Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
- 10 WASTES FROM THERMAL PROCESSES
- 10 02 wastes from the iron and steel industry
- 10 02 02 unprocessed slag
A nagyolvasztói salak a nyersvasgyártás mellékterméke. A nagyolvasztó, egy metallurgiai kohó, amelyben fémeket nyernek ki fémérceikből. A vasgyártás alapanyaga a vasérc, míg segédanyagai a koksz (redukálóanyag, ötvöző anyag, tüzelőanyag), az oxigénben dúsított levegő (biztosítja az égés magas hőmérsékletét) és a mészkő (salakképző anyag). A vasgyártás során a nagyolvasztóműbe táplált vasércet (hematit: Fe2O3, magnetit: Fe3O4,) a koksz elégetéséből keletkezett hő megolvasztja. A nagyolvasztóban két lényeges kémiai folyamat játszódik le: 1. a felső részében a vas közvetett redukciója történik, a koksz égéséből származó alulról áramló CO hatására. 2. az alsó részben történik a vas közvetlen redukciója az izzó koksz (szén) hatására, melynek eredményeként keletkezik a nyersvas olvadék: 2 Fe2O3 + 3 C = 4 Fe + 3 CO2 A nyersvasgyártás során keletkező termékek: folyékony nyersvas, folyékony salak és kohógáz. A folyamat végén eltávolítják a felszínen úszó salakot. A megolvasztott nyersvasat nyersvasüstbe csapolva szállítják az acélműbe. A hűtési feltételektől függően a nagyolvasztósalak megszilárdulása a következő formákban történhet: a) darabos nagyolvasztósalak (kohókő), mely szabad levegőn hűtött tömör, nagy szilárdságú salak. b) porózus habsalak, mely kevés víz hozzáadásával, lassan hűtve képződik, darabos, sötét színű, tömör és nagy szilárdságú. Törik és 0–7 mm, 7–15 mm, 15–30 mm-es frakciókra osztályozzák c) finomszemcsés homoksalak (granulált salak) erős vízsugárban gyorsan és intenzíven hűtött salak. Kemény, világos színű, 0–5 mm szemcsenagyságú, jó vízfelvevő képességű.
A kohósalak a nagykohóba adagolt karbonátos kőzetből, a vasérc meddőjében lévő szilikátokból, aluminátokból és magából a vasérc oxidjaiból képződik az olvasztási hőenergia hatására. A folyékony kohósalakból előállítható salaktípusok tulajdonságait a folyékony salak megszilárdulásának, lehűlésének módja határozza meg. A hűtés sebessége módosítja a salak szilárdságát, tömörségét, fizikai jellemzőit, kristályos és üvegfázis-tartalmát.
- Other inorganic chemical compounds
- silicon
- Other inorganic chemical compounds
- calcium
- Metals, semi-metals and their compounds
- aluminium
- Other inorganic chemical compounds
- magnesium
- Metals, semi-metals and their compounds
- iron
- Metals, semi-metals and their compounds
- manganese
- Other inorganic chemical compounds
- sodium
- Metals, semi-metals and their compounds
- potassium oxide (K2O)
- Other inorganic chemical compounds
- sulphur
- Radioactive substances
- uranium
- Radioactive substances
- tórium
- Radioactive substances
- other radioactive substance
A nagyolvasztósalak a nyersvas gyártásakor keletkezett szilikátolvadék, mely kémiailag a leghomogénebb a vaskohászati salakok közül, Összetétele: {CaO: 36-43%; szabad CaO: 0%; SiO2: 36-39%; Al2O3: 8-12%; MgO: 4-12%; Fe(összes): <0,5%; Mn(összes): <0,5; Na2O: <0,5; K2O: <0,5%; S: 1,2-1,6%}. Nem tartalmaz szabad oxidokat, hanem keverékkristályokat az alábbi szilikátokból: 2CaO·Al2O3·SiO2 (Gehlenit), 2CaO·MgO·2SiO2 (Ackermanit), 3CaO·MgO·2SiO2. A vasgyártás során alkalmazott salakképző anyagok (mészkő, dolomit) radioaktív elemtartalmának köszönhetően a nagyolvasztói, valamint az acélműi salak egyaránt tartalmazhat radioaktív elemeket (U, Th, K), melyeknek koncentrációját a salak hasznosítása előtt meg kell határozni (1, 2). Referencia: (1) M.N. Salagean, A.I. Pantelica, I.I. Georgescu, M.I. Muntean (1999) Neutron activation analysis of some building materials, Czech. J. Phys. 49 (S1) 355–358 (1999), (2) B. Das, S. Prakash, P.S.R. Reddy, V.N. Misra (200
A nagyolvasztói kohósalak összetételében, tulajdonságaiban hasonlít a bazalthoz: kalcium-, alumínium-, magnézium-szilikát, a kalcium-oxid lekötésére elegendő egyéb komponenssel. Mivel a természetes kőzethez hasonló alkotóelemekből és ásványokból áll bekerülhet a talaj szervetlen strukturális alkotóelemeibe, beépülhet oxidokban, hidroxidokba és agyagásványokba, a víz, a levegő, a többi talajösszetevő, valamint a biológiai rendszer hatására. Ilyen értelemben nem veszélyes, a környezetre káros hatásokat nem gyakorol, de ahhoz, hogy talajként viselkedjen hosszabb időt igénylő mállási folyamatokon kell keresztülmennie.
