Сырьевая смесь для производства клинкера

Авторы патента:

Коробейников Анатолий Прокопьевич (RU)

C04B7/42 - активные ингредиенты, добавляемые перед или во время процесса обжига (после процесса обжига C04B 22/00,C04B 24/00)

Владельцы патента RU 2394781:

Коробейников Анатолий Прокопьевич (RU)
Филин Александр Николаевич (RU)
Коробейников Денис Анатольевич (RU)

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам смеси для производства клинкера, который может быть использован в производстве цемента. Сырьевая смесь для производства цементного клинкера содержит, мас.%: пыль электрофильтров от газоочистки сбросных газов электролиза алюминия - 5-10, шлам газоочистки сбросных газов электролиза алюминия - 5-10, углеродистую смесь графита, кокса, угля, образующуюся при ремонте электролизеров производства алюминия - 10-20, известняк и глина - остальное. Технический результат - утилизация отходов алюминиевой промышленности, усреднение химического и минералогического состава клинкера, повышение прочности полученного из него цемента. 2 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам смеси для производства клинкера, который может быть использован в производстве цемента.

Известна сырьевая смесь для производства клинкера, содержащая карбонатные горные породы с высоким содержанием углекислого кальция и глинистые породы, содержащие кремнезем, глинозем и окись железа [1, стр.159], приготовленная сухим или мокрым способом. Указанная смесь спекается при температуре до 1650°С. Полученный клинкер смешивается с двуводным гипсом и размалывается. Недостаток этой смеси заключается в том, что не корректируется состав смеси и соответственно снижается качество цемента.

Наиболее близким к предлагаемому является сырьевая смесь, содержащая известняк, глину и добавки, которые подвергают совместно дроблению и измельчению [1, стр.165] и направляют на спекание сухим или мокрым способом. В качестве теплоносителя применяют природный газ, уголь, мазут. В сырьевой смеси применяют природные минералы определенного состава. Состав смеси не меняется, в результате не представляется возможным регулировать гидравлическую активность цемента.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в повышении качества клинкера, повышении прочности, морозостойкости и химической активности путем введения в сырьевую смесь активирующих добавок и теплоносителя.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации вещественного состава сырьевой смеси, повышении температуры спекания и усреднении минералогического и химического состава клинкера, повышении качества клинкера.

Для достижения изобретением технического результата сырьевая смесь для производства цементного клинкера содержит известняк, глину, активные минеральные добавки, содержит в качестве активных минеральных добавок пыль электрофильтров от газоочистки сбросных газов электролиза алюминия и шлам газоочистки сбросных газов электролиза алюминия и дополнительно углеродистую смесь графита, кокса, угля, образующуюся при ремонте электролизеров производства алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

пыль электрофильтров	5-10
шлам газоочистки	5-10
углеродистая смесь	10-20
известняк и глина	остальное.

Углеродистая смесь графита, кокса, угля - отход производства алюминия, образующийся при ремонте электролизеров и содержащий, мас.%: F 8-13; Аl₂O₃ 12-18; Na 7-14; СаО 1-4; MgO 0,5-3; Fe 1-5; SiO₂ 12-20; С 35-47.

Пыль электрофильтров - отход газоочистки сбросных газов электролиза алюминия, содержащий, мас.%: F 25-35; Аl 5-18; Na 8-15; Са 0,5-3; Mg 0,2-1,0; FeO 1-5; SiO₂ 0,2-1,8; S 2-8%, сульфаты 0,8-3,0; смола 2-5.

Шлам газоочистки - отход газоочистки сбросных газов электролиза алюминия, содержащий, мас.%:F 25-45; Аl₂O₃ 10-20; Na 12-30; СаО 0,3-1,0; Fe 2-5; SiO₂ 0,5-2,0; S 3-7.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что для спекания клинкера применяют добавки фтористого натрия NaF, криолита, глинозем Аl₂O₃, которые снижают температуру плавления и образования клинкерных минералов C₃S, C₂S, С₃А, C₄AF. Образуются новые клинкерообразующие минералы С₃А; C₄AF, которые обладают большей химической активностью, чем CS, C₂S и C₃S, и в итоге повышается качество клинкера и соответственно качество цемента. Повышается прочность и морозоустойчивость цемента и возрастает скорость схватывания и твердения при одновременном снижении температуры пропаривания бетонных изделий. За счет добавок в сырьевую смесь криолита и глинозема увеличивается количество алюминатов в смеси при спекании, что приводит к повышению качества клинкера и его гидравлической активности.

