Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Способ получения портландцемента



Изобретение относится к производству строительных материалов. Способ получения портландцемента включает получение портландцементного клинкера, содержащего трехкальциевый силикат, двухкальциевый силикат, трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит, спеканием исходной цементной сырьевой смеси, включающей кальциевый, алюмосиликатный, железистый компоненты и фторсодержащий минерализатор - фторуглеродсодержащие отходы электролитического производства алюминия в количестве 0, 1-0, 25 вес.% в пересчете на фтор от исходной сырьевой смеси, охлаждение и помол клинкера с гипсом. По другому варианту изобретения в качестве фторсодержащего минерализатора используют смесь флюорита и указанных отходов при следующем их содержании, вес.% в пересчете на фтор: указанные отходы 0, 1-0, 2, флюорит - остальное до содержания фтора в сырьевой смеси 0, 15-0, 4 вес.%. В качестве указанных отходов используют пыль электрофильтров, или шлам газоочистки, или хвосты флотации угольной пены. Технический результат - снижение удельного расхода топлива на обжиг клинкера, повышение производительности и межремонтного периода печи, эффективности работы мельниц при помоле клинкера, утилизация отходов алюминиевого производства.

Предлагаемое изобретение относится к производству строительных материалов, конкретно к технологии приготовления исходной цементной сырьевой смеси, ее спеканию с последующим помолом клинкера и получением портландцемента.

Основным переделом производства портландцемента является обжиг до спекания компонентов исходной цементной сырьевой смеси, содержащей, в основном, кальциевый, алюмосиликатный и железистый компоненты. В зависимости от требований, предъявляемых к портландцементу, и состава основного исходного сырья в смесь вводят различные корректирующие активные добавки, в том числе минерализаторы.

Минерализаторы - вещества, которые активно участвуют в образовании клинкерных минералов при обжиге и сами частично входят в их состав. В качестве минерализаторов в цементной промышленности используют фосфогипс, флюорит, кремнефтористый натрий Na2SiF6, апатит Са5(PO4)3F, гипс и др.

Из фторсодержащих минерализаторов наибольшее промышленное применение нашел флюорит CaF2 (плавиковый шпат) - минерал, содержащий 48, 8% F и 51, 2% Са. В производстве цемента флюорит используют с примесями, при этом содержание основного вещества - фторида кальция (CaF2) во фторсодержащем минерализаторе - может варьироваться от 30 до 95 вес.%.

Из уровня техники по патенту РФ 2060979 известны способ изготовления портландцемента и способ изготовления бетонных и железобетонных изделий на основе изготовленного портландцемента (С04В 7/02, 29.09.1995 г.), в которых в качестве минерализатора используют: фторид кальция, сульфат кальция, кремнегель, фосфогипс (см. п.12 формулы изобретения).

Также известен патент РФ 2304562 способ изготовления быстротвердеющего портландцемента и способ изготовления бетона на его основе (С04В 7/42, 12.04.2005 г.). Данное техническое решение выбрано за прототип (ближайший аналог) как наиболее близкое по технической сущности и наличию сходных признаков.

В способе по прототипу сырьевая смесь содержит кальциевый, алюмосиликатный и железистый компоненты, включает оксиды натрия и калия, а также сульфаты и фторид кальция в виде флюорита. Содержание флюорита в сырьевой смеси в пересчете на фтор составляет 0, 15-0, 4 вес.%. Сульфаты сырьевой смеси представлены сульфатами щелочных и/или щелочноземельных металлов.

С позиции предлагаемого способа в способе по прототипу можно отметить ряд недостатков:

- использование фторида кальция в виде флюорита или его руды связано с дополнительными затратами на его приобретение, что, в целом, повышает себестоимость товарного портландцемента по сравнению с себестоимостью при полной или частичной замене флюорита на фторуглеродсодержащие отходы (ФУС-отходы) электролитического производства алюминия;

· с учетом вышеуказанных требований к составу флюорита и его руды значительно сокращается сырьевая база данного вида минерализатора;

· к недостаткам способа по прототипу можно отнести также недостаток тепла, поступающего в подготовительные зоны печи с газовоздушной топливной смесью. Поглощение тепловой энергии обжигаемым материалом в подготовительных зонах печи значительно выше по сравнению с зоной спекания. В результате несбалансированности прихода и расхода тепла в подготовительной зоне печи физико-химические процессы в клинкере происходят с недостаточной полнотой, и в получаемом клинкере может содержаться повышенное количество свободной окиси кальция.

