Способ получения цемента



Способ получения цемента
Способ получения цемента

 


Владельцы патента RU 2497767:

Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "БайкAL") (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве цементов различного назначения с активными минеральными добавками. Технический результат - снижение расхода портландцементного клинкера на производство цемента, получение цемента с повышенными прочностными и эксплуатационными свойствами, переработка техногенных отходов. В способе получения цемента, включающем смешивание и совместный помол портландцементного клинкера с гипсом и активной минеральной алюминий-кремнийсодержащей добавкой, в качестве активной минеральной добавки используют техногенные термообработанные алюминий-кремнийсодержащие отходы переработки минерального сырья в виде золы-уноса ТЭС от сжигания углей, термообработанной при 950-1050°С и/или в виде золы терриконов - горелой породы шахтных отвалов угольных месторождений, термообработанной при 600-850°С, которые подают на смешивание в количестве 5-25% от веса клинкера. 7 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве добавочных цементов различного назначения.

Чтобы снизить энергетические и материальные затраты на производство цемента, изготовляют цементы составного типа, которые кроме клинкерной части содержат активные минеральные добавки. Замена части клинкера активной минеральной добавкой значительно экономит топливо и электроэнергию на производство цемента. Активные минеральные добавки вводят в состав цементов для улучшения их строительно-технических свойств. Активные минеральные добавки при затворении цемента водой взаимодействуют с гидроксидом кальция, выделяющимся при гидратации портландцемента. Образующиеся при этом гидросиликаты кальция практически не растворимы в воде. Таким образом, растворимая составляющая цементного камня Са(ОН)2 переводится в нерастворимое соединение. В этом смысл использования активных минеральных добавок:

экономя клинкерную часть, они в то же время придают цементу ряд особых свойств.

В качестве природных активных минеральных добавок широко используют горные породы: диатомит, трепел, опоку, горелые глинистые породы - глиежи, породы вулканического происхождения: вулканический пепел, туф, пемзу, витрофир, трасс.

Искусственные активные минеральные добавки представляют собой побочные продукты и отходы промышленности: быстроохлажденные (гранулированные) доменные шлаки, белитовый (нефелиновый) шлам - отход глиноземного производства, зола-уноса - отход, образующийся при сжигании угля, отходы и побочные продукты добычи минерального сырья.

С точки зрения доступности, стоимости и экологической безопасности представляют интерес техногенные активные минеральные добавки, являющиеся, по сути, отходами и побочными продуктами различных добывающих и перерабатывающих производств.

Известно вяжущее, состоящее из портландцементного клинкера, двуводного гипса и добавки в виде щелочной алюмосиликатной породы -сыннырита при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сыннырит - 30 - 35

Двуводный гипс - 3

Портландцементный клинкер - остальное (патент РФ №2125545, С04В 7/12, 1999 г., [1]).

Основные недостатки известного решения - ограничения по применению в качестве активной минеральной добавки в производстве цементов и недостаточная сырьевая база (сыннырит является побочным продуктом при разработке месторождений минералов группы нефелинов).

Известен способ получения цемента, включающий двухстадийную переработку цементного клинкера с измельчением на второй стадии совместно с остальными материалами в мельнице открытого цикла, в котором на первой стадии цементный клинкер поэтапно дробят сначала в вертикальной роторной мельнице с предварительной и заключительной классификацией посредством грохота на куски мельче 5 мм. Далее материал дробят в ударной дробилке с вертикальным валом и с встроенным классификатором до крупности - 1,0 мм, и, наконец, в горизонтальной шаровой дробилке с сепаратором до удельной поверхности 2000-3000 см2/г по Блейну или клинкер совместно с кварцевым песком, взятым в соотношении от 1:1 до 1:0,5, дробят струйным методом в ударной дробилке с вертикальным валом. При этом другие компоненты цемента также предварительно перерабатывают. Доменный шлак тонко дробят в шаровой дробилке с сепаратором до удельной поверхности не менее 1500 см2/г по Блейну, золошлаки или золы-уноса размалывают в роликовой мельнице до удельной поверхности не менее 4000 см2/г по Блейну, известняки и гипсовый камень дробят последовательно в щековой и ударно-отражательной дробилках на куски мельче 5 мм, а на второй стадии помола все предварительно измельченные таким образом материалы совместно домалывают в шаровой мельнице открытого цикла до удельной поверхности цементного порошка 4000-5000 см2/г по Блейну (патент РФ №2388710, С04В 7/00, 2010 г.[2]).

Основной недостаток известного решения - сложная аппаратурно-технологическая схема, значительные энергетические затраты, что повышает себестоимость товарного продукта.

