Сырьевая смесь для получения цементного клинкера

 

Изобретение относится к области производства цемента и может быть использовано в цементной промышленности. Решаемая задача - получение цементного клинкера повышенной гидратационной активности. Задача решается за счет того, что сырьевая смесь для получения цементного клинкера, включающая карбонатный и алюмосиликатный компоненты, шлаки вторичной переплавки алюминия и корректирующую добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве корректирующей добавки железосодержащую добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюмосиликатный компонент 9,8 - 22,0; шлаки вторичной переплавки алюминия 0,4 - 6,5; железосодержащая добавка 0,1 - 5,0; карбонатный компонент - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к области производства цемента, а именно к сырьевым смесям для получения цементного клинкера,и может быть использовано в цементной промышленности.

Известны сырьевые смеси для получения цементного клинкера, включающие карбонатный, глинистый компоненты, корректирующие добавки и минерализатор [1] Известна сырьевая смесь для получения цементного клинкера, включающая карбонатный, глинистый и железосодержащий компоненты и минерализующую добавку смесь галогенидов щелочных металлов с галогенидами щелочно-земельных или переходных металлов в соотношении соответственно 1:(0,5-2,5) при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси,мас.

Глинистый компонент 10-20 Железистый компонент 1-5 Минерализующая добавка 0,5-4,5 Карбонатный компонент Остальное [2] Клинкер, полученный из такой сырьевой смеси, характеризуется невысокой прочностью.

Наиболее близкой по составу к предлагаемому изобретению является сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера, включающая,мас.70-80 карбонатного, 10-14 глинистого компонентов, 1,5-3 корректирующей добавки, 2-7 отхода производства сахара, 1-5 шлака вторичной плавки алюминия и 1,5-5 побочного продукта производства лимонной кислоты [3] Задача изобретения получение цементного клинкера повышенной гидратационной активности.

Задача решается за счет того, что сырьевая смесь для получения цементного клинкера, включающая карбонатный и алюмосиликатный компоненты, шлаки вторичной переплавки алюминия и корректирующую добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве корректирующей добавки железосодержащую добавку при следующих соотношениях компонентов, мас.

Алюмосиликатный компонент 9,8 22,0 Шлаки вторичной переплавки алюминия 0,4- 6,5 Железосодержащая добавка 0,1 5,0 Карбонатный компонент Остальное
Шлаки вторичной переплавки алюминия имеют следующий состав, мас.

CaO 0,75 5,33
Al_мет 0,01 24,80
Al₂O₃ 29,10 58,15
Fe_мех 2,40 7,00
Fe₂O₃ 0,98 8,32
MgO 1,75 8,76
SO₃ 0,58 1,81
Na₂O 0,34 8,71
K₂O 0,22 14,80
Cr₂O₃ 0,01 0,15
TiO₂ 0,04 0,28
MoO 0,08 0,20
MnO 0,17 0,50
ZnO 0,43 0,80
SnO 0,02 0,03
PbO 0,01 0,03
CuO 0,43 0,80
P₂O₅ 0,02 0,05
Cl^- 0,22 13,54
Сажа 0,05 2,10
SiO₂ Остальное
В качестве карбонатного компонента могут использоваться мел и известняки, в качестве алюмосиликатного компонента глины, золы, а в качестве железосодержащего компонента пиритные огарки, аглодоменный шлам, обедненные железные руды, колошниковая пыль и отходы от производства феррованадия. Предлагаемая сырьевая смесь для получения цементного клинкера может быть использована при производстве как рядового портландцементного клинкера, так и клинкера для белого цемента.

Применение в составе сырьевой смеси для получения цементного клинкера шлаков вторичной переплавки алюминия в количестве 0,4-6,5 мас. не известно.

При введении в сырьевую смесь для получения цементного клинкера шлаков вторичной переплавки алюминия в количестве менее 0,4 мас. (пример 1, табл.) не происходит интенсификации процессов минерале- и клинкерообразования. Для получения качественного клинкера необходимо увеличивать температуру обжига, что ведет к перерасходу топливно-энергетических ресурсов.

Если же в сырьевую смесь для получения цементного клинкера ввести более 6,5 мас. шлаков вторичной переплавки алюминия (пример 2,табл.), то в сырьевой смеси при обжиге возможно появление макроликвирующих расплавов. Процессы минералообразования замедляются, наблюдается клинкерное пыление. Ухудшение аэродинамического режима работы печей приводит к снижению гидратационной активности клинкера.

Описание примеров.

Сырьевые смеси для получения цементного клинкера готовят из карбонатного, алюмосиликатного, железосодержащего компонентов и шлаков вторичной переплавки алюминия, взятых в соответствующих количествах (таблица). Сырьевые материалы и шлак помещают в шаровую лабораторную мельницу, добавляют воду и измельчают в течение 6 ч.

После сушки шлама при 90-100^oC до остаточной влажности 5% сырьевую смесь брикетируют при удельном давлении 40 МПа и подвергают предварительной термообработке при 900^oC в течение 1 ч с целью полного разложения карбонатных составляющих. Полученные таким образом образцы обжигают при 1400^oC с изотермической выдержкой 20, 40 и 60 мин. Охлаждение спеков на воздухе быстрое. Скорость реакций минералообразования определяют по остаточному содержанию свободного оксида кальция, определенному этилоглицератным методом. Вязкость клинкерного расплава измеряют ротационным электровискозиметром ЭВИ-70ПМ, а количество ликвирующей фазы - петрографическим методом анализа.

Результаты исследований приведены в таблице.

Образцы клинкера, полученные обжигом сырьевых шихт при 1400^oC с изотермической выдержкой 40 мин, размалывают в шаровой двухкамерной лабораторной мельнице с добавкой 5 мас. гипса до удельной поверхности 300 м²/кг и формуют образцы-балочки 4х4х16 см, приготовленные из цементно-песчаного раствора состава 1:3 по ГОСТ 10178-85. Физико-механические свойства клинкеров и цементов представлены в таблице.

Таким образом, при введении в сырьевую смесь для получения цементного клинкера 0,4-6,5 мас. шлаков вторичной переплавки алюминия (примеры 3-5,табл.) интенсифицируются процессы минералообразования. Это выражается в уменьшении на 3,6-4,5% количества макроликвирующей фазы, снижении на 0,02-0,04 Па·с вязкости клинкерного расплава. Увеличение на 2-3 порядка концентрации точечных дефектов обусловливают повышение на 8-10 МПа марочной прочности цементов.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для получения цементного клинкера, включающая карбонатный и алюмосиликатный компоненты, шлаки вторичной переплавки алюминия и корректирующую добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве корректирующей добавки железосодержащую добавку при следующих соотношениях компонентов, мас.

Алюмосиликатный компонент 9,8 22,0
Шлаки вторичной переплавки алюминия 0,4 6,5
Железосодержащая добавка 0,1 5,0
Карбонатный компонент Остальное4

РИСУНКИ

Рисунок 1