Добавки в сырьевую смесь криолита глинозема и фтористых солей натрия и оксидов железа снижают температуру плавления смеси, что обеспечивает более равномерный состав клинкера с образованием новых минералов с прочной и стабильной кристаллической решеткой клинкерных минералов. Добавки в сырьевую смесь теплоносителя в виде угля, кокса, графита повышают температуру расплава, при этом более интенсивно протекают реакции образования новых минералов клинкера, увеличивается жидкоподвижность расплава, что приводит к выравниванию химического и минерального состава клинкера и увеличивает его гидравлическую активность.

В качестве активных добавок в сырьевую смесь предлагается использовать отходы алюминиевого производства, образующиеся при ремонте электролизеров и в результате переработки продуктов газоочистки сбросных газов электролиза алюминия. Состав отходов приведен в таблице 1.

Пример: для исследований составили сырьевую смесь из просушенных материалов. Сырьевую смесь проплавили в лабораторной печи при температуре 1650°С. Полученный клинкер размололи до крупности 350 м²/кг, изготовили кубики 70×70×70 см и балочки 4×4×16 см, уплотняли на виброплощадке в течение 3 минут. Твердение образцов осуществляли в возрасте 28 суток по гостовским методикам. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

По указанной методике приготовили смеси с добавками углеродистой смеси, пыли электрофильтров, шлама газоочистки в различных соотношениях этих добавок, произвели спекание смесей, исследовали качество полученных клинкеров и бетонов, изготовленных из опытных клинкеров.

Во всех случаях (опыты 1, 2, 3, таблица 2) качество было выше, чем у клинкера, полученного по прототипу. Предлагаемые добавки в клинкерные смеси способствовали повышению качества бетонов.

Предлагаемое изобретение позволяет обезвредить и утилизировать отходы алюминиевой промышленности, которые в настоящее время захораниваются в могильниках и складируются в отвалах и шламонокопителях.

Источники информации

1. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества, «Стройиздат», 1979, стр.159 (абзац 2). Стр.165.

Таблица 1
Добавки для клинкера	Химический состав, мас.%
F	Аl	Na	Са	Mg	FeO	SiO₂	S	сульфаты	смола	углерод
Пыль из электрофильтров	31.02	13.09	11.42	0.9	0.34	2.83	0.64	5.2	1.45	3.84
Шлам газоочистки	32.07	13	21.94	0.5		3.6	0.89	5.2
Углеродистая смесь графита, кокса, угля	10.3	15.6	10.41	1.44	1.2	2.5	16.62				42.37

Сырьевая смесь для производства цементного клинкера, содержащая известняк, глину, активные минеральные добавки, отличающаяся тем, что она содержит в качестве активных минеральных добавок пыль электрофильтров от газоочистки сбросных газов электролиза алюминия и шлам газоочистки сбросных газов электролиза алюминия и дополнительно углеродистую смесь графита, кокса, угля, образующуюся при ремонте электролизеров производства алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанная пыль электрофильтров	5-10
указанный шлам газоочистки	5-10
указанная углеродистая смесь	10-20
известняк и глина	остальное

Изобретение относится к способу переработки мелкодисперсных натрий-фтор-углеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия. .

Способ получения портландцемента (варианты) // 2383506

Изобретение относится к производству строительных материалов. .

Способ получения цементной сырьевой смеси // 2372303

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, к производству цементного клинкера с использованием обычных природных сырьевых материалов. .

Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера // 2365549

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству клинкера - полуфабриката цемента. .

Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера // 2358929

Изобретение относится к составу сырьевой смеси для производства портландцементного клинкера и может найти применение в промышленности строительных материалов. .

Смесь для получения цемента // 2329226

Изобретение относится к составу смеси для получения цемента и может найти применение в промышленности строительных материалов. .

Сырьевая смесь // 2318762

Изобретение относится к составу сырьевой смеси для производства портландцементного клинкера. .

Способ получения цементного клинкера и добавка в сырьевую смесь для получения цементного клинкера // 2317271

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к цементному производству, где может быть использовано при приготовлении цементной сырьевой смеси для получения дорожного и высокоактивного портландцементного клинкера.

Способ изготовления быстротвердеющего портландцемента и способ изготовления бетона на его основе // 2304562

Изобретение относится к технологии строительных материалов и может быть использовано для производства быстротвердеющего цемента и бетона. .

Смесь добавок для производства цементного клинкера и ее применение // 2299868

Изобретение относится к смеси добавок для производства цементного клинкера. .

