze spalania odpadów, w tym odpadów niebezpiecznych, wykorzystuje się do otrzymania materiałów spełniających wymagania dla kruszyw budowlanych. Otrzymane kruszywa spełniają wymagania jakościowe jak dla odpadów obojętnych i mogą znaleźć zastosowanie w budownictwie, zwłaszcza drogowym.
Rozwiązanie zatem dotyczy sposobów przerobu szkodliwych odpadów w materiał użyteczny dla człowieka, przy czym unieszkodliwienie substancji niebezpiecznych jest skuteczniejsze niż w rozwiązaniach znanych ze stanu techniki. Otrzymany w wyniku realizacji sposobów według wynalazku produkt posiada wysoką odporność na procesy degradacji chemicznej i biologicznej, które mogłyby prowadzić do powtórnej emisji zanieczyszczeń i jednocześnie w wyniku dodania dodatkowej ilości środka wiążącego prowadzi do wytworzenia materiału (kruszywa) o uziarnieniu wymaganym dla kruszyw sypkich lub z frakcją granulowaną w branży ich zastosowania (budownictwo, zwłaszcza dróg).
Sposób wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego i sposób wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną połączone są wspólną ideą wynalazczą. Etapy istotne z punktu widzenia właściwości otrzymywanego kruszywa budowlanego dla obu sposobów są takie same.
W wyniku sposobu wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego otrzymuje się kruszywo budowlane zawierające cząstki o rozmiarze do 2 mm, natomiast w sposobie wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną - poprzez dodanie etapów dodawania wody i granulacji - otrzymuje się kruszywo budowlane granulowane sypkie zawierające cząstki o rozmiarze 1-4 mm, granulowane grube zawierające cząstki o rozmiarze > 4 mm lub ich mieszaninę.
Poniższe przykłady ilustrują realizacje wynalazków.
P r z y k ł a d 1
Sposób otrzymywania kruszywa budowlanego sypkiego
Do 1 kg suchej masy zmielonych żużli (do uziarnienia poniżej 1 mm) ze spalania odpadów niebezpiecznych o zawartości wilgoci 44%, dozowano kompozycję zawierającą 45% smektytu, 10% cementu wolnowiążącego, 35% perlitu ekspandowanego i 10% suszonego krzemianu sodu (Na2SO3) (kompozycję Emisorb®) w ilości 0,1 kg oraz dodatkowo 0,1 kg cementu portlandzkiego. Mieszankę mieszano w gniotowniku kołoobiegowym do uzyskania jednolitej, sypkiej konsystencji mieszanki. Następnie mieszankę pozostawiono do dojrzewania przez okres 24 godzin. Otrzymana mies zanka charakteryzowała się wysoką sypkością (cząstki o rozmiarze do 2 mm), bez grudek. Zawartość wilgoci wynosiła 8,9%.
PL 240 112 B1
Z otrzymanych kruszyw sporządzono wyciągi wodne, celem określenia zawartości jonów metali oraz odczynu. pH wyciągu wodnego wynosiło 10,8 i jest efektem dodatku cementu. Zawartość jonów metali w wyciągach wodnych znajdowała się w zakresie poniżej stosowanych metod oznaczania i poniżej standardów określonych dla materiałów obojętnych.
P r z y k ł a d 2
Sposób otrzymywania kruszywa budowlanego sypkiego
Do 1 kg suchej masy zmielonych żużli (do uziarnienia poniżej 1 mm) ze spalania odpadów niebezpiecznych o zawartości wilgoci 44%, dozowano kompozycję zawierającą 45% smektytu, 10% cementu wolnowiążącego, 35% perlitu ekspandowanego i 10% suszonego krzemianu sodu (Na2SiO3) (kompozycję Emisorb®) w ilości 0,1 kg oraz dodatkowo 0,1 kg wapna hydratyzowanego. Mieszankę mieszano w gniotowniku analogicznie jak w przykładzie 1. Następnie mieszankę pozostawiono do dojrzewania przez okres 24 godzin. Otrzymano sypką, jednorodną mieszankę bez grudek. Zawartość wilgoci wynosiła 4,7%. Charakteryzowały się wysoką sypkością (cząstki o rozmiarze do 2 mm) i zawartością wilgoci 10-12% wag.
Z otrzymanych kruszyw sporządzono wyciągi wodne, celem określenia zawartości jonów metali oraz odczynu. pH wyciągu wodnego wynosiło 11,6. Zawartość jonów metali w wyciągach wodnych również znajdowała się w zakresie poniżej stosowanych metod oznaczania i poniżej standardów określonych dla materiałów obojętnych.
