Xỉ

Nội dung chính

Đi ngang qua bất kỳ nhà máy thép cũ nào, và bạn sẽ nhận ra chúng: những đống đá xám đen khổng lồ tỏa sáng dưới ánh nắng. Trong nhiều năm, chúng tôi đã thấy điều này xỉ chẳng là gì ngoài rác rưởi - một lời nhắc nhở xấu xí về tình trạng hỗn loạn của ngành. Tôi đã đứng trên đống này ở Dortmund và Pittsburgh, nghiền nát những mảnh thủy tinh dưới ủng của tôi. Điều làm tôi ấn tượng không phải là mùi hay bụi; đó là cách sai đây là. Đây là thứ cứng hơn đá tự nhiên, ổn định hơn khai thác đá vôi, nhưng chúng tôi đã vứt nó xuống lòng đất. Câu chuyện cũ đó giờ đã sụp đổ nhanh hơn cả bê tông xấu. Sau đó 20 năm làm việc với vật liệu nghiền, Bản thân tôi đã chứng kiến ​​sự quay trở lại của xỉ - từ rác thải ở bãi rác đến vật liệu xây dựng quan trọng. Đây không chỉ là việc tái sử dụng; đó là điều kỳ diệu của ngành.

Loại
Loại

Xỉ được làm sáng tỏ: Những gì Mills không nói với bạn

Xỉ không phải là 'lãng phí'.’ Đó là kết quả tự nhiên của việc làm sạch kim loại. Khi quặng thô gặp nhiệt độ siêu cao (trên 1.500°C trong lò nung), những thứ không mong muốn tan chảy với nhau thành hỗn hợp chất lỏng nóng của silicat, canxi oxit, và nhôm. Dòng chảy giống như dung nham này được loại bỏ khỏi kim loại nguyên chất – giống như tách mỡ khỏi súp. Nhưng đây là điều mà các nhà máy sẽ không cho bạn biết: trang điểm xỉ là duy nhất. Xỉ Đức khác với xỉ Ấn Độ ở chỗ:

  • Quặng đến từ đâu
  • Vật liệu được thêm vào trong quá trình nấu chảy
  • Nó được làm mát như thế nào (phun nước vs. làm mát không khí)

Tôi đã thử xỉ với 40% silica chống lại các loại đầy đủ các hợp chất canxi. Sự khác biệt này không tệ – nó hữu ích. Các nhà xây dựng đường ở Hà Lan đặc biệt đặt hàng xỉ lò điện cho các con đường ven biển vì lượng sắt bổ sung của nó chống lại tác hại của muối tốt hơn đá thông thường.

Các loại xỉ: Hướng dẫn hiện trường dành cho kỹ sư

Xỉ lò cao (BFS): Vị cứu tinh xi măng

sự hình thành: Xỉ nóng chảy được làm nguội bằng nước ở 1.000°C → dạng hạt thủy tinh (GBFS).
Cho tiền boa: Khả năng phản ứng của GBFS phụ thuộc vàonội dung thủy tinh. Nhằm mục đích >90% vật liệu thủy tinh – kiểm tra giấy chứng nhận của nhà máy. Cấp thấp hơn gây ra sức mạnh tăng chậm.

Đánh cắp đòn đánh: Chiến binh đường

Huyền thoại mở rộng: Đúng, xỉ BOF tươi nở ra như bột nở. Tại sao? Vôi miễn phí (CaO) hydrat hóa. Nhưng đây là cách khắc phục:

  1. Xử lý giai đoạn nóng: Bơm CO2 trong quá trình làm mát → tạo thành canxit ổn định
  2. phong hóa: Tiếp xúc ngoài trời tối thiểu 6 tháng (theo dõi độ pH < 10.5)
  3. Lão hóa nhanh: Xử lý bằng hơi nước ở 80°C 48 giờ

Quan sát hiện trường: Đường cao tốc Tohoku của Nhật Bản sử dụng 100% cốt liệu xỉ thép già. Sau khi 2011 trận động đất, phần có nền xỉ cho thấy 70% ít nứt hơn so với các đoạn trải bằng sỏi.

