Способ получения белого портландцементного клинкера

 

СПСХ:ОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГО ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА путем обработки щелочно-кремнеземистого раствора известью или известковым молоком при молярном соотношении CaO:SiO2 2-3:1 с последующим обжигом , отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса , щелочно-кремнеземистый раствор предварительно смешивают с раствором соды или поташа при молярном соотношении COjtSiO2 1-2:1, а обжиг проводят при 1200-1300с.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЙИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

9(Я) С 04 В 7/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СУААРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытии (21) 3393578/29-33 (22) 11.02.82 (46) 23.08.83. Бюл. 9.31 (72) Г.Г. Мартиросян, С.g.. Григорян и Э.Х. Анакчян (71) Институт общей и неорганической химии AH Армянской ССР (53) 666.094(088.8) (56) 1. Холин И.И. Справочник по производству цемента. М., Стройиз1 ат, 1963, с. 33-37.

2. Авторское. свидетельство СССР 9 692796, кл. С 04 В 7/36, 1976

1(прототип).,„Виы1036700 А. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГО

ПОРТЛАНД?ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА путем обработки щелочно-кремнеземистого .раствора известью или известковым молоком при молярном соотношении

СаО!ЫО2 = 2-3!1 с последующим обжигом, отличающийся тем, что, с целью интенсификации .процес са, щелочно-кремнеэемистый раствор .предварительно смешивают с раствором соды или поташа при молярном соотношении СО .810 = 1-2:1, а обжиг проводят при 1200-1300 С.

103б700

Щелочно-кремнеземистые и содовые или поташные растворы образуются () при комплексной переработке алюминия или других ценных.маталлов, содержащих высококремнеэемистые породы (нефелиновые сиениты, перлиты, алуниты, золы и т.п.)..Для обеспе- . чения цикличности процесса химического обогащения пород, выщелачнва° .ния некоторых ценных металлов от него и т.д. образующиеся содовые, поташные и щелочно-кремнеземистые растворы необходимо каустифицировать

2О и щелочь возвращать в цикл.

Сырье, полученное в результате этой обработки, не требует измельчения, гарантирует высокую чистоту

25 и обеспечивает идеальную гомогенность при очень малых размерах .частиц.

При применении сырья повышается интенсивность процесса клинкерообразования, значительно сокращается тем) пература обжига, а полученный клин.кер сравнительно легко размалывается. Указанные факторы способствуют увеличению производительности. печи и мельниц, а также уменьшению расхода энергии на обжиг и помол. Вместе с этим при использовании в качестве исходного раствора смесь растворов соцы или поташа с раствором силиката натрия интенсифицируются процессы обескремнивания, филь40 трации и промывки осадка, сокращаются энергетические расходы и расход иоды на промывку.

Сравнительные данные по получению шихты и клинкера приведены в таблице.

В качестве исходного растора .в опытах по известнОму способу был ис-. пользован щелочно-креъ неземистый раствор, а в опытах по предложенному способу » смесь щелочно-кремнеэемистого и содового растворов при молярном соотношении СО>.Si02=1, 7.

Недостатками известного способа являются: низкая скорость фильтрации пульпы, полученной при каусти фикации щелочно-кремнеземистого 45 раствора, что приводит к снижению .производительности фильтрации и к увеличению расхода электроэнергии; низкая интенсивность процесса промывки полученного гидросиликатного

Продукта от щелочи, что приводит к снижению производительности установки, к повышению расхода промывной воды и энергии; а также высокая температура клинкерообраэования, которая приводит к большим энергетичес55 ким расходам и к снижению интенсиВ ности процесса.

Цель изобретения — интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем,60 что согласно способу получения бе .лого портландцементного клинкера путем обработки щелочно-кремнеэе,мистого раствора известью или известковым молоком при молярном со- 65

Концентрация исходного раствора, r/ë 1 ()кают

75,0

32,У

44,64

"аго„р

3 5

Изобретение относится к технике ..производства вяжущих, преимущественно к способам получения белого портландцемента с низким содержанием плавящих компонентов.

Известен способ получения белого портландцементного кликера, включающий приготовление известково-кремнеземистой сырьевой смеси с последующим ее обжигом (.1).

Недостатками способа являются: необходимость тонкого помола исходных компонентов (30 мкм), связанная с большими затратами; недостаточная гомогенность шихты и возможность ее расслаивания во время транспортировки; большая продолжительность процесса взаимодействия исходных компонентов низкая степень чистоты продукта, связанная с переходом

Примесей, содержащихся в природном песке, в состав цемента (0,2-0,.7%

FegO3), а также загрязнение исходных материалов при помоле (путем присадки железа вследствие износа металлических мелющих тел в коли честве 0,24),.придающее цементу нежелательные оттенки; а также.малая эффективность приготовления исходных материалов цемента вслед" ствие резкого замедления помола изза нарастающей агрегации при меньших размерах частиц.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получе-! ния белого портландцементного клинкера путем обработки щелочно-крем-! ,неэемистого раствора известью или известковым молоком при молярном соотношении СаО . "Si02 —— 2-3:1 с последующим обжигом (2 j. отношении СаО:S10g= 2-3:1 с последующим обжигом, щелочно-кремнеземистый раствор предварительно смешивают с раствором соды или поташа при молярном соотношении СО2 ° S10 =

= 1-2:1, а обжиг проводят при 12001300 С. !

1036700

Продолжение таблицы

° Показ атели

Способ

Способ

Показатели

Известный, Предложенный

Известный Предло. женный

0,05 г яа2006Щ его

П П.П.—

0,05

78,5 77,31

29,0

31,0

26,4

$102

25,31

Молярноу соотношение

Ca0:81ог в осадке

Дозировка . известкового молока, Сао: S10

2,7

2,7

Сао се б одн

2О в клинкере йолученном при обжиге исход. ной шнхты при температу25 ра, <С

Концентрация маточника, г/л

53р45 46 64 яа о )а20кыР

Магом

10 40

57, 04

4 2

57,65 О, 27

1200

3., 7

1 300

1400

8102

0,30

О1 1,6

0,5

0800

1460

0gl

О,ОО

500

Количество npo Km осадка при Жг 1 .=1041 б

Производитель1ность фильтра прн„:промывке Р осадка < кг/мг-ч (в пе;ресчете на су" хое вещество) 465

250

Состав промытого и высу-. шенного осадка

Сао бщ.

48,70

19,35

24,20

50, 15

19,85

S1OZЗ,о

СасозМ

1,00

2011

0,37

0 Зо

0.,4

NaOг

0,З

2 3

3 . Продолжение таблицы

Производнтельность фильтра .при разделении продукта, от- маточника в перес чете на сухое вещество, кг/м ч. 300

Пример l. Для получения ,белитового клинкера реактор зали„ вают смесью содового и щелочнокремнеземистого растворов с моляр. ным соотношениеМ СоггS10 =1:l и кон центрацией, г/лу ВЗ.О 5-100, Na

СаО:S10<=2sl. Смесь перемешивают в течение 90 мин и фильтруют. Получают тонкодисперсный (0,1»50 мкм),: бе50 лый, хорошо фильтрующийся и легко отмывающийся от щелочи гидросиликатный продукт.,Последнее промывают теплой водой до содержания щелочи .0,3-0,7% по На О (в .пересчету íà су55 хое вещество). K полученйому шламу добавляют 0,5-1 0% (от веса сухого материала) минерализатора, например

CaF, тщательно перемешивают и обжигают в печи при 1200 С в течение

60 0,5 ч. Получают клинкер белого цвета с содержанием, вес.Ъ: СаС 6 64,5;

Si0> 34,3, CaOygog следы;. 810ecjog

:следыу NgO 0,3, АЕ ОЗ 0,5., Na>0- К О ,0,3 Регат 0.05, СЯЗ 98.0: СЗА 1,2.

65, С 0 15 °

1036700

При смешении растворов соды или поташа с щелочно-кремнеземистым раствором при молярном соотношении

СО ..S10> ниже 1:1 (например, 0,5:1 прй молярном соотношении CaO:SiO - в исходной смеси 2,5:1) ухудшается процесс фильтрации пульпы (продолжительность процесса разделения осадка от маточника увеличивается приблизительно в 1,2 раза);процесс отмывки осадка от щелочи также замедляется (вместо 4 промывок при

Ж:Т = 10:1 проводят 5 промывок), соответственно увеличивается общая продолжительность процесса, а также энергетические расходы, связанные с увеличением количества операций и числа работающих агрегатов, а также расходы горячей воды. Кроме того, при обжиге полученного сырья повышают температуру проведениями. процесса приблизительно на 50 С для уменьшения содержания свободной СаО, в клинкере до допустимого, что также свяэано с увеличением энергетических расходов.

П р н м е р 2. Для получения клин.кера с содержанием С Я и С>8 по приблизительно 50% реактор заливают щелочно-кремнеземистым раствором с .указанной выше концентрацией и моляр- ным соотношением СО2 S10 =1,5:1 и подогревают до 70-80 С. При непрерывном перемешивании к подогретому раствору добавляют известь или известковое молоко TlpH молярном сооТношении СаО:S102--2,5 1. Смесь пере- 10 мешивают в течение 90 мин и фильтруют. Получают тонкодисперсный, белый, хорошо фильтрующийся и легко отмывающийся от щелочи гидросиликатный продукт. Последний промывают .теплой 15 водой до содержания .щелочи 0,3-0,7Ъ по Na20 (в пересчете на сухое ве-. щество). К полученному шламу добавляют 0,5-1,0% (oT веса сухого материала) СаР2, тщательно-перемешивают и обжигают. в печи при 1250ОС в течение

0,5 ч. Получают клинкер. белого цвета с содержанием, вес. Ъ: СаО, бщ

69,.2; Si02 29,5; СаОСЭо64 0,1;

MgO 0,4; А1203 0,5; Na20-К20 0,3;

Ретоз Оуобiу СЗБ 52У7; С.

