Способ получения спеченого доломита

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОГО ДОЛОМИТА, включаюид1й двустадий ,ный обжиг и гидратацию после первой стадии обжига, отличающийся тем, что,, с целью повышения гидратои цшакоустойчивости спеченного доломита, гидратацию прокаленного доломита осуществляют в водных растворах соединений хрома. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качест ве соединений хрома используют хромовый ангидрид и/или водорастворимые соединения хрома. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидратацию осуществляют в водных растворах, содержащих не менее 5% соединений хрома в пересчете на , причем количество водных растворов составляет 20-60% от массы прокаленного до-§ ломита.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) С 04 В 35/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3378254/29 — 33 (22) 07.01.82 (46 ) 23. 02. 84. Бюл. М 7 (72) В.А. Перепелицын, И.Д. Кащеев, Ю.И. Савченко, N.Ì. Белозеров, В.В. Алексеев и В.И. Сизов (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (53) 666.97(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 492504, кл. С 04 В 35/02, 1973.

2. Патент ПНР Р 62527, кл. С 04 В 35/06, 1971 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОГО,ЦОЛОМИТА, включающий двустадийный обжиг и гидратацию после первой стадии обжига, о тли ч ающи йс я тем, что, с целью повышения гидрато- и шлакоустойчивости спеченного доломита, гидратацию прокаленного доломита осуществляют в водных растворах соединений хрома.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве соединений хрома .используют хромовый ангидрид и/или водорастворимые соединения хрома.

3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что гидратацию осуществляют в водных растворах, содержащих не менее 5% соединений хрома в пересчете на Cr<0, причем количество водных растворов составляет 20-60% от массы прокаленного до-щ ломит а.

1074843

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при производстве доломитовых изделий, применяемых для футеровки -металлургических и обжиговых печей.

Известен способ получения огнеупорного клинкера, состоящего из смеси доломита и магнезита, включающий раздельный обжиг доломита и магнезита, их помол, смешение, гидратацию, брикетирование полученной шихты и повторный обжиг f1(.

Недостатками этого способа являются пониженные показатели гидратоустойчивости спеченного продукта и необходимость проведения тонкого измельчения исходных компонентов, а также их раздельный обжиг, что усложняет технологию получения клинкера.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ спекания доломита и извести, включающий двухстугенчатый офжиг и гидратацию материала в воде после первой стадии обжига (2)

Известный способ позволяет снизить температуру обжига сырья, но в тс же время не дает возможности ощутимо повысить гидратоустойчивость и шлакоустойчивость спеченного доломита в связи с наличием активной извести. Это ограничивает сроки храI ,нения материала во влажной среде и снижает срок службы доломитовых огнеупоров в тепловых агрегатах.

Целью изобретения является повышение гидрато- и шлакоустойчивости спеченного доломита, Поставленная цель достигается тем, что по способу получения спеченного доломита, включающему двухстадийный обжиг и гидратацию после первой стадии обжига, гидратацию прокаленного доломита осуществляют в водных растворах соединений хрома.

В качестве соединений хрома используют хромовый ангидрид и/или водорастворимые соединения хрома.

Гидратацию осуществляют в водных растворах, содержащих не менее

5Ъ соединений хрома в пересчете на

Сг20, причем количество водных раст. воров составляет 20-60Ъ от массы прокаленного доломита.

Гидратация предварительно прокаленного доломита в хромсодержащих водных растворах приводит к образованию при комнатной температуре гидратов кальция и магния, а также водных хромато в кальция С а С r О, 2 H О, СаСг04 Н О, СаСг04 . ° 0,5 Н О и др ° которые при вторичном обжиге образуют на поверхности частиц и пор тугоплавкие соединения типа

CaO ° Сг О и 9СаО-4crO Cr О . Новообразованные хромиты кальция находятся в виде тонких пленок на поверхности кристаллов извести и стенках пор, что значительно уменьшает скорость гидратации спеченного материала. Кроме того, в процессе высокотемпературного обжига при 1228 С происходит плавление оксихромита кальция, формируется известковохро10 матный расплав, способствующий интенсификации спекания материала и образованию высокоогнеупорного хроо ми та кальция С аО, Сг О> (т. пл. 2130С ).

Образование высокоогнеупорного хро15 мита кальция, совершенно инертного к гидратации, обеспечивает существенное повышение гидратоустойчивости и шлакоустойчивости спеченного доломита.

2щ Таким образом, введение Cr О в виде раствора способствует формированию химически инертной фазы—

СаО ° Сг2С, образующей равномерно распределенные защитные пленки на поверхности пор и кристаллов извести.

Гидратацию осуществляют в водных растворах, содержащих не менее 5Ъ соединений хрома в пересчете на

Сг О . При использовании более разбавленных растворов (менее 5 вес.Ъ

Сг О ) не обеспечивается синтез достаточного количества СаO ° Cr î, что снижает показатели гидрато- и шлакоустойчивости спеченного доломита. Верхний предел содержания

Сг О в растворе определяется растворимостью применяемых соединений хрома в воде в нормальных условиях.

Как показали исследования, при использовании раствора в количестве менее 20 мас.Ъ не достигается повышения гидратоустойчивости спеченного материала в связи с недостаточным количеством новообразованного хро45 мита кальция. При введении раствора в количестве более 60 мас.Ъ уменьшается шлакоустойчивость конечного продукта вследствие раэрыхления его структуры.

50 Предлагаемый спо" îá осуществляют следующим образом.

