[发明专利]水泥促凝剂和电弧炉粉尘在水泥中的应用

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月1日提交的美国临时申请号61/721,065的优先权，其以引用方式并入本文。

发明领域

本发明涉及水泥组合物。本发明还涉及制备这些组合物的方法和包括这些组合物的产品。

发明背景

电弧炉粉尘(EAFD)是电炼钢工业的副产品，并且是在全球大量产生的。最近，EAFD的全球生产速率已经随着钢工业的国际增长而逐年增加。每年全球所生产的EAFD的估计量是大约370万吨，它的欧洲来源占了大约500000-900000吨。在美国，每年所生产的EAFD的大致量是大约700000-800000吨，并且EAFD这个速率估计每年增加4-6％。安全处置这些副产品是昂贵的，并且在全球许多国家中引起了持续的严重关注。例如仅仅美国的处置成本估计每年就接近大约$2亿。

此外，一直缺少合适的处置位置，这归因于来自EAFD的潜在的不利环境影响。根据大多数权威资料(包括欧洲废弃物目录)，EAFD被归类为危险物质(代号100207)，并且因此禁止在处理之前将其在垃圾场进行处置，这归因于重金属例如Zn和Pb潜在的渗出性。因此，本领域仍然强烈需要安全处置EAFD的方法。

发明内容

如此处更详细所述的，本发明在一方面涉及水泥组合物，其包含：(a)水泥，(b)电弧炉粉尘(EAFD)，和(c)水泥促凝剂；其中该电弧炉粉尘的存在量大于8wt％，基于该水泥(a)的总重量。

在另一方面，本发明涉及制备包含电弧炉粉尘的水泥的方法，该方法包括：混合水泥成分，该成分包含：(i)水泥；(ii)电弧炉粉尘(EAFD)；和(iii)水泥促凝剂；以由此形成水泥混合物；其中该电弧炉粉尘的存在量大于8wt％，基于水泥(i)的总重量。

在另一方面，本发明涉及水泥组合物，其包含：(a)水泥，(b)电弧炉粉尘(EAFD)，和(c)水泥促凝剂，其包含氯化钙，硝酸钙，硝酸钠或者其组合；其中该电弧炉粉尘的存在量大于8wt％，基于该水泥(a)的总重量。

在另一方面，本发明涉及制备包含电弧炉粉尘的水泥的方法，该方法包括：混合水泥成分，该成分包含：(i)水泥；(ii)电弧炉粉尘(EAFD)；和(iii)水泥促凝剂，其包含氯化钙，硝酸钙，硝酸钠或者其组合；以由此形成水泥混合物；其中该电弧炉粉尘的存在量为从大于0％wt到8wt％，基于该水泥(i)的总重量。

在另一方面，公开了包含所公开组合物的产品，例如水泥质产品。在另一方面，公开了通过所公开的方法制备的产品。

在一方面，所公开的包含EAFD的水泥组合物能够表现出改进的早期抗压强度和/或可加工性。因此在另一方面，所公开的水泥组合物已经用于使用水泥的用途和产品，例如需要早期抗压强度的产品和用途。在又一方面，所公开的方法和包含EAFD的组合物还提供了安全处置EAFD的手段。

本发明另外的优点将在下面的说明书中部分地阐述，并且部分将从说明书中显而易见，或者可以通过本发明的实践来领会。本发明的优点将依靠在附加的权利要求中具体指出的要素和组合的手段来实现和获得。应当理解前述通用说明和下面的详细说明二者仅仅是示例性的和说明性的，并且不限制所要求保护的本发明。

具体实施方式

本发明可以通过参考下面的详细说明，实施例，附图和权利要求，和它们在先和在后的说明而更容易地理解。但是，在公开和描述本发明的化合物，组合物，制品，装置，系统和/或方法之前，应当理解本发明不限于所公开的具体的化合物，组合物，制品，装置，系统和/或方法，除非另有规定，否则当然同样可以变化。还应当理解此处所用的术语目的仅仅是描述具体的方面，并非打算限制。

还提供了本发明下面的说明书，作为本发明在它的最佳的，目前已知的实施方案中的教导。为此目的，本领域技术人员将认可和理解可以对此处所述的本发明不同的方面进行改变和变化，而仍然能够获得本发明有益的结果。同样很显然本发明的一些期望的益处可以通过选择本发明的一些特征来获得，而无需使用其他特征。因此，本领域技术人员将认可对本发明的许多改变和改编是可能的，并且甚至在某些情况中会是令人期望的，并且因此也是本发明的一部分。因此，下面的说明书是作为说明本发明原理而提供的，并非对其进行限制。

本发明元件的不同组合包括在本发明内，例如来自于从属于同一独立权利要求的从属权利要求的元件的组合。