Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера

 

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНРСЕРА, . включающая известняк, глинистый компонент , пиритные огарки и в качестве минерализатора шлам нейтрализации Сточных вод производства фосфорной кислоты, отличающаяся тем, что, с цел1 интенсификации процесса клинкерообразования и повышения гидратационной активности клинкера , она дополнительно содержит в качестве минерализатора карбонат магния, фосфогипс и пыль электрофильтров вращающихся печей, при следующем соотношении компонентов, мае.%: Глинистый компонент 10,0-80,0 Пнритные огарки0,5-3,0 Шлам нейтрализации сточных вод производства фосфорной (О 0,5-4,0 кислоты Карбонат 0,5-5,0 магния Фосфогипс 0,3-3,0 Пыль электрофильтров вращающихся пес чей 1,0-10,0 СП Эд Известняк Остальное сл с&

(19) (k1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РДВВЮ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 04 В 7/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автонсноММ СамаЕтИГаСтви

0 5-3,0

0,5-5,0

0,3-3,0

1,0-10,0

Остальное (2)) 3713922/29-33 (22) 26.03.84 (46) 07.07.85. Бюл. У 25 (72) Т.В. Кузнецова, Н..И. Макаров, А.П. Осокин, Б.3. 10дович, В.В. Птицын, Е.Н. Потапова и А.И. Алексеев (71) Государственный всесоюзный научно-исследовательский институт цементной промышленности (53) 666.972(088.8) (56) .1. Авторское свидетельство СССР

Р 529133, кл. С 04 В 7/42, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 639827, кл. С 04 3 7/35, 1977.

3. Авторское свидетельство> СССР

11 697426, кл. С 04 В 7/02, 1979

< (поототип) (541 (57) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА, . включающая известняк 9 глинистый ком понент, пиритные огарки и в качестве минерализатора шлам нейтрализации сточных вод производства фосфорной кислоты, отличающаяся тем, что, с цель интенсификации процесса клинкерообразования и повышения гидратационной активности клинкера, она дополнительно содержит в качестве минерализатора карбонат магния, фосфогипс и пыль электрофильтров вращающихся печей при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Глинистый компонент 10,0-80,0

Пиритные огарки

Шлам нейтрализации сточных вод производства фосфорной кислоты 0,5-4,0

Карбонат магния

Фосфогипс

Пьцть электрофильтров вращающихся печей

Известняк

11656

10-80

0,5-3,0 компонент

Пиритные огарки

Шлам нейтрализации сточных вод производства фосфорной кислоты

Карбонат магния

Фосфогипс

Пыль электI рофильтр ов вращающихся печей

Известняк

0,5-4,0

0,5-5,0

0,3-3,0

1,0-10,0

Остальное

30-32

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к,составам сырьевых смесей для получения портландцементного клинкера. 5

Известна сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера, включающая известняковый, глинистый, железистый компоненты, а также карбонат магния и сульфат кальция в со- 10 отношении от 0,5:3,0 до 1,0: 1,0 11 °

Известна также сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера, включающая известняк, глинистый компонент, корректируюЩую добавку и минерализатор, содержащий фосфогипс и пыль электрофильтров вращающихся печей при соотношении от 0,5:5 до 2:1 527.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера, включающая известняк, глинистый, .железистый компоненты и в качестве минерализатора — шлам нейтрализации сточны вод производства фосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.У.: !

Гли ни с ть1й

30 компонент

Пиритнь!е огарки 1-2

Шлам нейтрализации сточных вод про> изводства фосфорной кислоты 2, 36-9, 42

Известняк Остальное . 4О

При этом шлам нейтрализации сточных вод производства фосфорной кисло" ты содержит, мас.Ж: СаО 38,00-40фО;

Г, щ 10,76-10,86; SiOg 6,80-8,12;

А1 0З 0,87-2,22; FezO, 0,03-0,50; 45 вода — остальное (3).

Недостатками известных сырьевых смесей являются низкая скорость протекания процессов клинкерообраэования и .низкая гидратационная актив-. ность клинкера.

Бель изобретения — интенсификация процессов клинкерообразования и повышение гидратационной активности клинкера.

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера, включа-

59 2 ющая известняк, глинистый компонент, пиритные огарки и в качестве минерализатора - шлам нейтрализации сточных вод производства фосфорной кислоты, дополнительно содержит в качестве минерализатора карбонат магния, фосфогипс и пыль электрофильтров вращающихся печей при следующем соотношении компонентов, мас.Е:, Глинистый

Предлагаемое сочетание добавок позволяет добиться высокого минерализующего (каталитического ) эффекта по. сравнению с составными частями комплексной добавки — т,е. с MgCO5, фосфогипсом, шламом нейтрализации сточных вод производства фосфорной кислоты и их сочетаниями, т.е.

MgCO3 +CaSO+ (сульфат кальция— основной компонент фосфогипса) и фосфогипс + пыль злектрофильтров вращающихся печей; При предлагаемом составе комплексного минерализатора проявляется эффект взаимоусиления каталитического и модифицирующего действия добавок. Этот эффект вызван появлением солевой жидкой фазы, заменяющей на стадии твердофазовых реакций клинкерный расплав, а в пе" риод жидкофазового спекания — развитием ликвационных явлений в высокоосновном алюмоферросиликатном клинкерном расплаве.