Известен способ изготовления цемента низкой водопотребности совместным помолом до удельной поверхности 400-700 м2/кг ингредиентов портландцементного клинкера, сульфатно-кальциевого ингредиента и модификатора, включающего ускоритель твердения и органический водопонижающий реагент, в котором в качестве указанного портландцементного клинкера используют гранулированный продукт обжига цементной сырьевой смеси, имеющей в своем составе примеси сульфатов и карбонатов щелочных металлов. Эти примеси обожжены в форме застывших на поверхности гранул указанного продукта капель и натеков безводных соединений и/или игл и сростков их кристаллогидратов, связанных в процессе помола ингредиентов органическим водопонижающиим реагентом с формированием солевой фазы ускорителя твердения в органическом реагенте в количестве 10-50% от массы последнего. Помол ведут при соотношении указанных ингредиентов в пределах соответственно 100:(1-7):(0,6-2,5) мас.ч. до достижения стехиометрии фазы алита в поверхностном слое частиц указанного клинкера, причем момент этого достижения и соответственно окончания помола устанавливают по критерию степени агрегации частиц указанного цемента, равной 5-15 об.% при гигроскопической влажности не более 3 мас.%.

В состав указанного цемента дополнительно может быть введена активная минеральная добавка и/или наполнитель при совместном или раздельном помоле с последующим смешением при массовых соотношениях портландцементного клинкера и активной минеральной добавки и/или наполнителя от 100: 5 до 100: 850 при гигроскопической влажности 0,01-3 мас.%.

В качестве активной минеральной добавки может быть использован один или два компонента из группы: гранулированный доменный шлак, топливный шлак, зола-уноса, вулканический пепел, пемза, туф, кварцевый песок, полевошпатовый песок, высевки от дробления гранита, хвосты обогащения руд, стеклобой, кирпичный бой, керамзитовая или стеклокерамзитовая пыль (патент РФ №2207995, С04 В7/52, 2003 г.[3]).

По назначению, технической сущности, наличию сходных признаков данное техническое решение выбрано в качестве ближайшего аналога.

Получаемый по техническому решению цемент имеет высокие потребительские свойства, но вместе с тем, используемые активные минеральные добавки в большей части дефицитны или требуют дополнительной предварительной подготовки перед применением, что повышает себестоимость товарного продукта.

Задачами предлагаемого технического решения являются: снижение себестоимости и повышение качества цемента, расширение сырьевой базы для производства цемента за счет использования недефицитных техногенных отходов переработки минерального сырья.

Техническими результатами являются снижение расхода портландцементного клинкера на производство цемента, получение цемента с повышенными прочностными и эксплуатационными свойствами, переработка техногенных отходов.

Технические результаты достигаются тем, что в способе получения цемента, включающем смешивание и совместный помол портландцементного клинкера с гипсом и искусственной активной алюминий-кремнийсодержащей минеральной добавкой, содержащей золу - унос ТЭС от сжигания углей, в качестве искусственной активной минеральной добавки используют техногенные термообработанные алюминий - кремнийсодержащие отходы переработки минерального сырья в виде золы - уноса ТЭС от сжигания углей и/или в виде золы терриконов -горелой породы шахтных отвалов угольных месторождений, которые подают на смешивание в количестве 5-25% от веса клинкера.

Кроме того, по предлагаемой технологии может быть приготовлен цемент, содержащий портландцементный клинкер, гипс и активную минеральную алюминий-кремнийсодержащей добавку в виде золы - уноса ТЭС от сжигания углей и/или в виде золы терриконов - горелой породы шахтных отвалов угольных месторождений при следующем соотношении компонентов, вес.%:

гипс 4,5-7,5
зола - уноса ТЭС и/или зола терриконов 4,5-18,5
портландцементный клинкер остальное

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с решением по ближайшему аналогу показывает следующее.

Известное и предлагаемое решения характеризуются сходными общими признаками:

- использование для производства цемента портландцементного клинкера и гипса;

- использование активной алюминий - кремнийсодержащей минеральной добавки, содержащей золу - уноса;

- смешивание и совместный помол портландцементного клинкера с гипсом и активной алюминий - кремнийсодержащей минеральной добавкой; содержащей золу - уноса.

Предлагаемое решение отличается от известного решения следующими признаками:

- в качестве активной алюминий - кремнийсодержащей минеральной добавки используют термообработанные алюминий - кремнийсодержащие отходы переработки минерального сырья;

- в качестве термообработанных алюминий - кремнийсодержащих отходов переработки минерального сырья на смешивание и помол подают:

- золу - уноса ТЭС и золу терриконов - горелую породу шахтных отвалов угольных месторождений;

- золу - унос ТЭС и/или золу терриконов - горелую породу шахтных отвалов угольных месторождений в количестве 5-25% от веса клинкера.

Причем, на смешивание может быть подана смесь золы - уноса и золы терриконов в различных соотношениях в количестве 5-25% от веса клинкера или зола терриконов в количестве 5-25% от веса клинкера.

Наличие в предлагаемом решении признаков, отличительных от признаков, характеризующих решение, принятое в качестве ближайшего аналога, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения условию патентоспособности изобретения «новизна».

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.

Используемые в предлагаемом решении техногенные отходы представляют собой искусственное, термообработанное минеральное сырье, образующееся при добыче и сжигании каменного угля. Зола уноса образуется в результате сжигания угля на тепловых станциях, улавливается электрофильтрами и в сухом состоянии используется на производственные нужды. Зола терриконов - горелая порода шахтных отвалов угольных месторождений - представляет собой продукт естественной термообработки породы, извлеченной из угольных шахт вместе с углем и складированной в виде искусственных насыпей - терриконов.

В случае золы - уноса термообработка материала происходит при 950-1050°С, в случае золы терриконов - при 600-850°С. Образующиеся в том и другом случае продукты обжига богаты дегидратированными глинистыми минералами, из которых образуются высокоактивные остатки кристаллов. Эти активные соединения на основе алюмосиликатов при затворении цемента водой взаимодействуют с гидроксидом кальция, образуя водонерастворимые гидросиликаты кальция, и повышают тем самым прочностные и эксплуатационные характеристики цемента.

При использовании предлагаемого технического решения реализуется вариант замкнутого технологического и экологического цикла, включающего добычу угля, его применение на ТЭС для производства электроэнергии и тепла, также утилизацию, как отходов добычи угля (золы терриконов), так и продуктов его сжигания в виде золы-уноса ТЭС в производстве цемента.

Замкнутый технологический цикл: добыча угля - производство электроэнергии и тепла - утилизация техногенных отходов - производство цемента, с точки зрения логистики требует размещения этих производств достаточно компактно на территории региона. В результате снижаются транспортные расходы, как на транспортировку угля от угольных разрезов и шахт к ТЭС или ТЭЦ, так и золы терриконов от отвалов угольных шахт и золы - уноса ТЭС к цементным заводам.

Применение в предлагаемом решении в качестве активной минеральной добавки техногенных термообработанных алюминий кремнийсодержащих отходов переработки минерального сырья направлено на решение сразу нескольких задач:

- расширение сырьевой базы эффективных, широкодоступных активных минеральных добавок для производства цемента;

- повышение качества и снижение себестоимости производства цемента;

- утилизация крупнотоннажных техногенных отходов добычи и переработки каменного угля.

Использование золы - уноса и/или золы терриконов в количестве 5-25% от веса клинкера обусловлено следующими обстоятельствами. Количество активной минеральной добавки, вводимой в добавочный цемент, определяется качеством клинкера. Чем выше качество клинкера, тем большее количество добавки может быть использовано при помоле цемента. При низкой активности клинкера ввод активной минеральной добавки минимален и может составлять 5-10% от веса клинкера. Клинкер высокого качества позволяет вводить при помоле максимальное количество активной минеральной добавки: 15-25% от веса клинкера. При введении золы - уноса и/или золы терриконов в количестве более 25% от веса клинкера активность получаемого цемента снижается ниже нормируемых показателей.

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с другими известными решениями в данной области показывает следующее.

1. Известен сульфатостойкий портландцемент, включающий портландцементный клинкер, сульфат кальция и изверженную алюмосиликатную горную породу с мелкокристаллической структурой, в котором указанная горная порода имеет размер кристаллов до 20 мкм и содержит минералы, представленные твердыми растворами авгитово -анортитового ряда. Кристаллы в структуре породы окружены стеклообразными прослойками, портландцементный клинкер содержит трехкальциевый алюминат С3А в количестве до 5 мас.%, а сумма трехкальциевого алюмината С3А и четырехкальциевого алюмоферрита C4AF в клинкере составляет не более 22 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Клинкер указанного состава 60-90

Сульфат кальция 2-8

Указанная горная порода - остальное

(патент РФ №2237627, С04В 7/02, 2004 г., [4]).

В известном решении в качестве активной минеральной добавки используют изверженную (термообработанную в естественных условиях) алюмосиликатную горную породу с мелкокристаллической структурой. Основной недостаток этого решения - дефицитность добавки.

