Цемент для безобжигового окускования рудных концентратов

 

(72) Авторы изобретения

П.П.Гайджуров, Г.С.Зубарь, И.В.Уварова» В.Н.Гулаи, Н.П.Пермигин и И.Н.Жалкина1 1

Новочеркасский ордена Трудового Краси ro Знамени политехнический .институт им. Серго Орднюныкидэе (71) Заявитель (54) ЦЕМЕНТ ДЛЯ БЕЗОБЖИГОВОГО ОКУСКОВАНИЯ

РУДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Двухкальциевый феррит

Силикаты кальция

Алюмоферриты кальция Известь

60-95

2-20

2-20

0,1-1,0

0,5-66

Изобретение относится к составам .вяжущих для безобжигового окускования железорудных материалов и может найти применение в металлургической промышленности.

Известен железистый цемент 1.13, включающий алюмоферрит кальция, двухкальциевый феррит и силикаты кальция при следующем соотношении компонентов, вес.3: о

Алюмоферрит кальция 1,5-67

Двухкальциевый феррит

Силикаты кальция 32-50

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является цемент (2) для безобжигового окускования железорудных концентратов, включающий двухкальциевый феррит, силикаты кальция, алюмоферриты кальция и известь при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:.Недостатками известного цемента являютея невысокие .вяжущие свойства в композиции с тонкодисперсными желвзорудными концентратами, длительный процесс твердения в воздушных условиях твердения и невысокая прочность.

Так, механическая прочность железис-. того цемента в композиции с железорудным концентратом после трехсуточного твердения на воздухе составляет всего 9,7-14,3 МПа. Окатыши и брикеты на основе цемента указанного состава, характеризующегося медленным твердением, сливаются и деформируются.

Двухкальциевый феррит (дф)

Однокальциевый феррит (Оф)

Окись кальция (ОК) 80-95

3-10

2-10

Высокожелезистый цемент получают: обжигом в окислительной среде сырьевой смеси, включающей известковый компонент и железорудный компонент.

Укаэанный минералогический состав реализуется при температуре обжига

950-1040 С. Глинозем, входящий в coc" $0 тав сырьевых материалов, при данной температуре обжига не образует с окисью кальция самостоятельных фаэ, но возможно его частичное растворение

I основной фазе - двухкальциевом фер- $$ рите. Кремнезем в зависимости от своего структурного состояния и обусловленной этим химической активности

3, 93738

В процессе же подготовки железорудных концентратов для доменной плавки весьма важным является получение механически .прочных брикетов и окатышей в первые же часы твердения, чтобы окускованный материал обладал достаточной прочностью для транспортировки. Так как известный цемент не обеспечивает необходимой прочности брикетов и окатышей, то 10 приходится прибегать к дополнительному упрочнению путем пропаривания или автоклавирования, что существен» но усложняет процесс подгбтовки железорудных концентратов. Наряду с этим 1$ клинкер железистого цемента обжигается йри сравнительно высокой температуре (1250-1300оC), что не обеспечивает наличия в клинкере свободной СаО, которая требуется для инициировайия процессов гидратации, и ее приходится дополнительно вводить, например, при помоле цемента, что приводит к усложнению и удорожанию технологического процесса.

2$

Цель изобретния - интенсификация процесса твердения и повышение прочности, Поставленная цель достигается тем, что цемент для беэобжигоеого окускования рудных концентратов включающий двухкальциевый феррит и окись кальция, дополнительно содержит однокальциееый феррит при сле дующем соотношении компонентов, мас.Ф:

Руда Стойленского месторождения (КМА), которую используют в качестве железорудного компонента при получении высокожелезистого цемента, имеет следующий химический состав, Ф:

8,38

4,97

75,74

0,54

0,87

Sl0q

A 403

Гевоь

СаО

so

Потери при прокаливании составляют 9,503.