При предлагаемом сочетании добавок кристаллизуются твердые растворы алита, белита, трехкальциевого алюмината и алюмоферритов кальция гидратационно-активных модификаций с оптимальной концентрацией дефектов в структуре. Наряду с улучшением микроструктуры клинкера это обуслав3 116 ливает эффект значительного, неаддитивного повышения гидратационной ак тивности клинкера.

Пример 1. Готовят сырьевую смесь состава, мас.Х: известняк 5

7l,О; глина (в качестве глинистого компонента ) !0,0; пиритные огарки

0,5; шлам нейтрализации сточных вод производства фосфорной кислоты 0,5; карбонат магния 5,0; фосфогипс 3,0; >0 пыль элехтрофильтров вращающихся печей 10,0. Сырьевую смесь измельчают до остатка на сите 0,2-2,0X ° изготавливают иэ нее гранулы с размером . 12-15 мм и влажностью 12- 15

)4X, Гранулы обжигают в силитовой электропечи со скоростью подъема температуры 450-500 С/ч и выдержи- . вают в печи при максимальной температуре 1400 С в течение 10 мин. Тех- 20 нология приготовления и обжига шихт по примерам 2-9 аналогична описанной, Составы сырьевых смесей представлены в табл. I.

Обожженные клинкеры измельчают до удельной поверхности 3000+60 см /г с добавкой 5Х гипса. Испытание прочности полученных цементов после 28 суток твердения проводят по методике, ЗО принятой для малых образцов (балочкипризмы размером lх!х3 см).

Анализ полученных данных свидетельствует об интенсификации процессов клинкерообразования (содержание свободной СаО снизилось s среднем

3S в 9 раз) и повышенйи гидратационной активности клинкера на 20-22Х по сравнению с известным клинкером.

5659 4

При использовании сырьевой смеси, содержащей МяСОз и CaSO, содержание

СаО, снижается в 3,0 раза,при использовании смеси, содержащей фосфогилс и пыль электрофильтров, в 2,1 раза, а содержащей шлам нейтрализации сточных вод.производства фосфорной кислоты— в 4,7 раза.

При наличии аддитивности действия этих добавок при их совместном введении следует ожидать снижения содержания CaOcsos в 3,0+2,1+4,7=9,8 раза, на самом же деле при предлагаемом соотношении компонентов содержание свободной извести снижается в

43

3,5 раза. Аналогичный эффект взаимоусиления модифицирующего действия добавок проявляется в их воздействии на прочность цемента, Прочность цемента Ф 7 увеличивается ло сравнению с бездобавочным на 7Х 0 6 — на 6Х, Ф 8 — .на 5Х, т.е. в сумме — на )8X, а при использовании предлагаемого — на ЗОХ, т.е, при предлагаемом соотношении добавок—

MgCOq, фосфогипса, шлама нейтрализации сточных вод производства фосфорной кислоты и пыли электрофильтров вращающихся печей — их действие проявляется неаддитивно.

Внедрение предлагаемой сырьевой смеси в цементной промышленности позволит снизить (за счет интенсификации процессов клинкерообразования) удельный расход топлива на обжиг клинкера, повысить производительность вращающихся печей, а в результате увеличения гидратационной активности клинкера - и марку цемента.

1165659

Т а б л и ц а 1

----- 1-----Содержание сырьевых компонентов, мас.Х

Состав смеси по примеру

ИзПиГлинистый

Карбонат

Шл ам нейтраПыль электCaS0 вестритные компо нент няк магогарки ния щающихся печей

Предлагаемый оптималь" ные соста" вы

71,0 10,0 0,5 0,5 5,0 3,0 10,0

11,2 80,0 3,0 4,0 0,5 0,3 1,0

41,1 45,0 1,75 2,25 2,75 1,65 5,5

2ф неоптимальные составы

71,3 9,6 0,4 0,4 5,1 3,1 10,1

11,0 80,3. 3,1 4,1 0,4 0,2 0,9

Известный

61,61 31,0 1,5 5,89

Известный (1) 3,89

2,9 7,1

9 (без добавок) 80,0 17,0 3,0 В качестве глинистого компонента использовался мергель, в остальных примерах — глина.

Взяты средние составы известных flj и (2) сырьевых сме<ей.

76,0 16,0 3,0

70,0 16,5 3,5 лизации сточных вод проН3 водства

Н, РО+

Фосфогипс рофильтров вра!

165659

Т а б л и ц а 2

Цемент состава

Предел прочности цемента, МПа

При иэгибе При сжатии

Предлагаемый

0,12 оптимальные составы

94,4

9,5!

0,12

93,9

9,48

Нет

b,58

0,05

94,6 неоптимальные составы

9,40 93,8

0,18

93,4

9,33

Нет

Известный

7,71

76,9

0,55

Иэвестный (1) 77,9

0,88

1 23

75,2

Беэдобавочная сырьевая смесь

2,61

Не опреде- Не определяляется ется

0,14%

72,50

7,32

Обжиг при 1500 С

Составитель Г. Ракчеева

Редактор Н. Егорова Техред СЯовлщй Корректор С. Шекмар

Заказ 4279/21 - Тирам 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Содержание

СаОсевв, мас. Х

7,85 я

7,70