Térfogattömeg: a) Granulált salak: 1–1,3 g/cm^3; b) Habosított salak: 1–1,3 g/cm^3; c) Kohókő: 1,2–1,6 g/cm^3; A granulált kohósalak ún. latens hidraulikus tulajdonságokkal rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy önmagában vízzel nem reagál, de ha lúggal aktiválják, akkor hidratálódik, azaz egyfajta kötőanyaggá alakul és erősíti, segíti a cementkötést.
Granulált salak: Jól alkalmazható szigetelő, töltőanyagként, ház- és útépítéshez, SiO2 forrás betonba (1), őrölve cement kiegészítő anyag (1) ; Habosított salak: Kiválóan alkalmazható házépítéshez, salaktéglablokk gyártására, szigetelő és töltőanyagként, szennyvíztisztításban szűrőként (porozitása miatt) foszfát eltávolításra vizes oldatból (2), tengeri üledék remediálására (3) ; Kohókő: Kiválóan alkalmas az útépítéshez a töltésanyag, az alapréteg, a kötőréteg és a kopóréteg kialakításánál. Jól ellenáll a terhelésnek és csillapítja a mechanikai rezgéseket.
(1) Halit Yazıcı; Hüseyin Yiğiter; Anıl ª. Karabulut; Bülent Baradan (2008) Utilization of fly ash and ground granulated blastfurnaceslag as an alternative silica source in reactive powder concrete, Fuel, 8 (12), 2401–2407; (2) Lu et al. (2008) Mechanisms of phosphate removal from aqueous solution by blast furnace slag and steel furnace slag, J Zhejiang Univ Sci A 2008 9(1):125-132, ISSN 1862-1775; (3) Tamiji Yamamoto, Satoshi Asaoka (2010) Blast furnace slag can effectively remediate coastal marine sediments affected by organic enrichment, Marine Pollution Bulletin, 60 (4), 573–578
Mivel a természetes kőzethez hasonló alkotóelemkből és ásványokból áll bekerülhet a talaj szervetlen strukturális alkotóelemeibe, helyettesítheti azokat, beépülhet oxidokban, hidroxidokba és agyagásványokba, a víz, a levegő, a többi talajösszetevő, valamint a biológiai rendszer hatására. A porózus habsalak hatékonyan visszatartja a szerves szennyezőanyagokat (1).
(1) Tamiji Yamamoto, Satoshi Asaoka (2010) Blast furnace slag can effectively remediate coastal marine sediments affected by organic enrichment, Marine Pollution Bulletin, 60 (4), 573–578
Kálium tartalma miatt.
Tartalmaz Ca, Fe, Mg, S, Si -ot de nem szabad oxidok formájában, hanem keverékkristályokat az alábbi szilikátokból: 2CaO·Al2O3·SiO2 (Gehlenit), 2CaO·MgO·2SiO2 (Ackermanit), 3CaO·MgO·2SiO2. A szilikátok mállása során az elemek bekerülhetnek a talaj szervetlen strukturális alkotóelemeibe, helyettesítheti azokat, beépülhet oxidokban, hidroxidokba és agyagásványokba, a víz, a levegő, a többi talajösszetevő, valamint a biológiai rendszer hatására.
Mezőgazdasági tápanyagpótló termék adalékanyagaként is hasznosítják (1).
(1) National Slag Association. Blast Furnace Slag as an Agricultural Liming Material, MF 185-5 http://www.nationalslag.org/archive/legacy/nsa_1855_bf_slag_as_agricult… al.pdf Accessed May 30, 2012
A termesztőközeg szervetlen frakciójának, mivel a természetes kőzethez hasonló alkotóelemkből és ásványokból áll.
Szervetlen adalék
Konkrét információ nincs, de a habsalak kötött talajok lazítására lehet alkalmas.
Együttesen más adalékanyagokkal (pernye, cement) duzzadó agyagos talaj erősítésére (1). Granulált salak alkalmas duzzadó agyagos talaj erősítésére pernye vagy mész helyett (2).
(1) Al-Rawas, A. A., Taha, R., Nelson, J. D., Al-Shab, T. B., and Al-Siyabi, H., (2002) A Comparative Evaluation of Various Additives Used in the Stabilization of Expansive Soils, Geotechnical Testing 25(2), 199–209;
(2) Anil Kumar Sharma and P. V. Sivapullaiah (2012) Improvement of Strength of Expansive Soil with Waste Granulated Blast Furnace Slag, Geo-congress 2012. March 25-29, 2012, Oakland, California, Geotechnical Special Publication No. 225 ' State of Art and Practice in Geotechnical Engineering', Proceedings CD ISBN: 9780784412121, 3920-3929
A laza homokos talajok esetében normalizálhatja a szemcseméret-eloszlást.
Jó vízfelvevő képesség, SiO2 tartalom, puzzolán aktivitás (1), (2), (3).
(1) Kavak, Aydın; Bilgen, Gamze; Capar, Omer Faruk (2011) Using Ground Granulated Blast Furnace Slag with Seawater as Soil Additives in Lime-Clay Stabilization, Journal of ASTM International, Volume 8, Issue 7 DOI: 10.1520/JAI103648;
(2) Al-Rawas, A. A., Taha, R., Nelson, J. D., Al-Shab, T. B., and Al-Siyabi, H., (2002) A Comparative Evaluation of Various Additives Used in the Stabilization of Expansive Soils, Geotechnical Testing 25(2), 199–209;
(3) Rakshya Shrestha (2008) Soil Mixing: A Study on ‘Brusselian Sand’ Mixed with Slag Cement Binder, Master Dissertation, University of Ghent, University of Brussle http://phylares.vub.ac.be/Thesissen/2008%20Rakshya%20Shrestha.pdf Accessed 30. May 2012
(1) Ed Barth; Bruce Sass; Sandip Chattopadhyay (2007) Evaluation of Blast Furnace Slag as a Means of Reducing Metal Availability in a Contaminated Sediment for Beneficial Use Purposes, Soil and Sediment Contamination: An International Journal 16(3) p. 281-300, DOI: 10.1080/15320380701285683; (2) Tamiji Yamamoto, Satoshi Asaoka (2010) Blast furnace slag can effectively remediate coastal marine sediments affected by organic enrichment, Marine Pollution Bulletin, 60 (4), 573–578
A porózus habsalak megköti a foszfort vizes oldatból (1)
(1) Lu et al.(2008) Mechanisms of phosphate removal from aqueous solution by blast furnace slag and steel furnace slag, J Zhejiang Univ Sci A 9(1):125-132, ISSN 1862-1775; (2) Tamiji Yamamoto, Satoshi Asaoka (2010) Blast furnace slag can effectively remediate coastal marine sediments affected by organic enrichment, Marine Pollution Bulletin, 60 (4), 573–578
Ahol a különböző eljárások végtermékeként keletkezett salakokat (nagyolvasztói salak és acélműi salak) vegyesen rakták le, és a későbbiekben fel akarják dolgozni, mert szemre a salaktípusok egymástól nem különböztethető meg, a duzzadás mértékét meg kell vizsgálni.A vasgyártás során alkalmazott salakképző anyagok (mészkő, dolomit) radioaktív elemtartalmának köszönhetően a nagyolvasztói, valamint az acélműi salak egyaránt tartalmazhat radioaktív elemeket (U, Th, K), melyeknek koncentrációját a salak hasznosítása előtt meg kell határozni (1, 2). Referencia: (1) M.N. Salagean, A.I. Pantelica, I.I. Georgescu, M.I. Muntean (1999) Neutron activation analysis of some building materials, Czech. J. Phys. 49 (S1) 355–358; (2) B. Das, S. Prakash, P.S.R. Reddy, V.N. Misra (2007) An overview of utilization of slag and sludge from steel industries, Resources, conservation and recycling 50(1), 40–57.