Изучением вопросов, связанных с теоретическим обоснованием и практикой использования фторсодержащих минерализаторов, занимались многие исследователи как у нас в стране, так и за рубежом. В результате установлено, что за счет ввода в сырьевую смесь небольших добавок фтористых солей наблюдается повышение в разной степени реакционной способности сырьевых компонентов на всех стадиях обжига. Фтористые соли в процессе нагревания взаимодействуют с карбонатом кальция и дают промежуточные соединения типа двойных солей, имеющих сравнительно низкие температуры плавления. Следовательно, в процессе обжига уже в подготовительных зонах в присутствии фтористых соединений происходит взаимодействие материалов с участием жидкой фазы, что интенсифицирует взаимодействие извести, кремнезема, окислов алюминия и железа.

Рядом исследователей показано, что присутствие фтористых соединений в обычных сырьевых смесях приводит к изменению минералогического состава клинкеров - появляются высокожелезистые алюмоферриты C8A2F и низкоосновные алюминаты C12A7 вместо C4AF и С3А. Образование данных соединений позволяет предположить, что освободившаяся при этом свободная окись кальция реагирует с двухкальциевым силикатом C2S с образованием дополнительного количества трехкальциевого силиката C3S. При этом содержание C3S увеличивается на 10-12%, улучшается спекаемость гранул и прочность цемента.[14]


Заключение

Самыми распространенными воздушными вяжущими веществами является известь воздушная и гипс.

Известь строительную воздушную получают обжигом известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород до возможно полного удаления углекислоты. Содержание примесей глины и кварцевого песка в карбонатных породах не должно превышать 68% (при большем количестве этих примесей в результате обжига получают гидравлическую известь).

Различают следующие виды воздушной извести: известь негашеная комовая (кипелка); известь негашеная молотая; известь гидратная (пушонка); известковое тесто.

Известь негашеная комовая — смесь кусков различной величины, получаемая путем обжига природных карбонатных пород при температуре 1000-1200°С.

Известь негашеная молотая — порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести.

Гидратная известь — высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести водой или водяным паром в количестве, обеспечивающем переход оксидов кальция и магния в их гидраты.

Известковое тесто получают гашением комовой или молотой негашеной извести водой в количестве, обеспечивающем переход оксидов кальция и магния в их гидраты и образование пластичной тестообразной массы. Выдержанное тесто содержит обычно 50-55% гидратов оксидов кальция и магния и 4550% механически и адсорбционно связанной воды.

Пластичность теста и объем песка, который может быть в него добавлен определяются количеством теста, получаемого при гашении 1 кг извести: чем его больше, тем оно пластичнее, и тем больше песка может принять при изготовлении удобных для обработки растворов. Высококачественные сорта извести при правильном гашении характеризуются выходом теста 2, 5-3, 5 л и больше. Такие извести называют жирными, с меньшим выходом теста — тощими.

В молотую негашеную, а также в гидратную, известь для повышения пластичности и водостойкости допускается вводить тонкоизмельченные минеральные добавки (доменные и топливные шлаки, золы, вулканические породы, кварцевые пески, трепел).

Гипсовые вяжущие вещества получают из осадочной горной породы, которая состоит из двуводного гипса, путем ее обжига при температуре 110-900°С, и помола до или после этой обработки. Гипсовые вяжущие обладают способностью быстро схватываться и твердеть.

 Гипсовые воздушные вяжущие вещества, получаемые при температуре (110-480°С), состоят, главным образом, из полуводного гипса, и характеризуются быстрым твердением; получаемые при высоких температурах (600-900°С) состоят, преимущественно, из безводного гипса, и отличаются медленным твердением.

Строительный гипс относится к низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам. Его применяют для оштукатуривания стен и потолков в зданиях при относительной влажности воздуха не более 60% из-за гигроскопичности гипса.

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-10-04; Просмотров: 216; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.029 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь