Спосіб виготовлення цементу

Спосіб виготовлення цементу, який включає випал клінкеру в обертових печах з помелом клінкеру і сульфоалюмінатної добавки в млинах, який відрізняється тим, що сульфоалюмінатну добавку отримують випалом в обертових печах разом з клінкером шляхом розпилення суміші фосфогіпсу, алюмосилікатного компонента і пилу винесення обертових печей у співвідношенні 2,8:1:6 за масою в кількості 15...20 % маси клінкеру в зону спікання з температурою 1200...1300 °С. (19) (21) u200613050 (22) 11.12.2006 (24) 10.10.2007 (72) ШЕСТАКОВ ВОЛОДИМИР ЛЕОНТІЙОВИЧ, UA, НІХАЄВА ЛЮДМИЛА ІВАНІВНА, UA (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ГОСПОДАРСТВА І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, UA (56) 3 3(СаО×Аl2О3)×CaSO4: нижче цієї температури мінерал утворюється в незначній кількості, при більш високій температурі інтенсивно розкладається сульфат кальцію. Стехіометрія співвідношення мінералів каолініт : оксид кальцію : гіпс 3:15:1 визначається за реакцією : 3[Аl2О3·2SiO2]+3CaО+CaSO4=3(СаО×Al2О3)×CaSO4+ 6SiО2; далі 6SiO2+12СаО=6[2СаО×SiO2]. З урахуванням того, що каолін містить біля 50% мінералу каолініту, пил печей містить біля 45% CaО, фосфогіпс містить біля 75% CaSO4, необхідне співвідношення каолініт : оксид капьцію : фосфогіпс становить 6:36:1,4 або 4,3:26:1 (13,7% каоліну; 3,3% фосфогіпсу, 83% пилу). Слід передбачити вміст у цементі вільного сульфату кальцію біля 7% за масою (3,5% SO3 за вимогами стандарту) як регулятора тужавіння в'яжучого. В перерахунку на добавку; вміст якої в цементі може становити до 20%, необхідний вміст сульфату кальцію в добавці дорівнює 7/0,20=35%. Кінцевий речовинний склад шихти для отримання добавки на базі каоліну, пічного шиту і фосфогіпсу наступний: 13,7 × 100 = 10,15% 13,7 + 3,2 + 83 + 35 - каолін: 26684 4 Після термічної обробки добавка разом із клінкером надходить в холодильник і далі на помел у кульовий млин. В складі цементу добавка позитивно впливає як активатор тверднення (крент). При помелі додаткове введення гіпсового каменю не потрібно. В Таблиці наведені результати випробувань цементу лабораторного виготовлення запропонованим способом і для порівняння - за способом, рекомендованим технологією прототипу. При замішуванні водою і твердненні прискорюються фізико-хімічні реакції гідролізу та гідратації клінкерних мінералів, формування гідросульфоалюмінату кальцію, утворюються сприятливі морфологія і склад продуктів гідратації, наслідком є підвищення ранньої та марочної міцності цементу. Такий цемент може бути використаний для бетонів як нормального тверднення, так і для бетонів конструкцій, що пропарюються. Таблиця Результати випробувань ; 83 ×100 = 61,5% 13,7 + 3,2 + 83 + 35 - пил: 35 + 3,2 = 28,3% 13,7 + 3,2 + 83 + 35 - фосфогіпс: : або відношення мас фосфогіпс: каолін : пічний пил - 1:0,36:2,2 або 2,8:1:6. При використанні іншого алюмосилікатного компонента (глини, золи ТЕС) склад шихти корегується. Спосіб реалізується наступним чином. Фосфогіпс (наприклад відхід ВАТ "Рівнеазот"), каолін (наприклад каолін Дерманківського родовища, Рівненська область) висушуються (наприклад, у барабанній сушарці), їх суміш здрібнюється в бігунах або дезінтеграторах і накопичується в бункері. Пил обертових печей транспортується від електрофільтрів також у бункер. З витратних бункерів матеріали дозувачами подають у змішувач (шнековий або валковий) і суміш поступає у бункер з живильником, за допомогою якого суміш далі подається у форсуночну трубу і вентилятором високого тиску вдувається у піч. Кількість суміші складає до 20% маси основного цементного клінкеру, подача здійснюється в той кінець зони спікання печі, який контактує з зоною охолодження печі і має температуру 1200...1300°С. Пил винесення, який звичайно вертається у піч різними способами, в запропонованій технології є джерелом необхідного карбонатного компоненту, також містить деяку кількість алюмосилікатного (глинистого) компоненту, крім того містить лужні оксиди Nа2О, К2О (вміст оксидів складає: СаО - 43...45%, SiO2 - 10...14%, R2O 3...5%). Луги у складі пилу сприяють зниженню температури спікання, прискоренню синтезу сульфоалюмінату кальцію, який у складі цементного клінкеру і цементу буде діяти як крент. Властивості Нормальна густота, % Тужавіння: - початок, годхв - кінець, год-хв Дисперсність, залишок на ситі №008, % Міцність при згині, МПа - через 1 добу - через 3 доби - через 28 діб Міцність при стиску, МПа - через 1 добу - через 3 доби - через 28 діб Склад цементів, мас % клінкер-95 клінкер-85 клінкер-80 відома нова гіпс-5 добавка-15 добавка-20 (№1) (№2) (№3) 26 24 25 4-40 3-05 1-50 6-00 4-15 3-40 10 9 10,3 1,6 3,6 5,9 2,5 3,7 5,8 3,0 5,3 6,0 5,2 17,8 47,3 9,8 26,5 49,2 14,7 31,3 51,4 Наведені дані свідчать, що цемент запропонованого складу №3 характеризується більш високою міцністю у порівнянні з цементом №1, виготовленим за звичайною відомою технологією і за відомою технологією згідно з прототипом (цемент №2). Перевагами даного способу є підвищення міцності цементу, крім того можливість виготовлення клінкеру разом з добавкою-активізатором (крентом) в одному тепловому агрегаті, також раціональна утилізація пічного пилу, що спрощує технологію виготовлення швидкотверднучого цементу.