2. Известен «Способ изготовления цемента, бетона на его основе и бетонных и железобетонных изделий и монолитных конструкций из полученного бетона» (патент ЕА 002673 В1, С04В 7/00, 2002 г., [5]), в котором в цемент посредством совместного и/или раздельного помола с последующим смешением дополнительно может быть введен гипсовый компонент и дополнительно при помоле и/или путем смешения может быть введен активный кремнезем в виде вторичного продукта кремниевого производства и/или пыль, уловленная из отходящих газов печей ферросплавного производства в количестве 0,2-10 мас.% от указанного цемента (п.46 формулы изобретения), может быть введена активная минеральная добавка в количестве 1-85 мас.% указанного цемента (п.47 формулы изобретения), может быть введен расширяющий компонент в виде глиноземистого клинкера или глиноземистого шлака в количестве 2,5-50 мас.% от указанного цемента (п.48 формулы изобретения).

3. Известен «Портландцементный клинкер, цемент на его основе и способ изготовления коррозиеустойчивого бетона» (патент РФ №2058952, С04В 7/02, 1996 г., [6]). В известном решении цемент может содержать активную минеральную добавку в количестве 5-50% к массе клинкера (п.5 по пп.3,4 формулы изобретения), в качестве активной минеральной добавки цемент может содержать термически обработанные материалы: дегидратированный каолин, или дегидратированную каолинитовую глину, или дегидратированную глину, или глинистый сланец, или горелую породу, или глиеж (п.8 по п.5 формулы изобретения), в качестве активной минеральной добавки цемент может содержать искусственный материал: доменный гранулированный шлак, или золу-уноса, или золо-шлак тепловых электростанций (п.9 по п.5 формулы изобретения).

При помоле клинкера (п.18 по п.17 формулы изобретения) вводят активную минеральную добавку в количестве 5-50% к массе клинкера и в качестве активной минеральной добавки (п.19 по п.18 формулы изобретения) используют опоку, или трепел, или диатомит, или вулканический пепел, или вулканический туф, или пемзу, или трасс, или дегидратированный каолин, или дегидратированную каолинитовую глину, или термически обработанный сланец, или горелую породу, или глиеж, или доменный гранулированный шлак, или золу-уноса или золо-шлак тепловых электростанций.

4. Известно смешивание золы-уноса, имеющей размер частиц не более 20 мкм, в количестве от 2 до 25% по весу с цементом, содержащим цементный клинкер, включающий Al2O3 и Fe2O3, в котором соотношение Al2O3 к Fe2O3 составляет от 0,05 до 0,62, а содержание C2S составляет 35-55% по весу (патент РФ №2199498, С04 В 7/02, 2003 г., [7]).

В отличие от известных решений в предлагаемом решении в качестве искусственной активной минеральной добавки используют комплексный компонент - техногенные термообработанные алюминий - кремний - содержащие отходы переработки минерального сырья в виде золы - уноса ТЭС от сжигания углей и/или в виде золы терриконов - горелой отработанной породы шахтных отвалов угольных месторождений. Кроме того, активные минеральные добавки подают на смешение и совместный помол с портландцементным клинкером и с гипсом в количестве 5-25% от веса клинкера. Эти техногенные термообработанные активные минеральные добавки эффективны при использовании в указанных пределах и являются доступными крупнотоннажными промышленными отходами добычи и переработки каменного угля.

В результате сравнительного анализа предлагаемого технического решения с другими известными решениями в данной области не выявлено технических решений, характеризующихся аналогичной с предлагаемым решением совокупностью признаков, использование которой позволяет достигать аналогичные технические и технико-экономические результаты.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемое техническое решение реализуется следующим образом.

На смешивание и помол подают портландцементный клинкер, гипс в количестве 4,5-7,5% от веса клинкера и активную минеральную алюминий-кремнийсодержащей добавку в виде золы - уноса ТЭС от сжигания углей и/или в виде золы терриконов - горелой породы шахтных отвалов угольных месторождений в количестве 5-25% от веса клинкера. В результате перемешивания и помола компонентов получают цемент с указанным в п.4 формулы изобретения соотношением компонентов.

Пример 1

Для оценки эффективности использования золы терриконов в качестве активной минеральной добавки использовались следующие материалы: клинкер Ангарского цементного завода, природный гипс Новонукутского месторождения (Иркутская обл.), зола уноса Иркутской ТЭЦ - 1 и горелые породы из шахтных терриконов Черемховского угольного бассейна (Иркутская обл.).

Состав исходных материалов приведен в таблицах 1 -5.