Природное карбонатное магнеэиальное, магнезиально-известковое и известковое сырье 1доломит, известняк, доломитизированный магнезит и т. и. ) обжигают при 1000-1200 С. После охлаждения материал подвергают гидратации. в предварительно приготовленном водном растворе укаэанных кон60 . центраций одного или нескольких соединений хрома. Гидратацию осуществляют в течение 5-6 ч при 15-90 С.

Полностью гидратированный материал, претерпевший самопроизвольный распад при гашении раствором на полидис1074843 Способ получения спеченного доломита

Концентрация

Cr< 0 в Раст воре, вес. Ъ»

Гидратоустойчи вость по привесу после испытания в воде, -В, при 25 С в течение, ч

15,6

Двухступенчатый обжиг, гидратация после первичного обжига в растворах соеди не ний

A 7,2

Б 6 8

2,3

В 5,1 персные частицы, прессуют при удельном давлении 20-60 МПа и обжигают при 1600-1900 С в течение 0,5-1,1

Пример, Природный доломит, содержащий CaO.+ MgO 98 вес.Ъ (в прокаленном состоянии), с размером кусков 40-5 мм обжигают в течение

2 ч йри . 1100- С. Прокаленный материал о гидратируют ра ст вором С r 0, содержащим 2,3-18,2% Cr, в количестве

20-60% от веса доломита в течение

5 ч при 25-60 С. Из гидратированной массы, имеющей остаточную влажность

7,1% при удельном давлении 45 МПа прессуют брикеты и подвергают их . повторному обжигу при 1600 С в тече- 15 ние 60 мин.

Спеченный материал — доломитовый клинкер — имеет высокоплотную структуру (плотность 96-98% от теоретической), высокие показатели гидрато- 2() и шлакоустойчивости.

Свойства полученного спеченного доломита приведены в таблице.

Гидратоустойчивость определяют на образцах диаметром 36 мм и высо- 25 той 50 мм, которые погружают в дистиллированную воду. Через каждые сутки образцы взвешивают на весах второго класса точности с одновременной заменой воды на чистую. Оценку гидратации проводят по привесу образцов до и после испытания.

Шлакоустойчивость образцов определяют тигельным методом с использованием конвертерного шлака следующего химического состава, вес.Ъ:

Из ве ст ный (двух ступенчатый обжиг при

900-1200 С и при

О

1400 -16 0 00 С, гидратаци я мат ери ал а по сле первичного обжи ra в воде ) СаО 41,7; SiOy 14,5; МпО 9,8; FeO

14,4, Fey 0 7, 5, АР< Оу 3,5,,h180 7,5 при 1700оС и выдержке 2 ч. Оценку шлакоустойчивости осуществляют путем измерения площадей разъедания и пропитки в сечении тиглей.

Изучение микроструктуры показывает, что характерной особенностью фазового состава доломита, спеченного предлагаемым способом, является наличие помимо СаО и М80 третьего выссХоогнеупорного минерала

СаО -Сг Оу, образующего пленки вок,руг СаО, что обеспечивает коренное улучшение физико-химических свойств клинкера. По свойствам такой спеченный доломит существенно превосходит действующие нормативы серийно выпускаемых материалов аналогичного состава.

Предлагаемый способ позволяет в 10-15 раз увеличить продолжительность пребывания спеченного доломита во влажной среде, дает возможность повысить стойкость материала при эксплуатации в условиях воздействия известково-желеэисто-силикатных расплавов (например, в кислородных конвертерах, вращающихся печах цементной промышленности и др.), обеспечивает с минимальными затратами интенсивное спекание чистых природных и разновидностей обогащенных доломитов при относительно невысоких температурах обжига, исключает операции дробления и измельчения материала перед прессованием брикетов.

Клакоу стой чи вость при 1600 С в течение

2 ч, при площади, см2

Разъе- Пропит- Сум= дания ки марн ая

23,1 29,3 7,9 33,4 41,3

11,3 26,9 4,1 13,7 17,8

12,7 21,1 3,9 12,1 16,0

8,4 13,7 3,1 8,6 11,7

1074843

Продолжение таблицы

° В» » ЮЮ»»» W» WW»W&

Концентрация

cryo а раст воре, вес. %"

Способ получения спеченного доломита

2,9 7,8 10,7

3,2 7,6 12,1

5,1 Б

5,8 8,1 1,1 1,6 2,4 2,3

0,7 1,4 2,2 5,1 6,2 11,3

A 0,8 1,3 2,0 3,9 8,4 12,3

10,7 В 0,9 1,2 1,8 1,8

4,6

6,4

В 0,8 1,1 1 6 5,3 12,4 17,7

А 0,9 1 0 1,7 0,7

Б 0,8 1,0 1,6 0,9

Б 0,7 0,9 1,7 0,8

2,8

2,1

18,2

3,2

2,3

3,5

2,4

22,4 ф

Количество раствора, взятого для гидратации прокаленного доломита (мас. % от количества последнего): А — 20, Б — 30,  — 60.

Составитель Л. Булгакова

Редактор Н. Егорова Техред Т, Маточка Корректор М. Шароши

Заказ 446/21 Тираж 606 Подписное

8HHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ):";-35, Раушская наб., д. 4/5

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

° »»»

Гидр атоустойчи вость по привесу после испытания s воде, %, при 25 С в те0 чение,.ч

Ю»»»» »

24 72 144

93лакоуотой чиаость при 1600 С в течение

2 ч, лри тлощади, см2

»»

Раэъе- Пролит- Сумдания ки марыая