8 4 или не вступает в реакции взаимодействия, или частично растворяется в

CgF. При такой температуре обжига неизбежно присутствие СаОсв в клинкере в необходимых для интенсивной гидратации вяжущего количествах, поэтому не требуется искусственного. введения ее в состав вяжущего при помоле цемента,.Наличие свободной окиси кальция свидетельствует о не- . завершенности процессов минералообраэования. В этих условиях формирующаяся кристаллическая структура двухкальциевого феррита обладает высокой дефектностbe, обусловливающей высокую гидратационную активность минерала.

Взаимодействие данного минерала с водой происходит с выделением значительного количества извести в жидкую фазу в межзерноеом пространстве вяжущего. Последняя поглощается железорудным концентратом с образованием кристаллиэационных структур.Взаимодействие высокожелезистого цемента с железорудным заполнителем в начальной стадии структурообраэования имеет адсорбционно-химический характер. 8 дальнейшем на участках поверхности зерен железорудного заполнителя, покрытых слоем гидроферритов кальция, будут возникать зародыши иэоморфных кристаллов новой фазы - гидратов ферритной фазы твердеющего вяжущего (эпитаксия). Интенсивное развитие этих процессов и обеспечивает прочное сцепление высокожелезистого цемента с железорудным концентратом, предупреждая слипание и деформацию окускованных материалов.

Пример. Дпя получения цемента готовят клинкер из сырьевых материалов, включающих богатую окисленную руду Стойленского месторождения (КИА) и Белгородский мел.

Состав сырьевой шихты

Компоненты

49,49

46,49

45,86

Железорудный

50,51

54,20

53.51

Известковый

Табли ца 2

Содержание компонентов в клинкере,вес.Ф

Состав

ОК

ОФ

10

1О

95

5 937388 6

Состав сырьевой шихты представлен Результаты физико-механических в табл; 1. испытаний представлены в табл. 3.

Соотношение исходных компонентов Проведенные эксперименты под,для получения цемента pBcc4MTblBBoT тверждают достижение поставленной иэ необходимости получения клинкеро э цели по повышению прочности цемента .различного минералогического соста- в композиции с железорудным концентва, включающих двухкальциевый феррит ратом в первые часы твердения в возофнокальциевый феррит, свободную душных условиях. Кроме того, высоко окись кальция в соотношениях при железистый цемент обладает свойством, веденных в табл. 2. to интенсивного набора прочности. Так, Обжиг смесей проводят при 1000 С. ; прочность высокожелеэистого цемента

Вяжущие свойства высокожелеэистого в композиции с железорудным кон: цемента определяют в композиции с цетратом достигает в течение часа 603 железорудным материалом. Композиции суточной, в то время как брикеты на составляют из 203 цемента каждой hap- ts основе известного цемента приобретают тии и:80ь тонкодисперсного железоруд- прочность лишь после суточного вылежи-» ного концентрата KMA. вания на воздухе.

Таблица 1 и I» 7

937388

Таблица 3

Предел прочности при сжатии, МПа, через

30 мин

2 ч

3 ч

1 сут, 3 сут.

Ц емент состава 1 (известный) 18,3

26,0 30,0 32,0

6,0

23,6

Цемент состава 2

24 9

5,8

24,0

28,3,31,6

15,9 ее еев в» ««е»»«»«е»«» «» «° «» «»«»ее««вв»«еее

Цемент состава 3

23,5 . 27,6

",9

12,8

29,8 ееч«е»ее«Ее «««««»«««е

Известный

8,7

3,8

0 0

Двухкальциевый феррит 80-95

Однокальциевый феррит

Окись кальция 2- 10 формула изобретения

Цемент дпя безобжигового окускования рудных концентратов, включающий двухкальциевый феррит и окись кальция, отличающийся тем, зз что, с целью интенсификации процесса твердения и повышения прочности, он дополнительно содержит однокальцие" вый феррит при следующем соотношении компонентов, мас.Ф: о

Составитель Г.Ракчеева

Редактор О,Половка Техред Е.Харитончик Корректор Л.Гриценко в ««»

Заказ 4364/28 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,W-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4,Наименование цемента,испытанного в композиции с железорудным концентратом

I.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

И 637352,, кл. С 04 В 7/22, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

И 527389, кл. С 04 В 7/22, 1972 (прототип).