水泥促凝剂和电弧炉粉尘在水泥中的应用
【专利说明】水泥促凝剂和电弧炉粉尘在水泥中的应用
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 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
[0003] 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 的广品。
[0004] 发明背景
[0005] 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。
[0006] 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】
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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】
[0014] 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。
[0015] 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tx限制。
[0016] 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。
[0017] 此外，应当理解除非有明确的规定，否则绝非打算将此处所述的任何方法解释为 需要以特定的次序进行它的步骤。因此，在方法权利要求没有事实上表述它的步骤要遵守 的次序或者它在权利要求或者说明书中没有明确规定所述步骤局限于特定次序的情况中， 它绝非打算在任何方面推断次序。这可用于任何可能的未明确的解释基础，包括：涉及步骤 或者操作流程排列的逻辑内容；来自于语法结构或者标点符号的清楚的含义；和说明书中 所述的实施方案的数目或者类型。
[0018] 在公开和描述本发明的化合物，组合物，制品，系统，装置和/或方法之前，应当理 解它们不限于具体的合成方法，除非另有规定，或者不限于具体的试剂，除非另有规定，否 则当然同样可以变化。虽然类似或等价于此处所述那些的任何方法和材料可以用于本发明 的实践或者测试中，但是现在描述示例的方法和材料。
[0019] 此处提及的全部公开文献在此引入，用于公开和描述与引用该公开文献相关的方 法和/或材料。
[0020] 定义
[0021] 作为说明书和权利要求中所用的，术语"包含着"可以包括实施方案"组成为"和 "基本组成为"。除非另有定义，否则此处所用的全部的技术和科学术语具有与本发明所属 领域技术人员通常所理解的相同的含义。在本说明书和下面的权利要求中，将提及许多术 语，其应当在此进行定义。
[0022] 作为说明书和附加的权利要求中所用的，单数形式"一个"、"一种"和"该"包括复 数指代物，除非上下文另有明确指示。因此，例如提及"水泥促凝剂"时包括两种或更多种 水泥促凝剂的混合物。
[0023] 范围可以在此表达为从"大约"一个具体值开始，和/或到"大约"另外一个具体 值。当表达这样的范围时，另一方面包括从一个具体值开始和/或到另一具体值。类似的， 当值是使用前缀"大约"近似表达时，应当理解该具体值形成了另一方面。进一步要理解每 个范围的端点在与另一端点相关联和独立于另一端点二者中都是有意义的。还要理解存在 着此处公开的许多值，并且每个值也是在此作为"大约"来公开的，即，除了该值本身之外的 具体值。例如如果公开了值"10"，则也公开了"大约10"。还要理解还公开了两个具体单位 之间的每个单位。例如如果公开了 10和15,则也公开了 11，12，13和14。
[0024] 应当理解当公开了这些材料的组合，子组，相互作用，基团等，同时没有明确公开 这些化合物的每个不同的单个和成组的组合和排列，则每个明确是在此预期和描述的。例 如如果公开和讨论了具体的化合物，并且讨论了可以对包括该化合物的许多分子进行诸多 的改变，则明确预期的是该化合物的每个和全部的组合和排列以及可能的改变，除非另有 相反的明确指示之外。因此如果公开了一类分子A，B和C以及公开了一类分子D，E和F和 组合分子的一个例子A-D，则即使每个没有单个提及，也认为公开了所述的每个是单个的和 全部的所预期的含义的组合A-E，A-F，B-D，B-E，B-F，C-D，C-E和C-F。同样，也公开了任何 子组或者它们的组合。因此例如将认为公开了子组A-E，B-F和C-E。这个概念适用于本申 请的全部方面，包括但不限于在制备和使用本发明的组合物中的步骤。因此如果存在着多 个可进行的另外的步骤，则将理解每个的这些另外的步骤可以用本发明方法的任何具体方 面或者方面的组合来进行。
[0025] 在说明书和结束的权利要求中提及组合物或制品中具体元件或组分的重量份时， 表示该组合物或制品中所述元件或制品与任何其他的元件或组分之间的重量关系，其是用 重量份表达的。因此在含有2重量份的组分X和5重量份的组分Y的化合物中，X和Y是 以重量比2:5存在的，并且以这样的比例存在，而不管该化合物中是否包含另外的组分。
[0026] 除非另有明确的相反规定，否则组分的重量百分比是基于其中包括该组分的配料 或组合物的总重量。例如如果声称组合物或制品中具体的元件或者组分具有8%重量，则应 当理解这个百分比是与总组成百分比100%有关的。
[0027] 作为此处使用的，术语"任选"或"任选的"表示随后所述的事件或者情形可以或 者可以不发生，和该说明书包括了这样的情形，这里所述的事件或者情形发生和这里它不 发生的情况。
[0028] 作为此处使用