Сырьевая смесь для синтеза сульфатированного цемента // 2469968

Изобретение относится к составу сырьевой смеси для синтеза сульфатированного цемента и может найти применение в промышленности строительных материалов

Способ получения портландцемента // 2509063

Изобретение относится к способу получения портландцемента. В способе получения портландцемента из сырьевой смеси, содержащей карбонатный, глинистый компоненты, корректирующие добавки и фторсодержащий минерализатор обжига сырьевой смеси, в качестве фторсодержащего минерализатора используется бифторид аммония, вводимый в состав цементной сырьевой смеси в количестве 0,23-0,70% (мас.), а сырьевая смесь содержит карбонатный компонент с размером частиц фракции (80-500) мкм в количестве до 70%, и частиц карбонатного компонента с размером частиц (0-80) мкм - не менее 30%. Технический результат: повышение технико-экономических показателей производства портландцемента и интенсификация процесса обжига сырьевой смеси при получении клинкера во вращающейся печи. 1 табл., 1 ил.

Разжижитель цементно-сырьевого шлама // 2524096

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам добавок, используемых при производстве цементных клинкеров. Технический результат заключается в снижении влажности шлама и сохранении его технологически приемлемой подвижности в течение длительного времени. Разжижитель цементно-сырьевого шлама содержит композицию лигносульфонатов и полимерных производных ароматических сульфокислот, в которую дополнительно введен мономерный органический электролит и добавка пластифицирующе-воздухововлекающего действия при соотношении компонентов, мас.%: лигносульфонаты - 20-55; полимерные производных ароматических кислот - 40-70; мономерный органический электролит - 1-5; добавка пластифицирующее-воздухововлекающего действия - 1-5. 4 з.п. ф-лы, 4 табл.

Сырьевая смесь для получения гидравлического цемента // 2552288

Изобретение относится к технологии производства портландцементного клинкера, а именно к составам сырьевых смесей, используемых для получения строительных материалов, применяемых при строительстве нежилых помещений, а также тротуарной и аэродромной плитки. Технический результат заключается в снижении температуры обжига (обычно температура обжига составляет 1450°С, по заявляемому способу - не более 1250°С), в увеличении скорости затвердевания и повышении коррозионной стойкости смеси. Сырьевая смесь для получения гидравлического цемента включает алюмосиликатный, гипсовый и известняковый компоненты, в качестве алюмосиликатного компонента используют золу сжигания шлам-лигнина, в качестве гипсового компонента используют фторгипс, а в качестве известнякового компонента используют карбидный ил при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола сжигания шлам-лигнина 20-25, фторгипс 45-50, карбидный ил 27-30. 2 ил., 3 табл., 5 пр.

Способ получения портландцементного клинкера (варианты) // 2574795

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для производства портландцементного клинкера и серной кислоты. Способ по первому варианту включает предварительный подогрев высокосернистого цементного сырья, содержащего до 40% масс. серы в циклонных теплообменниках, прокаливание к кальцинаторе, обжиг в цементный клинкер во вращающейся печи обжига в присутствии высокосернистого топлива, подаваемого противотоком к сырью, и последующее охлаждение в холодильнике с отделением и отводом образующихся при этом газов по байпасу в систему получения серной кислоты из оксидов серы с последующим выводом дымовых газов в дымовую трубу, при этом в кальцинатор и на вход в печь обжига подают углеродсодержащий материал - нефтяной кокс с содержанием серы до 5% серы в количестве до 20% от массы сырья. По второму варианту при прямотоке подачи цементного сырья и высокосернистого топлива в печь обжига углеводородный материал - нефтяной кокс вводят непосредственно на вход в печь обжига, а дымовые газы отводят в систему получения серной кислоты непосредственно из выхода печи обжига. Технический результат- получение клинкера необходимого качества из высокосернистого цементного сырья-гипса или сернистого кальция и одновременное упрощение технологии его получения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ получения портландцемента // 2577871