Những kẻ yếu thế

  • Xỉ đồng: Phun chất mài mòn mạnh đến mức làm bong lớp sơn thân tàu chỉ bằng một nửa thời gian so với cát garnet. Yêu cầu hệ thống ngăn chặn bụi.
  • Xỉ sắt niken: Indonesia vận chuyển chiếc xe này đến Dubai làm nền đường - hàm lượng MgO cao giúp nhựa đường thoát khỏi nhiệt.

Xử lý sự cố: Lợi nhuận được tạo ra ở đâu

Mạch nghiền – Nhịp tim

Xử lý xỉ

Sự thật lựa chọn máy nghiền:

  • máy nghiền hàm: Best for >800mm lumpy slag. Chi phí mặc: $0.18-0.30/tấn
  • CONE Crushers: Lý tưởng cho nguồn cấp dữ liệu 50-250mm. Sản xuất 60% cốt liệu hình khối
  • máy nghiền VSI: Cần thiết cho cốt liệu đường. Tăng cường hình dạng hạt nhưng chi phí 40% nhiều hơn trong các bộ phận mặc

Hack nhà điều hành: Chạy xỉ qua nam châm điệntrước nghiền thứ cấp. Thu hồi phế liệu kim loại 15-30% chi phí xử lý.

Vấn đề nan giải của Weathering Yard

Các kho xỉ thép không chỉ đứng yên mà còn đang phát triển về mặt hóa học. Cây thông minh:

  • Lắp đặt lớp thoát nước dưới cọc
  • Theo dõi nhiệt độ cọc (mục tiêu <70°C)
  • Thử nghiệm mở rộng hàng tháng (TRONG 1744-1 Bài kiểm tra)
    Trị giá: Thời tiết tăng thêm $1,50-4,00/tấn nhưng ngăn ngừa các khiếu nại trách nhiệm pháp lý trên $20+/tấn.

Xi măng xỉ: Kẻ giết người carbon

Tại sao GGBFS đánh bại Fly Ash
Tài sảnGGBFS (50% trộn)Tro bay loại FXi măng Portland
28-sức mạnh ngày42 MPa38 MPa48 MPa
Kháng clorua90% sự giảm bớt70% sự giảm bớtĐường cơ sở
Phát thải CO2380 kg/tấn410 kg/tấn830 kg/tấn
Hydrat hóa nhiệtThấpVừa phảiCao
Thực tế mài mòn

Sản xuất GGBFS có độ phản ứng cao đòi hỏi:

  • Máy nghiền con lăn đứng (không phải nhà máy bóng)
  • 4,500-5,000 độ mịn Blaine
  • Kiểm soát độ ẩm <0.5%
    Hình phạt năng lượng: Tiêu thụ mài 35-50 kWh/tấn – vẫn 60% sản xuất ít hơn OPC.

Các uẩn vượt trội hơn thiên nhiên

Những con đường cắn lại

PSV của xỉ thép (Giá trị đá đánh bóng) của 68-72 nhịp đập đá hoa cương (50-55). Cơ quan Đường cao tốc của Vương quốc Anh bắt buộc phải sử dụng xỉ trên các đường cong M25 sau khi giảm số vụ va chạm vào mùa mưa 45%.

Vũ khí bí mật của bê tông

Tổng hợp BFS làm mát bằng không khí:

  • Độ giãn nở nhiệt thấp (9 μm/m°C so với đá vôi 12)
  • Trung hòa phản ứng kiềm-silica
    Trường hợp nghiên cứu: Burj Khalifa của Dubai đã qua sử dụng 340,000 m³ bê tông BFS để chống lại nhiệt độ cài đặt 50°C.