СЪА 1, 2; С4АР О, 2.

Пример 3. Для получения алитового клинкера реактор заливают щелочно-кремнеземистым раствором с указанной выше концентрацией с моляр.ным соотношением С02..Si02=2:1 и подогревают до 70-80 С. При непрерывном перемешивании к .подогретому раст вору добавляют известь или известковое молоко при молярном соотноше- З5 нии CaOгSi02=3,0:1. Смесь перемешивают в течейие 90 мин и фильтруют.

Получают тонкодисперсный, белый, хорошо фильтрующийся и легко. отмывающийся от щелочи гидросиликатный 40 продукт. Последний промывают теплой водой до содержания щелочи 0,3-0,7% по Na2O (в пересчете на сухое вещество). К полученному шламу добавляют 0,5-1,0% (от веса сухого мате- 45 риала) CaF2, тщательно перемешивают и обжигают в печи при 1300 С в течение 0,5 ч. Получают клинкер белого цвета с содержанием, вес.В:

СаОрбщ 72 5g СаО 6 <0 5) Б302 25 5Р 5О

Na>O-Ê20 0 3; C S 97, 0; С2А 1, 4;

С4АР 0,21 °

Показатели цемента, полученного по предложенному способу, следующие. 5

Коэффициент отражения по BaS04 97,03; предел прочности, ИПа: при изгибе.

5,6; при сжатии 40.

По предлагаемому способу в аналогичных условиях, сравнительно с из- 60 вестнич.способом пульпа фильтруется значительно быстрее (около 1,6 раза), вследствие чего значительно сокращается продолжительность процесса, т.е. увеличивается производительностью агрегатов (около 1,6. раза) ° количество промывок (при соотношении жидкое: твердое -10:1) сокращается в

1,5 раза (от 6 до 4 промывок). При этом в 1,5 раза сокращается расход горячей воды (энергии), и в столько же раз — число агрегатов (фильтр, репульпатор, насос, электромоторы и т.д..),. т.е. общие энергетические расходы (тепловые.и электрические) сокращаются приблизительно в 1,5 раза. Необходимо учесть и тот фаКт,. что при промывке осадка. пульпа фильтруется приблизительно в 1,8 раза быстрее. Следовательно, весь процесс приготовления сырьевой смеси интенсифицнруется более чем в 1,5, раза, а энергетические расходы сокращаются приблизительно в 1,3 раза.

При обжиге сырьевой смеси также ожидается сокращение энергетических затрат за счет снижения температуры обжига клинкера (более чем на 100 С) от 1300 до 1200ОС; от 1400 до 1250 С и от 1450 до 1300 С.

Белитовый клинкер (C2S 98Ъ) по известному способу получают при

1300 С а по предлагаемому — при

1200 Су алито-белитовый клинкер (C S Ф С2Б около 50%) по известному способу получают при 1400 С, а по предлагаемому — при 1250 С; алитовый клинкер (C>S 97%) по известному способу получают при 1450 С, а по предлагаемому — при 1300 С.

Исходя из этого, температура обжага клинкера (аналогичного минерального состава и свойств) полученного по предлагаемому и йзвестно-:, му способам отличается от 100 до

150 С.

1036700

Составитель A. Кулабухова

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Коштура Корректор А. Ильин

Заказ 5932/23 Тираж 622 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

При увеличении молярного соотно-. шения СО гS102 в исходном растворе выше 2:1 (нанример, 2,5 1 при моляр-. ном соотношении СаО:S10>=2,5г1 в исходной смеси) в фильтрате (маточ-. нике) остается значительное количест- 5 во (20-30%) непрореагированного S10>, вследствие чего, во-первых, изменя-. ется химический состав сырьевой смеси, следовательно, и минеральный состав и свойства клинкера, а во-вто- 10 рых, снижается степень обескремни- . вания раствора, что также не желательно. Чтобы обеспечить практически:полное осаждение. S10g из раствора в виде гидросиликатного соедине- ния и получить осадок с заданньм составом требуется повышение темпес о ратуры процесса от 80 до 100 С, а продолжительность процесса .увеличить приблизительно в 1,2 раза, что приводит к возрастанию энергетических расходов и увеличению общей продолжительности процесса получения сырьевой смеси. .Предложенный способ позволяет интенсифицировать процесс .приготовления сырьевой смеси и клинкерооб- разования и сократить знергетические расходы.