Способ получения портландцементного клинкера

 

Изобретение относится к производству вяжущих материаловI преимущественно к способу получения портландцементного клинкера с использованием минерал изато ров t С целью повышения реакционной способности цементной сырьевой смеси, снижения энергетических .затрат на помол и обжиг в качестве соединений железа используют водный раствор сульфата трехвалентного железа причем перед смешиванием карбонатный компонент в виде шлама с размером фракций до 500 мкм обрабатывают водным раствором сульфата трехвалентного железа в количестве 4-6 мас.% в пересчете на сухую массу от сухой массы сырьевой смеси, а затем после завершения выделения углекислоты смешивают с алюмосиликатным компонентом, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllYEiflHH (19) (11) А1 (594 С 04 В 7 36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . 13" -,,; °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3923894/29-33 (22) 04.07.85 (46) 30.06.87.Бюл.. И 24 (71) Казахский химико-технологический институт (72) С.В.Терехович, П.П.Лерке и В.Д.Манжиев (53) 666.92 (088.8) (56) Патент CPP У 68122, .кл. С 04 В 7/35 ° 1975. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕ=

МЕНТНОГО КЛИНКЕРА (57) Изобретение относится к производству вяжущих материалов, преимущественно к способу получения портландцементного клинкера с использованием минерализаторов, С целью повышения реакционной способности цементной сырьевой смеси, снижения энергетических затрат на помол и обжиг в качестве соединений железа используют водный раствор сульфата трехвалентного железа, причем перед смешйванием карбонатный компонент в виде шлама с размером фракций до 500 мкм обрабатывают водным раствором сульфата трехвалентного железа в количестве 4-6 мас.Х в пересчете на сухую массу от сухой массы сырьевой смеси, а затем после завершения выделения углекислоты смешивают с алюмосиликатным компонентом. 2 табл, 13201

Изобретение относится к производству вяжущих материалов, преимущественно к способу получения портландцементного клинкера с использованием минерализаторов, 5

Цель изобретения — повышение реакционной способности цементной сырьевой смеси, снижение энергетических затрат на помол и обжиг, Сульфат трехвалентного железа 10 представляет собой хорошо растворимую соль, легко подвергающуюся гидролиэу, в результате которого образуются основная соль (железо-гидроксо-сульфат) и свободная серная кислота (реакция раствора — кислая с рН 1,0).

При обработке карбонатного компонента раствором сульфата железа (111) серная кислота, образующаяся в результате гидролиза, активно вступает в химическую реакцию с карбонатом кальция с интенсивным выделением из последнего углекислоты.

Протекают следующие химические реакции:

Fe (SO„), +2Н 0=2Ре(ОН) (S04)+H 50

H SOд + СаСО = CaSOд + Н СО,.

« .

Н О СО

Как следует из приведенных реак. ций, химическое взаимодействие между вшделившейся серной кислотой и частицами карбонатного компонента приводит к появлению на поверхности последних новообразований из сульфата кальция, который имеет аморфную структуру и поэтому легко переходит 40 в жидкую фазу, отторгаясь от частиц карбонатного компонента. Постепенный переход в жидкую фазу новых порций сульфата кальция приводит к химической диспергации частичек карбонатно- 4> го компонента, т,е. к уменьшению их размеров и нарушению кристаллической решетки, Продукты химических взаимодействий (сульфат кальция и железо-гидроксосульфат), присутствую- 5g щие в жидкой фазе в таком сочетании, представляют комплексный высокоактивный минерализатор, В результате проведения первоначальной обработки карбонатного компонента раствором минерализатора минерализатор можно использовать для диспергации наиболее грубодисперсно. го известкового компонента сырьевой

88 2 смеси. При введении раствора минералиэатора в сырьевую смесь .не наблюдается минерализующий эффект, так как основная часть минерализатсра вступает во взаимодействие с тонкодисперсным алюмосиликатным компонентом сырьевой смеси.

Таким образом, в результате обработки карбонатного компонента водным раствором сульфата железа (111) происхоцит химическая диспергация карбонатного компонента, активация

его поверхностной энергии, образование комплексного минерализатора, что приводит к повышению реакционной способности цементной сырьевой смеси и снижению температуры обжига, Предлагаемый способ производства портландцементного клинкера в промышленных условиях может быть осуществлен следующим образом.

Карбонатный компонент, приготовленный по известной технологии в сырьевой шаровой мельнице в виде шлама укрупненного помола, обрабатывают водным раствором сульфата трехвалентного железа (технический или отход производства), взятым в количестве 4-6 мас.Х (в пересчете на сухую добавку от массы сухой смеси).

После завершения выделения углекислоты карбонатный компонент смешивается с алюмосиликатным компонентом, гомогенизируется и приготовленная цементная сырьевая смесь направляется на обжиг во вращающуюся печь.

Для получения сравнительных результатов по известному и предлагаемому способам: в лабораторных условиях готовят цементные сырьевые смеси, в которых карбонатная составляющая представлена известняком, а алюмосиликатная — лессом. Химический состав приведен в табл.1, Реакционную способность сырьевых смесей и степень обжига оценивают по содержанию свободного оксида кальция в спеках.

Пример 1 (известный способ).

Клинкер получают следующим образом.

Готовят сырьевой шлам с соотношением сырьевых компонентов, мас.Е: известняк 70; лесс 26; минерализатор (РеБО,,) 4,0. Известняковый компонент, взятый для приготовления сырьевого шлама, характеризуется следующим зерновым составом, мас.7.: 80 мкм 63;

80-200 мкм 25; 200-500 глкм 12, 1320188 нентом.