Изобретение относится к производству строительных материалов, конкретно к технологии приготовления исходной цементной сырьевой смеси с добавкой фторсодержащего минерализатора на основе мелкодисперсных фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия, ее спеканию с последующим помолом клинкера и получением портландцемента. Технический результат - снижение удельного расхода фторсодержащего минерализатора на обжиг клинкера, снижение себестоимости портландцемента, возможность использования фторсодержащего минерализатора на цементных заводах с повышенным содержанием щелочей в основном сырье, повышение производительности печей обжига клинкера. В способе получения портландцемента, включающем получение портландцементного клинкера смешиванием и спеканием исходной цементной сырьевой смеси, содержащей кальциевый, алюмосиликатный, железистый компоненты и фторсодержащий минерализатор в виде фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия, последующее охлаждение и помол портландцементного клинкера, отличающемся тем, что смешивание проводят при подаче мелкодисперсных фторуглеродсодержащих отходов в смесь для получения портландцементного клинкера в количестве 0,05÷0,095% вес. в пересчете на фтор, при этом в отходах поддерживают мольное отношение фторида натрия к фториду алюминия 2,2÷2,7, а помол клинкера проводят с гипсом или с активной минеральной добавкой и гипсом. В качестве мелкодисперсных фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия используют: пыль электрофильтров, хвосты флотации угольной пены, смесь пыли электрофильтров и хвостов флотации угольной пены, смесь шлама газоочистки, пыли электрофильтров и хвостов флотации угольной пены, смесь шлама газоочистки и пыли электрофильтров, смесь шлама газоочистки и хвостов флотации угольной пены. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 6 з.п. ф-лы, 9 табл.

Способ получения искусственного плавикового шпата (caf2) из отхода производства фосфорной кислоты (фосфогипса) для применения в технологии производства цемента // 2604693

Изобретение относится к химической промышленности. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат, температуры при производстве цемента, расходуемого топлива, оптимизация и упрощение технологии производства цемента. Способ включает осуществление очистки фосфогипса от водорастворимых остатков кислот посредством смешивания его с водой и интенсивного перемешивания до растворения этих остатков в воде. Отжимают фосфогипс от воды и отводят полученную воду. Такую воду смешивают с сырьем, содержащим кальция карбонат и используемым для производства цемента мокрым способом. Получают шлам, содержащий плавиковый шпат. Очищенный фосфогипс гранулируют и сушат воздухом. Получают дигидрат сульфата кальция, который используют в качестве добавки в измельченный клинкер, полученный при изготовлении цемента мокрым способом. 6 з.п. ф-лы, 4 табл.

Способ интенсификации процесса обжига портландцементного клинкера минерализаторами (варианты) // 2633620

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к методам интенсификации обжига портландцементного клинкера путем введения активных ингредиентов - минерализаторов, и может быть использовано при получении портландцементного клинкера мокрым, либо комбинированным способами. Технический результат - увеличение производительности вращающихся печей мокрого и комбинированного способов производства портландцементного клинкера и снижение удельного расхода топлива на обжиг портландцементного клинкера за счет снижения температуры появления клинкерного расплава. Технический результат достигается двумя вариантами решения задачи. Согласно первому варианту в способе интенсификации процесса обжига портландцементного клинкера минерализаторами, включающем одновременную подачу во вращающуюся печь мокрого способа производства портландцементной сырьевой смеси и минерализаторов, их обжиг, во вращающуюся печь дополнительно подается уловленная электрофильтрами пыль, а минерализаторы, предварительно измельченные до остатка на сите №02 не более 5% и остатка на сите №008 не более 15%, подаются постоянно со скоростью вылета пылевой струи 30-150 м/с через пылевую форсунку в область температур материала 845-1228°С. Согласно второму варианту в способе интенсификации процесса обжига портландцементного клинкера минерализаторами, включающем одновременную подачу во вращающуюся печь портландцементной сырьевой смеси и минерализаторов, их обжиг в печи комбинированного способа производства, в которую дополнительно подается уловленная электрофильтрами пыль, а минерализаторы, предварительно измельченные до остатка на сите №02 не более 5% и остатка на сите №008 не более 15%, подаются постоянно со скоростью вылета пылевой струи 30-150 м/с через пылевую форсунку в область температур материала 845-1228°С. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 6 ил.

Способ получения угольно-щелочного реагента // 2634764

Изобретение относится к области переработки угля, конкретно к способу получения угольно-щелочного реагента для бурения нефтяных и газовых скважин и как разжижителя шлама в производстве цемента. Технический результат - получение угольно-щелочного реагента из отходов углемойки по упрощенной технологии при минимальных энергозатратах и сохранении качества продукта. В способе получения угольно-щелочного реагента, включающем измельчение отходов углемойки и их обработку водным раствором щелочи, используют отходы углемойки влажностью от 10 до 40% и измельчают их до размера частиц не более 50 мм, после чего проводят обработку отходов водным 50% раствором соды кальцинированной в реакторе-смесителе при температуре нагрева 200°C в течение 30 минут, в полученную нагретую гомогенную суспензию добавляют известь гашеную и перемешивают в течение 60 минут, при этом компоненты используют при следующем соотношении, мас.%: измельченные отходы углемойки от 60 до 65%; известь гашеная от 5 до 10%; сода кальцинированная от 15 до 20%; вода остальное. 2 пр.