Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно, к технологии цементного производства, С целью повышения седиментационной устойчивости суспензии и повышения механической прочности гранул сырьевая смесь, состоящая из карбонатного, глинистого и железосодержащего компонентов, дополнительно содержит отработанный буровой глинистый раствор, включающий реагентстабилизатор суспензии, при следующем соотношении компонентов, мае. %: отработанный буровой глинистый раствор 0,5 - 20,0; железосодержащий компонент 1,0 - 5,0; карбонатный компонент 75,0 -86,0; глинистый компонент остальное. Отработанный буровой глинистый раствор имеет следующий зерновой состав, мас.%: до 0,4 мкм 20 - 33; 0,4 - 0,8 мкм 65 - 75; свыше 0,8 мкм 25. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 7/38

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4940481/33 (22) 13.03.91 (46) 15.06.93. Бюл. вл 22 (71) Малое научно-производственное внедренческое предприятие "Новые технологии и материалы" (72) Н.Е.Соболев, А.И.Панасенко, Ш,М,Рахимбаев, П,B.Áåñåäèí и В,И,Мосьпан (56) Авторское свидетельство СССР

М 629181, кл, С 04 8 7/40, 1978. (54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА (57) Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно, . к технологии цементного производства, С целью повышения. седиментационной усИзобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к технологии цементного производства.

Цель изобретения — повышение седиментационной.устойчивости сырьевой смеси и повышение механической прочности гранул.

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для получения цементного клинкера, включающая карбонатный клинистый и железосодержащий компоненты, дополнительно содержит отработанный буровой глинистый раствор, включакиций реагент —. стабилизатор суспензии, при следующем соотношении компонентов, масф:

Отработанный буровой глинистый раствор 0 5 — 20,0

Желе зосодержащий компонент .. 1,0 — 5,0

Карбонатный компонент 75,0 — 86,0

„„. Ж„„1821454 А1

2 тойчивости суспензии и повышения механичеСкой прочности гранул сырьевая смесь, состоящая иэ карбонатного, глинистого и железосодержащего компонентов, дополнительно содержит отработанный буровой глинистый раствор, включающий реагентстабилизатор суспенэии, при следующем соотношении компонентов, мас.7;: отработанный буровой глинистый раствор 0,5—

20,0; железосодержащий компонент 1,0—

5,0; карбонатнцй компонент 75,0 — 86,0; глинистый компонент остальное. Отработанный буровой глинистый раствор имеет следующий зерновой состав. мас.g: до 0,4 мкм

20 — 33; 0,4 — 0,8 мкм 65 — 75; свыше 0,8 мкм

25. 1 табл, Отработанный буровой глинистый раствор имеет следующий зерновой состав, мас, : до 0,4 мкм -20-. ЗЗ; 04-0,8 мкм — 65 -"

75,свыше 0,8 мкм — 2 — 5.

Отработанный буровой глинистый раствор представляет собой однородную тонкодисперсную суспензию с химическим составом, мас. f: S(02 20,0-5?,О, АЬОз 11,025,4, FezOa 2,0 — 5;5, Са0.2,0 — 3,0, Mgo 1,5 — 2,5, $0з 0,05 — 2,8, NazO 0,1 — 1,5, КэО

0,1 — 1,5, при прокаливании сухой составляющей раствора потери достигают 8,0 —

16,5 мас., Заявляемое техническое решение отличается от прототипа 1ем, что глинистый компонент шлама, требующих измельчения и добавки разжижителя для повышения влажности, заменяют полностью или частично на

Отработанный буровой глинистый раствор, имеющий тонкодисперсную структуру и со1821454 держащий реагенты — разжижителя и реагенты — стабилизаторы, что приводит к лучшей гомогениэации сырьевой смеси, отсутствию грубодисперсных частиц, появлению дополнительных поверхностей контакта между реагирующими компонентами, при этом сырьевая суспензия приобретает качественно новые показатели свойств, Пример осуществления изобретения.

Расчет состава сырьевых смесей производился по коэффициенту насыщения 0,92 и

- глиноземному модулю 1,20, Готовят сырьевые смеси, каждая из которых содержит в определенном процентном соотношении исходные компоненты (табл.1) мел, бурую и зеленую глины Балаклейского цементно-шиферного комбината, пиритные огарки, отработанные буровые глинистые растворы (шелебика, Харьковской обл., содержащие в качестве реагента— . понизителя вязкости производные нитроглицерина (игетан) в количестве 0,2 мас,, а в качестве реагента — стабилизатора— полиакрилонитрил — О,З мас,%, Сырьевые смеси готовят путем дозирования усредненных проб исходных комгонентов. После усреднения и дозирования сырьевые смеси подвергают совместному помолу по мокрому способу до остатка на сите N- 0 08 6-8, ¹ 02 0,3 — 0,6. Сырьевую смесь 8 готовят согласно описанию по à.с. № 629181, используя в качестве разжижителя триполифосфат натрия (0,1 мас. ), а в качестве диспергатора — таллавое масло (0,05 мас. ), Физико-механические свойства цементных сырьевых смесей и гранул представлены в таблице, Присутствие реагента стабилизатора суспензий (в данном случае полиакрилонитрила/ и игетана в буровых глинистых растворах, снижая влажность сырьевых шламов, увеличивает содержание твердой фазы в суспензиях, и, в следствие этого, повышается их седиментационную устойчивость.

Замена крупнодисперсной части цементного сырьевого шлама на тонкодисперсную, составляющую отработанный буровой глинистый раствор, также существенно повы-. шает седиментационную устойчивость заявляемых сырьевых шламов в 1,5...Э раза (табл,1) в зависимости от дозировки отработанных буровых растворов.