Т а б л и ц а 1

0,8 0122 Ое38 55в01 Оэ43 Оэ12 42е79

51,97 ll 18 4,49 11 96 3,48 0,12 13,33

Известняк

Лесс

Минерализатор FeSO практически не подвергается гидролизу и при смешивании с известняково-лессовым шламом химического взаимодействия не наблюдается. Сырьевой шлам высушивают, а затем брикетируют при удельном давлении 30 МПа в кубики lхlхl см, Брикеты обжигают в силитовой печи со скоростью подъема температуры 600 С4 о / и выдерживают 1350 и 1400 С в течение10

30 мин. После изотермической выдерж.ки образцы охлаждают на воздухе, растирают и определяют в них содержание свободного оксида кальция спиртовоглицератным методом.по ГОСТ 5382-76.

Результаты определений приведены в табл.2.

Пример ы 2-6 (по предлагаемому способу). Известняковый шлам, характеризующийся следующим зерновым 20 составом, мас. .: 80 мкм 63; 80

200 мкм 25; 200-500 мкм 12, — обрабатывают водным раствором сульфата трехвалентного железа Fe (SO<), взятым в количестве 3-7 мас. (в пересчете на сухую массу добавки от массы сухой сырьевой смеси). После завершения выделения углекислоты, образующейся в результате взаимодей- ствия, карбонатный компонент смешива- 30 ют с алюмосиликатным компонентом, а затем сырьевые смеси гомогениэируют, высушивают, брикетируют И подвергают обжигу аналогично примеру 1. Характеристики, цементных сырьевых сме- 35 сей и результаты определений свободного оксида кальция приведены в .табл.2.

Из анализа экспериментальных данных по определению свободного окси- 40 да кальция в продуктах обжига при .1350 и 1400 С следует, что реакцион-. ная способность цементных сырьевых смесей по предлагаемому способу выше, чем у смесей по известному 4> способу, Содержание свободного оксида кальция в спеках по предлагаемому способу в 2,0-6„0 раза или на 100—

500 абс. меньше, чем в спеках по известному способу. Оптимальным содержанием до(анки минерализатора является 4-6 мас, . При использовании

3,0 мас. добавки минерализуниций эффект незначительный. При 7,0 мас.Х добавки наблюдается перерасход минерализатора.

Обработка раствором минерализатора Fez (SO ) приводит к химической диспергации карбонатного компонента, увеличению реакционной способности сырьевой смеси, что позволяет испольэовать карбонатный компонент укрупненной гранулометрии и получить качественный клинкер с СаО с 1,0 Х при снижении температуры обжига на

50-100 С. Укрупнение помола карбонатного компонента позволяет снизить энергетические затраты на его помол на 20-30 .

Предлагаемый способ получения портландцементного клинкера позволяет повысить реакционную способность сырьевой смеси, снизить температуру обжига на 50-100 С и уменьшить энергетические затраты на помол карбонатного компонента на 20-30 .

Формула изобретения

Способ получения портландцементного клинкера путем смешивания карбонатного и алюмосиликатного компонентов, введения соединений железа и последующего отжига, о т л и— ч а ю шийся тем что, с целью повышения реакционной способности цементной сырьевой смеси, снижения энергетических затрат на ее помол и обжиг, в качестве соединений железа используют водный раствор суль-. фата трехвалентного железа, причем перед смешиванием карбонатный компонент в виде шлама с размером фракций до 500 мкм обрабатывают водным раствором сульфата трехвалентного железа в количестве 4-6 мас.Ж в пересчете на сухую массу от сухой массы сырьевой смеси, а затем после завершения выделения углекислоты смешивают с алюмосиликатным компо1320188

<(Ъ

C»I

В сч

Ю

tf

III

Ц

<о м и о о

<»Ъ с ъ ч» ч»

Ч» C»I

В

<ч Ф

<»(»

В (а» о о

В а сп о

В В

<а» <»\

<л

В (Ъ <Ч

В (Ъ

В (Ъ

Ф (»Ъ о

<Ъ л а

<»Ъ о <л

В В о (0

О еч

В о о а (ъ . <л

В (ч о

C»I (Ъ (ч

< Ъ (Ч

В В еч <ч о\ о\ сл а . В о о о

<л о

В В о о (л о

f ю о

Э ° В х о о

В

Ч» <»Ъ

f CJ (Л

О Е CC

С» л

126о о 6!.к

I f» А Х «» ! <<» g А I(I

61 г ° О о

I!

«4

<»Ъ .

В В

«Ъ О

<4 <ч о о л

В В В о ч» <ъ (ч <ч (ч мЪ

<»<» o о л

О О (Ъ

В В В о о <л г л о

А

6 ч» l (

I ! сЧ <Ъ! <О <(I X о О» cc <»» ! АЖAIC

-4 й„ и -! о ((» хо! > ок

I (<( й!

an kC

<О (C» Ф Ql о о д

<и an а (Ю ., Ф а ° В о о (ч о о о о о о о

В В В а В (ч сч <ч <ч (ч cv

О О О О О О

В а а В В

<(ъ <(ъ ln <(ъ «ъ an сч сч <ч (ч сч сч о о о о

В В

<»Ъ (n, аЪ ctl

a(» Ч» <О»О ч» о <ч ао о т

В а В В

О.<чо

° Ф Ф Ф!

» (I» !» х х х х х,