Навигация
Способ получения портландцемента
57183
знака
0
таблиц
4
изображения
3.3 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.
Список использованных источников
1. Волженский, А. В. Минеральные вяжущие вещества: технология и свойства [Текст] / А. В. Волженский, Ю. С. Буров, В. С. Колокольников/ Научное издание –М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2006.-368с.
2. Баженов, Ю. М. Технология бетона [Текст] / М. Ю. Баженов. - М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2007.-528с.
3. Гладков, Д. И. Вяжущие вещества и применение их в строительстве [Текст] / Д. И. Гладков. –Белгород:БГТУ им. В. Г. Шухова, 2004.-293с.
4. Колинов, С. К. Создание современных цементов [Текст] / С. К. Колинов, В. Ю. Сухов , О. А. Веревкин //Строительные материалы.-2000.-№7. –С. 29-33.
5. Косачев, А. П. Пенобетон и его применение в России [Текст] / А. П. Косачев//Новости строительства. -2002. - №1. - С. 34-39.
6. Кринович, Ю. М. Строим дом вместе [Текст]: учеб.пособие / Ю.М. Кринович, Д. Ю. Красный. –Екатеринбург: КНОРУС, 2000.-207с.
7. Мамулова, Н. С. Все о строительстве [Текст] : Справочник/ Н. С. Мамулова, А. М. Сухотин, Л. П. Сухотина, Г. М. Флорианович, А. Д. Яковлев. –С-Пб.:Химиздат, 2000.-517с.
8. Неверов, А. С. Современные строительные материалы [Текст] / А. С. Неверов, Д. А. Родченко, М. И. Цырлин. - М.: Изд-во Вышэйшая школа, 2007.-222с.
9.Полежаев , Э. Ю. Строительные материалы [Текст] / Учебное пособие/ Э. Ю. Полежаев. -Алчевск: П46 ДГМИ, 2003.-C. 192.10. Сидоров, В. И. Строительные материалы [Текст] / В. И.Сидоров, Э. П. Агасян, Т. П. Никифорова. –М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2007.-312с.
11. Сериков, Б. В. Инновационые технологии в строительстве [Текст] / Б. В. Сериков, Г. М. Флорианович, А. В. Хорошилов. –М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002.-336с.
12. Шмитько, Е.И. Химия цемента и вяжущих веществ [Текст] / Е. И. Шмитько, А. В. Крылова, В. В. Шаталова –М.: Химия, КолосС, 2004.-248с.
13. Пат. 2381902 Российская федерация МПК B32B13/00 ,
C04B28/14, C04B111/27 Способ получения влагостойких мзделий на основе гипса [Текст] / Веерамасунени С.; заявитель и патентообладатель. ВЕЕРАМАСУНЕНИ Сринивас -№2007108551/03; заявл.25.07.05..; опубл.20.02.10., Бюл. №23.-6с.
14. Пат. 2383506 Российская федерация МПК C04B7/42 Способ получения портландцемента [Текст] Куликов Б. П., Николаев М. Д., Кузнецов А. А., Пигарев М. Н.; заявитель и патенообладатель Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО Тд "Байкальский алюминий") - № 2008139089/03; заявл.30.09.08.; опубл. 10.03.10., Бюл. №21.-9с.
Похожие работы
... (1580—1770°С), жароупорные (ниже 1580°С). Жаростойкие бетоны применяют для сооружения тепловых агрегатов, фундаментов промышленных печей и др. конструкций, подверженных длительному нагреванию. Бетоны на органических вяжущих: 1)асфальтобетоны - строительный материал в виде уплотнённой смеси щебня, песка, минерального порошка и битума. Перед смешением составные части высушивают и нагревают до ...
... породу - гипсовый камень. Ангидрит - CaSО4 - имеет среднюю плотность 2,9-3 г/см3, твердость - 3-3,5, строение - кристаллическое. При насыщении водой переходит в гипс. 7. Классификация горных пород по происхождению Каменные строительные материалы включают широкую номенклатуру изделий, получаемых из горных пород: рваный камень в виде кусков неправильной формы (бут, щебень и др.), изделия ...
... получают путём пропитки кровельного картона каменноугольными или сланцевыми дегтёвыми материалами и последующей посыпки его одной или двух сторон минеральным порошком. Используют его при устройстве кровель. ЛЕКЦИЯ №13 Древесные строительные материалы и изделия. Общие сведения. Благодаря хорошим строительным свойствам древесина давно нашла широкое применение в строительстве. Она имеет ...
... распространение в строительстве мостов и трубопроводов, а также в новых технологиях по защите бетона, металлов от коррозии. Применение конструкций с высокими теплоизоляционными свойствами в строительстве односемейных домов существенно (на 40-50%) повысит их энергоэкономичность. Будет возрастать доля строительных материалов, изготовленных на основе применения вторичных сырьевых ресурсов и отходов. ...
0 комментариев