Наличие в цементной сырьевой смеси отработанного бурового раствора, обладающего рядом существенных преимуществ перед традиционным компонентом цементного сырьевого шлама, позволяет увеличить прочность гранул в 1,5...2,5 раза (табл) это указывает на то, что повышение прочности гранул обусловлено рядом факторов: обуславливает и повышенную реакционную способность сырьевых смесей (табл.), Введение отработанного бурового глинистого раствора ниже 0,5 мас. (с соответствующим увеличением содержания других компонентов по отношению к сухой составляющей шлама не обеспечивает достаточное присутствие тонкодисперсных фракций и реагента — стабилизатора в сырьевой суспензии и не позволяет достигнуть постав30 ленной цели, введение отработанного бурового глинистого раствора в сырьевую смесь свыше 20,0 мас.%, не позволяет получить клинкер повышенной марочности (смесь N: 6) т,к, она не имеет неблагоприятные модули и коэффициенты насыщения, усвоение свободных оксида кальция и при этом происходит с аномальными явлениями.

Полученные в результате испытания показатели свойств заявленной цементной

40 сырьевой смеси показывают, что замена (полная или частичная) глинистого компо45 нента и добавки на обработанный буровой глинистый раствор приводит к столь большим изменениям физических и технологических свойств этих смесей, выражающихся в повышений седиментационной устойчиво50 сти сырьевых смесей в 1,5...3 раза, прочности гранул в 1,5...2,5 раза, а также s снижении влажности и. интенсификации клинкерообраэования что подтверждает получение сырьевых смесей, существенно

55 отличающихся от известных в сравнении с .прототипом — базовым объектом, Анализируя экспериментальные данные, следует еще раз отметить, что исследованный в заявляемом решении набор свойств присущ отработанным глинистйм. армированием гранулы молекулами реагента — понизителя вязкости (игетан) и молекулами реагента — стабилизатора, сближением частиц, составляющих гранул.

5 за счет уменьшения содержания воды в исходной суспензии, тонкодисперсные глинистые частицы бурового раствора (до 95—

98% по массе его составляют частицы менее 0,8 мкм), обволакивая более крупные

10 карбонатные частицы шлама, создают дополнительные контакты в грануле. Комплексное воздействие этих факторов позволяет достигнуть качественно новые технологические свойства цементных сырь15 евых смесей, содержащих отработанные буровые глинистые растворы.

Присутствие в шламах глинистых частиц высокой дисперсности позволяет готовить более однородные цементные сырьевые суспензии, имеющие дополнительные контакты между реагирующими компонентами, это

1821454

Компоненты, мас, Влажность шлама, Седиментационная устойчивость суспензий (водоотстой), $

Прочность гранул, МПа

P на

Сырьевая смесь глинистый железосодержа щий (огарки) 4(3 P бонатный отрабосм де

Са

13 тамный буровой гли0,5 суток

1 сут" 3 сутки ки глина бурая глина зеленая компонент (мел) нистый раствор

9,9

9,4

2,8

0,4

41,9

41,1

34,5

33,3

35,1

33,3

37,1

42,1

5,6

3.7

2,8

2,1

3,0

2,1

3,2

8;2

9,9

6,3

4,8

3,9

5,0

3,9

4,8

12,1

0,31

0,62

0,81

1,12

0,79 . 1,12

0,69

0,31

0,9

1,0

1,5

5,0

5.0

6,0

6,0

1,9

2

4

6

8

Известный

0,4

0,5

10,0

20,0

9,0

21,0

74,0

75,0

81,5

74,0 .

86,0

73,0

87,0

82,2

14,8

14,1

4,1

0,6

4,7

3,0

1,8

1,6

2,1

1,6

2,8

6.4

9,1

6,65

8,7

6,7 1,9 43,3

82,2

11,3 15,8 0,27

9,2

9 2

П р и м е ч а н и е, Растекаемость сырьевых шламов.по текучестемеру МХТУ--2 составляет 55 мм, Сырьевая смесь 8 дополнительно содержит, мас,%; триполифосфат натрия 0,1 и талловое масло 0,05. буровым раствором и вычисление отдельных его признаков из рассмотренной совокупности не приводит к получению столь значительного положительного эффекта, обуславливаемого способом получения и использования буровых глинистых растворов.

Использование предлагаемой сырьевой смеси позволит снизить энергозатраты при приготовлении цементных сырьевых смесей, .уменьшить запыленности отводящих газов из печных агрегатов. экономить топливо на обжиге клинкера, утилизировать отработанные буровые растворы. Это позволит получить экономический эффект

23,81 коп/тонну клинкера/расчет прилагается/ по сравнению с прототипом — базовым объектом.

Приготовление данной смеси не требует изготовления и монтажа дополнительно го оборудования, Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для получения портландцементого клинкера, включающая карбонатный, глинистый, железосодержащий компоненты, отличающаяся тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости сырьевой смеси и повы5 шения механической прочности гранул, она дополнительно содержит отработанный буровой глинистый раствор, включающий реагент-стабилизатор суспензии при следующем соотношении компонентов, 10 мас. : глинистый компонент 0,5 — 9,0 железосодержащий компонент 1,0 — 5,0 отработанный буровой

15 глинистый раствор 0,5 — 20,0 карбонатный компонент Остальное

2. Сырьевая смесь по п.1, о т л и ч à ющ,а я с я тем, что отработанный буровой

20 глинистый раствор имеет следующий зерновой состав, мас. (: до 0,4 мкм 20 — 30:

0,4 — 0,8 мкм 65 — 75; свыше 0,8 мкм 5