Таблица 2
Средний химический состав гипсового камня
Содержание соединений, % вес.
CaO SO3 MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Прочие
30,30 32,25 5,54 5,53 0,55 0,74 25,09
Таблица 3
Средний химический состав золы уноса ТЭЦ-1
Содержание оксидов, % вес.
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO К2О Na2O MnO TiO2 SO3 P2O5
60,55 22,39 7,34 4,39 1,96 1,25 0,26 0,038 0,46 0,76 0,05
Таблица 4
Средний химический состав золы терриконов - горелой породы шахтных отвалов угольных месторождений Черемховского угольного бассейна
Содержание оксидов, % вес.
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MnO TiO2 SO2
65,6 18,7 6,03 2,2 2,6 1,9 0,35 0,027 0,30 0,29
Таблица 5
Усредненные физико-механические свойства зо терриконовой
Характеристики, размерность Значения
Естественная влажность, % вес. 8,8
Насыпная плотность, кг/м3 1085
Содержание зерен 0-5 мм, % вес. 58,6
Содержание зерен 5-70 мм, % вес. 41,4
Истинная плотность, г/см3 2,58
Прочность в цилиндре, г/см2 17,7
Водопоглощение, % вес. 15,3
Коэффициент размягчения 0,69

Оценка эффективности использования золы терриконов в качестве активной минеральной добавки в сравнении с золой уноса проводилась на цементах лабораторного помола с общим содержанием активной минеральной добавки 18% от веса портландцементного клинкера (ПЦК). С таким содержанием активной минеральной добавки были приготовлены 5 композиций. Состав и содержание гипсового камня (камень гипсовый - КГ), условия измельчения образцов во всех композициях были одинаковыми. Шестая композиция была приготовлена без золы уноса с содержанием золы терриконов 25% вес. Содержание золы уноса (ЗУ) и золы терриконовой (ЗТ) в композициях 1-6 менялось в заявляемых пределах (по пп.1-3 формулы изобретения). Седьмая композиция также содержала только золу терриконов в количестве 28% вес. и гипс. Результаты механических испытаний цементов с различными комбинациями активных минеральных добавок представлены в таблице 6.

Таблица 6
- Изменение механических свойств цементов от комбинации добавок (золы уноса и золы терриконовой)
Механические свойства Прочность образца, МПа
Композиция 1: ПЦК+0% ЗТ+18% ЗУ+5,2% КГ
1 Пропаренные в возрасте 1 сут. при изгибе 3,57
при сжатии 19,28
2 Твердение в воде, возраст 7 сут. при изгибе 3,61
при сжатии 23,02
3 Твердение в воде, возраст 28 сут. при изгибе 6,35
при сжатии 40,23
Композиция 2: ПЦК+5,5% ЗТ+12,5% ЗУ+5,2% КГ
1 Пропаренные в возрасте 1 сут. при изгибе 3,80
при сжатии 20,56
2 Твердение в воде, возраст 7 сут. при изгибе 3,77
при сжатии 23,58
3 Твердение в воде, возраст 28 сут. при изгибе 6,33
при сжатии 40,56
Композиция 3: ПЦК+9% ЗТ+9% ЗУ+5,2% КГ
1 Пропаренные в возрасте 1 сут. при изгибе 4,14
при сжатии 22,15
2 Твердение в воде, возраст 7 сут. при изгибе 3,90
при сжатии 24,58
3 Твердение в воде, возраст 28 сут. при изгибе 6,64
при сжатии 41,89
Композиция 4: ПЦК+12,5% ЗТ+5,5% ЗУ+5,2% КГ
1 Пропаренные в возрасте 1 сут. при изгибе 4,28
при сжатии 24,23
2 Твердение в воде, возраст 7 сут. при изгибе 4,41
при сжатии 26,22
3 Твердение в воде, возраст 28 сут. при изгибе 6,92
при сжатии 43,56
Композиция 5: ПЦК+18% ЗТ+0% ЗУ+5,2% КГ
1 Пропаренные в возрасте 1 сут. при изгибе 4,37
при сжатии 28,98
2 Твердение в воде, возраст 7 сут. при изгибе 4,58
при сжатии 29,56
3 Твердение в воде, возраст 28 сут. при изгибе 7,22
при сжатии 45,24
Композиция 6: ПЦК+25% ЗТ+0% ЗУ+5,2% КГ
1 Пропаренные в возрасте 1 сут. при изгибе 4,28
при сжатии 27,05
2 Твердение в воде, возраст 7 сут. при изгибе 4,40
при сжатии 28,80
3 Твердение в воде, возраст 28 сут. при изгибе 7,02
при сжатии 44,09
Композиция 7: ПЦК+28% ЗТ+0% ЗУ+5,2% КГ
Пропаренные в возрасте 1 сут. при изгибе 4,08
при сжатии 23,60
Твердение в воде, возраст 7 сут. при изгибе 3,89
при сжатии 26,45
при изгибе 6,67
Твердение в воде, возраст 28 сут. при сжатии 39,20

Из полученных результатов лабораторных опытов следует, что с уменьшением отношения золы уноса к золе терриконов при одинаковом расходе активной минеральной добавки прочность цементного камня в пластичных растворах, как при изгибе, так и при сжатии увеличивается вплоть до 25% ввода активной добавки. Увеличение прочности образцов с добавкой золы терриконов наблюдается при различных сроках твердения и после пропаривания. Причем наибольший эффект достигается в композиции, где в качестве активной минеральной добавки используется только зола терриконов. При введении золы терриконов более 25% вес. (композиция 7) снижается активность получаемого цемента.

Дополнительные показатели качества цемента с добавкой 18% золы терриконов (композиция 5, таблица 6) приведены в таблице 7.

Таблица 7
Качественные показатели цемента с золой терриконов качестве активной минеральной добавки.
Характеристики, размерность Показатели качества
Истинная плотность, г/см3 3,00
Насыпная плотность, г/см3 1,085
Тонкость помола: остаток на сите 0,08, % 13,8
Тонкость помола: удельная поверхность, м2/кг 326
Нормальная густота, % вес. 28,5
Начало схватывания, мин. 220
Конец схватывания, мин. 430
Коэффициент водоотведения, % 14,1

Исследования подтверждают гарантированную воспроизводимость результатов по предлагаемому техническому решению и возможность варьирования улучшенными потребительскими свойствами получаемого цемента в зависимости от технологических возможностей и потребностей.

Использование предлагаемого технического решения позволит расширить сырьевую базу цементной (строительной) промышленности, утилизировать техногенные термообработанные алюминий - кремний-содержащие отходы переработки минерального сырья, улучшить экологическую обстановку в районах добычи каменного угля и расположения ТЭС, снизить себестоимость производства цемента, повысить его качество и эксплуатационные свойства.

Источники информации

1. Патент РФ №2125 545, С04В 7/12, 1999 г.

2. Патент РФ №2388710, С04В 7/00, 2010 г.

3. Патент РФ №2207995, С04В 7/52, 2003 г.

4. Патент РФ №2237627, С04В 7/02, 2004 г.

5. Патент ЕА 002673 В1, С04В 7/00, 2002 г.

6. Патент РФ №2058952, С04В 7/02, 1996 г.

7. Патент РФ №2199498, С04В 7/02, 2003 г.

Способ получения цемента, включающий смешивание и совместный помол портландцементного клинкера с гипсом и активной минеральной алюминий-кремнийсодержащей добавкой, отличающийся тем, что в качестве активной минеральной добавки используют техногенные термообработанные алюминий-кремнийсодержащие отходы переработки минерального сырья в виде золы-уноса ТЭС от сжигания углей, термообработанной при 950-1050°С и/или в виде золы терриконов -горелой породы шахтных отвалов угольных месторождений, термообработанной при 600-850°С, которые подают на смешивание в количестве 5-25% от веса клинкера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составу портландцемента и может быть использовано для получения новых видов цементов, используемых в строительстве, а также строительных растворах и бетонах на их основе.

Изобретение относится к составам цементов и может быть использовано для получения новых видов цементов, применяемых в строительстве, а также строительных растворах и бетонах на их основе.

Изобретение относится к составу цемента и может быть использовано в строительных растворах и бетонах на его основе. .

Изобретение относится к составу биоцидного портландцемента и может быть использовано в строительных растворах и бетонах на его основе. .

Вяжущее // 2466108
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения вяжущего и изделий на его основе, причем для его производства может быть применен портландцементный клинкер, хранившийся длительное время, в том числе во влажных условиях.
Изобретение относится к составам цементов и может быть использовано для получения строительных растворов и бетонов на их основе. .

Изобретение относится к технологии вяжущих материалов и может быть использовано при производстве самоуплотняющихся, высокопрочных и высококачественных бетонов. .