P r z y k ł a d 3
Sposób otrzymywania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną
Do 1 kg suchej masy zmielonych żużli (do uziarnienia poniżej 1 mm) ze spalania odpadów niebezpiecznych o zawartości wilgoci 44%, dozowano kompozycję zawierającą 45% smektytu, 10% cementu wolnowiążącego, 35% perlitu ekspandowanego i 10% suszonego krzemianu sodu (Na2SiO3) (kompozycję Emisorb®) w ilości 0,1 kg oraz dodatkowo 0,1 kg cementu portlandzkiego. Mieszankę mieszano w gniotowniku kołoobiegowym do uzyskania jednolitej, sypkiej konsystencji mieszanki. Następnie mieszankę uzupełniono wodą w ilości 0,25 kg a uzyskaną wilgotną mieszankę podano na granulator talerzowy. Uzyskane granule suszono łagodnie w temp. 105°C przez okres 3 godzin. Udział granul o średnicy 1-4 mm wynosił 65%, udział granul o rozmiarze > 4 mm wynosił 35%.
Z otrzymanych kruszyw sporządzono wyciągi wodne, celem określenia zawartości jonów metali oraz odczynu. pH wyciągu wodnego wynosiło 9,7. Zawartość jonów metali w wyciągach wodnych znajdowała się w zakresie poniżej stosowanych metod oznaczania i poniżej standardów określonych dla materiałów obojętnych.
Otrzymane w przykładach 1,2, 3 kruszywa cechują się niską wymywalnością jonów metali toksycznych tj. Pb < 0,5; Cu < 2; Zn < 4; Ni < 0,4; Cd < 0,04; Cr < 0,5 mg/g niezależnie od me tod przygotowania wyciągów wodnych.
P r z y k ł a d 4
Sposób otrzymywania produktu konstrukcyjnego z kruszywa budowlanego wytworzonego sposobem według wynalazku
Do 0,9 kg suchej masy mieszanki zmielonych żużli (do uziarnienia poniżej 1 mm) o zawartości wilgoci 44% wprowadzono 0,1 kg popiołów lotnych ze spalarni a następnie dozowano kompozycję zawierającą 45% smektytu, 10% cementu wolnowiążącego, 35% perlitu ekspandowanego i 10% suszonego krzemianu sodu (Na2SiO3) (kompozycję Emisorb®) w ilości 0,1 kg oraz dodatkowo 0,2 kg cementu portlandzkiego. Mieszankę mieszano w gniotowniku kołoobiegowym do uzyskania jednolitej, sypkiej konsystencji mieszanki. Z wilgotnej mieszanki sformowano belkę o wymiarach 4x4x16 cm. Po upływie 14 dni belkę poddano próbie wytrzymałości mechanicznej na ściskanie. Siły ściskające przy których następowało uszkodzenie próby wynosiły średnio 5,43 kN co przy powierzchni, na którą wywierano nacisk (1600 mm2) daje średnią wytrzymałość na ściskanie 3,39 MPa (1 N/1 mm2 = 1 MPa).
Belkę skruszono a następnie sporządzono wyciągi wodne, celem określenia zawartości jonów metali oraz odczynu. pH wyciągu wodnego wynosiło 9,9. Zawartość jonów metali w wyciągach wodnych znajdowała się w zakresie poniżej stosowanych metod oznaczania i poniżej standardów określonych dla materiałów obojętnych.
Claims (17)
- PL 240 112 B1Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego z pozostałości po spalaniu odpadów, zwłaszcza odpadów niebezpiecznych, znamienny tym, że obejmuje etapy:- mielenie materiału wyjściowego stanowiącego pozostałość po spalaniu odpadów do cząstek o uziarnieniu < 2 mm,- dozowanie kompozycji zawierającej mieszaninę smektytu w ilości 5-45% wag., perlit ekspandowany w ilości 5-45% wag., cement wolnowiążący w ilości 7-45% wag. oraz suchy krzemian metali alkalicznych w ilości 5-25% wag. względem masy materiału wyjściowego,- dozowanie środka wiążącego w ilości 5-20% wag. względem materiału wyjściowego,- mieszanie otrzymanej mieszanki w temperaturze otoczenia aż do uzyskania konsystencji sypkiej,- suszenie mieszanki w temperaturze 100-250°C w czasie od 30 min do 60 min, dla otrzymania kruszywa zawierającego cząstki o rozmiarze do 0-2 mm.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środkiem wiążącym jest cement portlandzki.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środkiem wiążącym jest wapno hydratyzowane.
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środkiem wiążącym jest popiół lotny.
- 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mielenie prowadzi się do uzyskania cząstek o uziarnieniu < 1 mm.
- 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mielenie prowadzi się na mokro przy udziale masowym wody w ilości 30-40% wag.
- 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że suszenie prowadzi się w suszarce obrotowej.
- 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja zawiera 45% smektytu, 10% cementu wolnowiążącego, 35% perlitu ekspandowanego i 10% suszonego krzemianu sodu (Na2SiO3).
