Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера
Владельцы патента RU 2365549:
Общество с ограниченной ответственностью "Межрегиональный центр биологических и химических технологий" (RU)
Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству клинкера - полуфабриката цемента. Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера включает карбонатный, глинистый, железосодержащий компоненты и минерализатор. В качестве минерализатора она содержит известково-гипсовый отход ванадиевого производства при следующем соотношении компонентов, вес.%: глинистый компонент - глина 9,5-11,5, железистый компонент 1,8-2,0, известково-гипсовый отход ванадиевого производства 0,8-1,0, карбонатный компонент остальное. Технический результат - улучшение технологических характеристик. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству клинкера - полуфабриката цемента.
Известна сырьевая смесь для получения цементного клинкера, включающая карбонатный, глинистый и железосодержащий компоненты и минерализующую добавку - смесь галогенидов щелочных металлов с галогенидами щелочно-земельных или переходных металлов в соотношении 1:(0,5-2,5) при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
| Глинистый компонент | 10-20 |
| Железистый компонент | 1-5 |
| Минерализующая добавка | 0,5-4,5 |
| Карбонатный компонент - | остальное |
(См. патент РФ №2101247, МПК С04В 7/42, бюл. №7, 1998 г.).
Клинкер, полученный из такой сырьевой смеси, характеризуется невысокой прочностью.
Известна сырьевая смесь для производства портландцементного клинкера, включающая карбонатный компонент 70-82%, глинистый компонент 15-19%, железосодержащий компонент 2-5%, минерализатор - карбонат магния и сульфат калия 1-10% (а.с. СССР №529133, МПК С04В 7/42, бюл. №35, 1976 г.).
Недостатком этой сырьевой смеси является незначительный минерализующий эффект с большим расходом топлива и низкими техноэкономическими показателями.
Наиболее близкой по составу к предлагаемому изобретению является сырьевая смесь для производства портландцементного клинкера, включающая карбонатный компонент 70-82%, глинистый компонент 9,5-11,5%, железосодержащий компонент 1,8-2,0%, минерализатор - осадки нейтрализации сливных вод химического отделения ферросплавного цеха 0,5-0,6% (патент РФ №2240989, МПК С04В 7/42, бюл. №33, 2004 г.).
Недостатком этой сырьевой смеси является незначительный минерализующий эффект с большим расходом топлива и низкими техноэкономическими показателями, а также недостаточная размолоспособность клинкера.
Задачей изобретения является расширение сырьевой базы, утилизация отходов производства.
Это достигается тем, что в сырьевую смесь для получения портландцементного клинкера, состоящего из карбонатного, глинистого и железосодержащего компонентов, в качестве минерализаторов вводятся отход сульфатных остатков ванадиевого производства (в дальнейшем - отход).
Его химический состав, вес.%: V2O5 - 1,5-4,0, MnO - 10,0-25,0, СаО - 15-25, оксид Fe - 0,3-2,0, MgO - 2,0-4,0, TiO2 - 0,05-1,2, Al2O3 - 0,2,-0,4, SiO2 - 2.0-5.0, CaSO4 - 30-60.
Соотношение компонентов сырьевой смеси для получения портландцементного клинкера, вес.%:
| Глинистый компонент | 9,5-11,5 |
| Железистый компонент | 1,8-2,0 |
| Отход сульфатных остатков ванадиевого | |
| производства | 0,8-1,0 |
| Карбонатный компонент - | остальное |
Указанные выше отличительные признаки каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи и являются существенными. Использование предлагаемого сочетания существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «новизна».
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи, является не очевидной для специалистов в данной области техники и свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется описанием конкретных, но не ограничивающих его примеров реализации, приведенных в нижеследующей таблице.
Приготовление сырьевой смеси (шлама) при мокром способе производства осуществляется по следующим стадиям.
Карбонатный компонент - известняк проходит 2-стадийное дробление и размалывается в шаровых мельницах с добавлением воды и железосодержащего осадка. Полученный шлам откачивается в вертикальные промежуточные бассейны. Глинистый компонент обрабатывается в мельнице самоизмельчения «Гидрофол» и сюда же подается осадок, затем смесь в шаровых мельницах домалывается. Осадок дозируется ковшом экскаватора. Полученный глинистый шлам откачивается в вертикальные бассейны.
После проведения химического анализа всех размолотых компонентов производится расчет и заливка всех компонентов в горизонтальный бассейн емкостью 6000 м3, где происходит усреднение, пневмомеханическое перемешивание и корректировка шлама до заданных химических параметров. Готовый шлам перекачивается в расходный бассейн емкостью 6000 м3, откуда поступает на обжиг во вращающуюся печь 5×185 м. Обжиг происходит при температуре 1280°С, т.е. температура обжига снижена на 170°С с применением минерализатора - отхода сульфатных остатков ванадиевого производства.
| Состав сырьевой смеси-шлама приведен в таблице | |||
| КОМПОНЕНТЫ | Состав, вес.% | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Известняк | 87,9 | 86,7 | 85,5 |
| Глина | 9,5 | 10,5 | 11,5 |
| Железосодержащие | 1,8 | 1,9 | 2,0 |
| Отход сульфатных остатков ванадиевого производства | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
Известково-гипсовую композицию получают при обработке известковым молоком растворов гидрометаллургического производства пентаоксидата ванадия, содержащих серную кислоту, с последующей фильтрацией. Вещественный состав известково-гипсовой композиции ОАО «Ванадий-Тула» согласно ТУ 5744-002-12462473-2004, мас.%:
Аl2O3 - 0,3, SiO2 - 3,5, CaO - 20,0, оксид Fe - 1,15, MgO - 3,0, MnO - 17,5, ТiO2 - 0,63, CaSO4 - 45,0, V2O5 - 2,7, п.п.п. - 6,22. Сумма 100.
Эффективность предложенной сырьевой смеси с добавлением Отхода
сульфатных остатков ванадиевого производства состоит в следующем.
1. Повышается степень декарбонизации сырья и снижается температура обжига,
2. Сокращается расход топлива на 5-9,0%.
3. Увеличивается производительность вращающейся печи на 8,5-9%.
4. За счет качественного обжига улучшается размолоспособность клинкера, что повышает его прочностные показатели в 28-суточном возрасте на 60-65 кг/см2.
Испытания нового состава сырьевой смеси-шлама проводились на ОАО «Щуровский цемент» г.Коломна в 2007 г. на вращающейся печи. Установлено отсутсвие негативных воздействий на качественные характеристики клинкера. Отмечена тенденция к улучшению технологических характеристик (снижение температуры обжига, улучшение показателя размолоспособности клинкера и др.)
1. Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера, включающая карбонатный, глинистый, железосодержащий компоненты и минерализатор, отличающаяся тем, что в качестве минерализатора она содержит известково-гипсовый отход ванадиевого производства при следующем соотношении компонентов, вес.%:
| Глинистый компонент - глина | 9,5-11,5 |
| Железистый компонент | 1,8-2,0 |
| Известково-гипсовый отход ванадиевого | |
| производства | 0,8-1,0 |
| Карбонатный компонент - известняк | остальное |
2. Сырьевая смесь по п.1, отличающаяся тем, что известково-гипсовый отход ванадиевого производства имеет следующий состав, вес.%:
| V2O5 | 1,5-4,0 |
| МnО | 10,0-25,0 |
| СаО | 15-25 |
| Оксид Fе | 0,3-2,0 |
| MgO | 2,0-4,0 |
| TiO2 | 0,05-1,2 |
| Аl2О3 | 0,2-0,4 |
| SiO2 | 2,0-5,0 |
| CaSO4 | 30-60 |