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве золопортландцемента из высококальциевой золы тепловых электростанций (ТЭЦ).
Изобретение относится к области измельчения материалов, в частности к составам добавок, используемых для интенсификации помола клинкера при производстве цемента, при помоле шамота, боксита, корунда, периклаза, кварцита, угля, глинозема, доломита, руды и рудных концентратов. Интенсификатор помола на основе смеси алколаминов и алкандиолов при следующем соотношении, масс.%: алколамины - 30-60, алкандиолы - 40-70. При этом в качестве алкандиолов используют смесь этиленгликоля, пропиленгликоля, бутиленгликоля и полиэтиленгликоля. В него дополнительно введен пластификатор сульфонатного типа на основе смеси олигомерных продуктов конденсации нафталинсульфокислоты. Технический результат - использование интенсификатора помола позволяет повысить производительность мельниц и улучшить характеристики измельчаемых материалов при снижении энергозатрат. 1 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам добавок, используемых для интенсификации помола цементного клинкера. Интенсификатор помола цементного клинкера, содержащий пластификатор сульфонатного типа на основе смеси олигомерных продуктов конденсации нафталинсульфокислоты, включающей олигомеры с числом нафталиновых ядер от 2 до 25, в качестве пластификатора содержит композицию олигомерных продуктов конденсации нафталинсульфокислоты, модифицированных лигносульфонатов - лигносульфонатов, обработанных триэтаноламином при соотношении компонентов (масс.%): лигносульфонаты - 60-90, триэтаноламин - 10-40, водорастворимого соединения кремния - олигомерных силанол, содержащих по крайней мере 1 связь кремния с sp3-гибридизованным углеродом и смеси средних солей серосодержащих кислот со степенями окисления +6, +2 и -2 в соотношении 20-30:35-40:35-40, при следующем соотношении компонентов (масс.%): олигомерные продукты конденсации нафталинсульфокислоты - 30-97, модифицированные лигносульфонаты - 1-50, водорастворимое соединение кремния - 1-10, смесь средних солей серосодержащих кислот - 1-10. Технический результат - повышение эффективности помола клинкера при малых дозировках интенсификатора помола. 4 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению гидрофобных портландцементов и материалов на их основе. Технический результат - получение портландцемента, обладающего гидрофобными свойствами c увеличенными сроками его хранения в условиях высокой относительной влажности воздуха, без снижения качества цементного раствора и бетона на его основе. Гидрофобный цемент, включающий портландцемент и гидрофобизатор, причем портландцемент представлен в виде портландцементного клинкера, природного двуводного сульфата кальция, гидрофобизирующей добавки, содержащей смесь торфа и графита при следующем соотношении в пересчете на абсолютно сухое вещество, мас.%: торф - 0,5-99,5, графит - 0.5-99,5; или смесь торфа и угля при следующем соотношении в пересчете на абсолютно сухое вещество, мас.%: торф - 0,5-99,5, уголь - 0,5-99,5; или смесь графита, угля при следующем соотношении в пересчёте на абсолютно сухое вещество, мас.%: графит - 0,5-99,5, уголь - 0,5-99,5; или смесь торфа, графита и угля при следующем соотношении в пересчете на абсолютно сухое вещество, мас.%: торф - 0,5-99,5, графит - 0,5-99,5, уголь - 0,5-99,5 и дополнительно содержит добавку-пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцементный клинкер - 94,96-95,52, природный двуводный сульфат кальция - 3,96-3,98, гидрофобизирующая добавка - 0, 28- 0,30, добавка-пеногаситель - 0,20-0,80. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве различных бетонных и растворных смесей. В способе приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы теплоэлектростанций, включающий совместное измельчение активной минеральной добавки, портландцементного клинкера, гипсового камня, доменного граншлака, их смешивание, добавление высококальциевой золы в вяжущее осуществляют в момент приготовления бетонной или растворной смеси в пределах соотношения 10:90 - 50:50. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - снижение энергозатрат без снижения прочности и без повышения деформации расширения. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к производству облегченных тампонажных цементов, и может быть использовано в нефтегазовой отрасли при цементировании скважин, имеющих умеренную температуру. Способ получения цемента включает сушку кремнеземистой осадочной породы, ее смешивание и измельчение с портландцементным клинкером и гипсом, указанная сушка производится при температуре 350 - 400°С, а в качестве указанной кремнеземистой осадочной породы используют диатомит Ильинского месторождения, содержащий в пересчете на сухое вещество, мас.%: диоксид кремния 72,0 - 75,0; оксид алюминия 10,5 - 12,0; оксид кальция 0,5 - 0,6; оксид железа 5,0 - 5,5; оксид магния 0,3 - 0,6; оксид титана 0,71 - 0,75; примеси остальное. Технический результат - повышение прочности тампонажного облегченного цемента. 