- 9. Sposób wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną z pozostałości po spalaniu odpadów, zwłaszcza odpadów niebezpiecznych, znamienny tym, że obejmuje etapy:- mielenie materiału wyjściowego stanowiącego pozostałość po spalaniu odpadów do cząstek o uziarnieniu < 2 mm,- dozowanie kompozycji zawierającej mieszaninę smektytu w ilości 5-45% wag., perlit ekspandowany w ilości 5-45% wag., cement wolnowiążący w ilości 7-45% wag. oraz suchy krzemian metali alkalicznych w ilości 5-25% wag. względem masy materiału wyjściowego,- dozowanie środka wiążącego w ilości 5-20% wag. względem materiału wyjściowego,- mieszanie otrzymanej mieszanki w temperaturze otoczenia aż do uzyskania konsystencji sypkiej,- dodanie wody w ilości 15-35% wag. względem masy materiału wyjściowego,- granulację do uzyskania granulatu o pożądanym rozmiarze,- suszenie granulatu w temperaturze 100-250°C w czasie od 30 min do 60 min, dla otrzymania kruszywa zawierającego cząstki o rozmiarze większym niż 1 mm (1-10 mm).
- 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że środkiem wiążącym jest cement portlandzki.
- 11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że środkiem wiążącym jest wapno hydratyzowane.
- 12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że środkiem wiążącym jest popiół lotny.
- 13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że mielenie prowadzi się do uzyskania cząstek o uziarnieniu < 1 mm.
- 14. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że mielenie prowadzi się na mokro przy udziale masowym wody w ilości 30-40% wag.
- 15. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że suszenie prowadzi się w suszarce obrotowej.
- 16. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że granulację prowadzi się na granulatorze talerzowym.
- 17. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że kompozycja zawiera 45% smektytu, 10% cementu wolnowiążącego, 35% perlitu ekspandowanego i 10% suszonego krzemianu sodu (Na2SiO3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL418345A PL240112B1 (pl) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | Sposób wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego i sposób wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL418345A PL240112B1 (pl) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | Sposób wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego i sposób wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL418345A1 PL418345A1 (pl) | 2018-02-26 |
| PL240112B1 true PL240112B1 (pl) | 2022-02-14 |
Family
ID=61227654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL418345A PL240112B1 (pl) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | Sposób wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego i sposób wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL240112B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL443258A1 (pl) * | 2022-12-24 | 2023-07-17 | Politechnika Białostocka | Sposób granulacji drobnoziarnistej zaprawy z recyklingu gruzu betonowego lub geopolimerowego oraz komora ścierania |
-
2016
- 2016-08-16 PL PL418345A patent/PL240112B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL443258A1 (pl) * | 2022-12-24 | 2023-07-17 | Politechnika Białostocka | Sposób granulacji drobnoziarnistej zaprawy z recyklingu gruzu betonowego lub geopolimerowego oraz komora ścierania |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL418345A1 (pl) | 2018-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tang et al. | Immobilization of hazardous municipal solid waste incineration fly ash by novel alternative binders derived from cementitious waste | |
| CN105299657B (zh) | 一种赤泥与生活垃圾焚烧飞灰的协同处置方法 | |
| KR101160890B1 (ko) | 흙 블록용 조성물 | |
| CN105712739A (zh) | 一种由垃圾焚烧飞灰制备的磁性生物陶粒及其制备方法 | |
| Pachana et al. | Alkali-activated material synthesized from palm oil fuel ash for Cu/Zn ion removal from aqueous solutions | |
| JP4005447B2 (ja) | 重金属類固定化材ならびに汚染土壌の処理工法 | |
| Kumar et al. | Utilization of incineration ash as a construction material: a review | |
| JP2004330018A (ja) | 土壌、焼却灰、石炭灰、及び石膏ボードくず用固化・不溶化剤及び固化・不溶化方法 | |
| JP5443010B2 (ja) | ペーパースラッジ焼却灰の水熱固化体の製造方法 | |
| PL240112B1 (pl) | Sposób wytwarzania kruszywa budowlanego sypkiego i sposób wytwarzania kruszywa budowlanego z frakcją granulowaną | |
| JP4589652B2 (ja) | ペーパースラッジ焼却灰の水熱固化体の製造方法 | |
| JP5077777B2 (ja) | 溶出低減材および溶出低減処理方法 | |
| JP6719089B2 (ja) | 人工原料の製造方法、人工原料、及び粉体組成物 | |
| JP2006290713A (ja) | スラグ粒子群を人工砂とする改質方法ならびに人工砂 | |
| JP2009270059A (ja) | 焼却灰造粒物及びその製造方法 | |
| Berra et al. | Reuse of woody biomass fly ash in cement-based materials: leaching tests | |
| JPH1029841A (ja) | 人工骨材の製造方法 | |
| JPH08301641A (ja) | 人工軽量骨材の製造方法 | |
| JPH08108162A (ja) | 廃棄物より製造した粒状物及び廃棄物処理方法 | |
| Zhou et al. | Study on the stabilization/solidification of lead-contaminated soil using alkali-activated cementing materials with rich-silicon materials | |
| US20240279113A1 (en) | A scalable and sustainable process for transforming incineration bottom ash into useable aggregates | |
| JP7014684B2 (ja) | 汚染物不溶化材およびその製造方法 | |
| Rosik-Dulewska et al. | Granulated organic and mineral fertilizers: Technology and utility properties | |
| JP6821452B2 (ja) | 砒素含有汚泥の不溶化材およびその製造方法 | |
| KR20030011053A (ko) | 산업 폐분진, 소각재를 이용한 구(球)형의 인공골재 및 그제조방법 |