Ngoài xây dựng: Dòng lợi nhuận bất thường

Máy cố định pH trong nông nghiệp

Xỉ thép 8.5-11.5 Độ pH lý tưởng cho đất chua. Các đồn điền dầu cọ của Malaysia áp dụng 2 tấn/ha:

  • Tăng độ pH của đất từ 4.2 → 6.0 TRONG 6 tháng
  • Thêm silicon hòa tan để tăng độ bền cho thân cây
    Thận trọng: Kiểm tra kim loại nặng – Cd < 2 mg/kg, Cr < 80 mg/kg.
Bí mật bẩn thỉu của Len khoáng sản

70% len đá thực chất là len xỉ. Năng lượng sản xuất:

  • basalt: 2,800 kWh/tấn
  • Dựa trên xỉ: 1,100 kWh/tấn
    Mẹo: Sử dụng xỉ với 38-42% CaO để tạo sợi tối ưu.

Thiết bị lặn sâu: Làm cho máy nghiền cuối cùng

Cơ chế mài mòn của xỉ
  • mài mòn: hàm lượng SiO2 >18% tăng tốc độ mài mòn
  • Sự va chạm: Kim loại chưa nghiền “kẻ lang thang” thiệt hại cánh quạt
  • Ăn mòn: Sunfua tấn công thép mangan
SBM Trung Quốc ở rìa (https://www.mill-sbm.com)

Các máy nghiền tác động xử lý xỉ tốt hơn vì:

  • Tấm máy cắt lai (chèn gốm + mangan)
  • Đầu va chạm rôto được hàn bằng Hardox 500
  • Cảm biến rung kích hoạt chức năng tắt máy dò kim loại
    Hack bảo trì: Lên lịch xoay búa mỗi lần 250 giờ – kéo dài tuổi thọ lên gấp 3 lần.

Kinh tế thực sự của xỉ

Sức mạnh định giá

Sản phẩmGiá (USD/tấn)vs Material
GGBFS$55-7515% dưới OPC
Tổng hợp xỉ thép$12-1820% bên dưới đá granit
Xỉ đồng mài mòn$80-11030% bên dưới ngọc hồng lựu

Luồng doanh thu ẩn

  1. Tín dụng carbon: 1 tấn GGBFS = 0.65 tín dụng carbon
  2. Thu hồi kim loại: $15-40/tấn từ sắt phế liệu
  3. Phí tránh bãi rác: $7-20/tấn

Tương lai được kích hoạt trước

Nghiên cứu hàng đầu (Viện Fraunhofer, 2023) chương trìnhkích hoạt cơ hóa có thể cách mạng hóa xỉ:

  • Nghiền áp suất cao thành hạt nano
  • chất kích hoạt hóa học (Na2SO4 hoặc KOH)
  • Kết quả: 7-cường độ ngày bằng OPC
    Điều này giúp loại bỏ chi phí nghiền – rào cản cuối cùng đối với 100% xi măng xỉ.

Chất thải chỉ là tài nguyên trá hình

Năm ngoái, Tôi đã đến thăm một trung tâm dữ liệu ở Tokyo được xây dựng bằng 92% thổi bê tông - bên trong mát mẻ, không có vết nứt, đứng vững qua động đất. lân cận, cánh đồng lúa được bón xỉ sáng xanh tươi. Đây không chỉ là để trưng bày; đó là sự tháo vát thực tế. Các 2.5 tỷ tấn đống xỉ cũ trên toàn thế giới không phải là vấn đề - chúng là những ngân hàng tài nguyên chưa được sử dụng. Với máy nghiền và chế biến hiện đại, chúng tôi không chỉ tái chế xỉ; chúng tôi đang tái sử dụng những thứ còn sót lại trong công nghiệp của chính mình. Các “rác thải” thời đại đã kết thúc. Chào mừng đến với thời đại của những vật liệu quý giá.