1 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству гидравлических цементов и технологии их измельчения. Интенсификатор помола цемента содержит в своем составе кремнийорганические соединения нефункционального типа в виде полифенилсилоксана ПФС и диметилсилоксанового каучука СКТН при следующем соотношении компонентов, мас.%: полифенилсилоксан ПФС 40-60, диметилсилоксановый каучук СКТН 60-40. В способе применения указанного интенсификатора осуществляют его смешивание в процессе помола с цементным клинкером в количестве 0,1-0,5% от его массы. Для активизации реакционной способности нефункциональных кремнийорганических соединений, входящих в состав интенсификатора, используют метод механоактивации, в результате чего на их поверхности образуются ионы O2Si2- и O3Si3-, являющиеся активными центрами присоединения частиц цементного клинкера в твердофазной химической реакции. Технический результат - повышение уровня воздействия кремнийорганических соединений КОС нефункционального типа в составе интенсификатора помола на процесс размельчения цементного клинкера, повышение размолоспособности клинкера, уменьшение агрегации частиц цементного клинкера и их налипание на мелющие поверхности, управление процессом структурообразования цемента и регулирование его физико-техническими свойствами, применение в составе интенсификатора помола кремнийорганических соединений, являющихся побочными продуктами химического производства, безвредными для здоровья людей и окружающей среды, повышение прочности изделий и строительных конструкций, изготовленных на основе модифицированного цементного композита. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству смешанных вяжущих, предназначенных для низкомарочных бетонов и растворов, которые могут найти применение для малоэтажного и коттеджного строительства. Техническим результатом изобретения является повышение качества и адгезионной прочности смешанных вяжущих, сокращение расхода цемента и утилизация промышленных отходов при их производстве. Cмешанное механоактивированное вяжущее общестроительного назначения, включающее глину, портландцемент М400, в качестве основного компонента содержит золу от сжигания лузги подсолнечника, следующего химического состава, мас.%: SiO2 - 8,64, Al2O3 - 8, Fe2O3 - 2,4, CaO+ MgO - 40,59, SO3 - 6,41, R2O - 20,16, прочие - 13,83, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 15-35, цемент 15-25, зола от сжигания лузги подсолнечника - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к составу и способу изготовления наноцемента (НЦ) на основе портландцементного клинкера (ПК) и модификатора (М) -нафталинсульфонатов (НС). Состав и способ могут быть использованы в цементной промышленности и строительной индустрии. ПК включает минеральные фазы - алит и белит (блочные микрокристаллы), алюминаты и алюмоферриты кальция, а частицы заключены в нанооболочки (капсулы) из НС толщиной 30-100 нм при удельной поверхности 400-600 м2/кг. В НЦ по изобретению молекулярная масса (ММ) НС в капсулах 600-800 Да. Поверх капсул расположен диффузный слой (Д-слой) из дросселированных при помоле НС с ММ 300-600 Да, а под капсулами - слой травленых минеральных фаз (ТМФ-слой) - результат контактного взаимодействия при наклеивании капсул кислотного характера на щелочную алитовую подложку. Толщина ТМФ-слоя 2-50 нм. Он включает наноблоки алита размерами 1-20 нм. Технический результат - повышение сохраняемости НЦ не менее 1 года без потерь прочности, водоредуцирующий фактор и защита цементного камня от карбонизации; ускорение роста прочности НЦ и бетона на его основе и повышение ее уровня на 3-4 класса против портландцемента. НЦ включает сульфатно-кальциевый компонент и минеральные добавки, как активные, так и наполнители. Способ изготовления НЦ - совместный помол указанных компонентов до достижения: а) полноты покрытия капсул Д-слоем по критерию минимальной степени агрегации частиц, определяемой по методу воздухопроницаемости; б) полноты покрытия ПК-компонента ТМФ-слоем по критерию двойного максимума на графике тепловыделения приготовленного из продукта помола цементного теста в процессе схватывания в калориметре. Оба показателя интегральные и характеризуют готовность продукта. 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 4 табл., 5 пр.

Изобретение относится к производству вяжущих материалов, может быть использовано для получения общестроительных цементов. Технический результат заключается в расширении ассортимента широкодоступных активных минеральных добавок для производства цемента, расширении сырьевой базы эффективных, широкодоступных активных минеральных добавок для производства цемента, повышении качества и снижении себестоимости производства цемента, утилизации крупнотоннажных техногенных отходов ТЭЦ и разработке способа приготовления широкодоступной активной минеральной добавки. Активная минеральная добавка для цемента содержит низкокальциевые золошлаковые отходы ТЭЦ с содержанием оксида алюминия 17,75% и гипсосодержащий компонент, в качестве которого используют побочный продукт производства фосфорной кислоты фосфогипс, при следующем соотношении компонентов, мас. %: золошлаковые отходы - 66,7; фосфогипс - 33,3. 2 н.п. ф-лы, 6 табл.
Наверх