Способ получения белого портландцементного клинкера

.Саркизова,ян ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт общей и неорганической химии АН Арм.ССР(56) Авторское свидетельство СССР У 1036700, кл. С 04 В 7/36, 1982.Авторское свидетельство СССР У 755764, кл. С 04 В 7/08, 1977. ЯО 1217817 А(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГОПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА путемсмешения известняка и кремнегелевого отхода производства фтористогоалюминия с последующим обжигом сырьевой смеси, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью интенсификациипроцесса клинкерообразования и повышения степени белизны, кремнегелевый отход предварительно обрабатывают известковым молоком при молярном соотношении СаО : А 1 Г = (3 - 4 ) :1, и 90-95 С, смешивание егос известняком проводят при молярномсоотношении СаСо .0 = (2 --2,9): 1, а обжиг проводят при 11801240 С, 1217817Изобретение относится к технике производства вяжущих, в частности к способам получения белого портландцемента с низким содержанием плавящих компонентов.Целью изобретения является интенсификация процесса клинкерообразова ния и повышение степени белизны.В качестве исходных компонентовв опытах по прототипу и по предлагаемому способу были использованы измельченный известняк 1 до 100 мкм) и кремнегелевый отход производства фтористого алюминия во влажном состоянии (влажность 60 Х).Предлагаемый способ, во-первых, исключает процесс предварительной сушки кремнегелевого отхода, следовательно, исключается и загрязнение атмосферы кремнефтористым газом ( 51 Г), интенсивно выделяющимся в этом процессе. Во-вторых, при обработке кремнегелевого,отхода известковым молоком в укаэанных условиях фтор полностью связывается с гидроксидом кальция в практически водонерастворимые и устойчивые в высоких температурах ( до 2000 .С) соединения СаР, а злюиный - в трехкальцневый гидроалюминат (ЭСаОАГ Оз 6 НдО), .который при обжиге в указанных условиях легко и быстро превращается в безводное соединение СЗА - минерал портланд-.1 цемента. Благодаря этому практически исключается улетучивание фтора при обжиге сырья, улучшается гомогенность шихты, и интенсифицируется процесс клинкерообразования вследствие связывания некоторьпе. компонентов ( Г, Са, АГ) прийидротермальной обработке исходного сырья. Улучшение гомогенности шихты и уменьшение возможности его расслаивания обеспечивается также смешением исходных компонентов в водной среде при низком соотношении Ж:Т. Высокодисперсный карбойат кальция при температурах выше 700 С разлагается и в присутствии СаР, интенсивно взаимодействует с Мремнегелем. Это улучшает условия взаимодействия исходных компонентов и снижает температуру обжига клинкера. Повышение степени белизны можно объяснить тем, что известкорое молоко в отличие от известнякане содержит загрязняющих примесей.5 10 15 20 25 30 35 Снижение температуры гидротермальной обработки кремнегелевогооотхода ниже 90 С приводит к значительному замедлению процесса растворения АГГ Э НО и взаимодействия его с гидроксидом кальция, аповышение выше 95 С практически неоинтенсифицирует процесс, Кроме того,увеличивается количество выпариваемой воды с поверхности суспензии,Уменьшение продолжительности процесса менее 1,5 ч нецелесообразно,так как исходные компоненты Са(ОН)ди А 1 Гз полностью не успевают прореагировать. По истечению 2 ч процессполностью завершается,При уменьшении молярногр соотношения СаО : АГГ менее Э из-эанедостатка СаО часть алюминия остается несвязанной в соединение гидроалюмосиликата кальция, а это снижает интенсивность образования соответствующего клинкерного минерала.При увеличении соотношения СаОАГГз более 4 в реакционной смесиостается свободная окись кальция, это приводит к излишнему расходу известкового молока,Предел молярного соотношенияСаСОэ 1 81 О = 2-2,9 также оптимален. Так, уменьшение соотношенияСаСОЗ . ЯО менее 2 приводит кзначительному ухудшению физико-механических свойств цемента, а увели чение выше 2,9 ухудшает свойства продукта эа счет непрореагированной свободной окиси кальция.Результаты опытов показали, что образование цементного клинкера заканчивается в интервале 1180-1240 С, поэтому дальнейшее повышение температуры обжига нецелесообразно.Продукт, полученный в результате такой обработки, гарантирует высокодисперсные частицы. Прн применении указанного сырья повышается интенсивность процесса клннкерообраэования, сокращается температура обжига, исключается улетучивание фтора, а полученный клинкер сравнительно легко размалывается и получается цемент с высокой степенью белизны. Укаэанные факторы способствуют увеличению производительности печи и мельниц, улучшают условия труда, уменьшают расход энергии на обжиг н помол, улучшают качество продукта.1217817 МО 0,45; СаО св. следы; ц Осв.следы; С 3 Б 46,0; С 845,5 СА 4,0;САГ 0,4; СаГ 4,0.П р и м е р 3. Для получения 5 100 г алитового клинкера в реакторзаливают 82,9 г суспензии кремнегелевого отхода указанного в примере ,1 состава, добавляют 44,3 мпизвесткового молока (СаО = 150 г/л)(из расчета на каждый моль АГ з4 моль СаО) и перемешивают при95 С в течение 2 ч. Затем к этойсмеси добавляют 241 г суспензии измельченного известняка ( Ж:Т = 1:1) 15 из расчета на каждый моль 1 02,9 моль СаСО и после перемешивания в течение 10 мин (без подогрева) переводят смесь в фарфоровые или.корундовые тигли и обжигают в пе чи при 1240 С в течение 1 ч. .Послеэтого клинкер быстро охлаждают ввоздухе. Получают клинкер белогоцвета следующего состава, вес.Х:СаО 720О . 24 3 АйяО 35;се 03 0,16; г;1,70; МО 0,5;СаО св.следы; % О св.следы;СЗВ 925 СЗА 325 ь С 4 А " 05СаР,З, 25,Цемент, полученный по предлагае- О мому способу имеет следующие показатели:Коэффициентотражения поВа 0,7 93,0-94,0 5 Предел прочности, кгс/смпри изгибепри сжатии Предлагаемый способ апробированв лабораторных условиях.П р и м е р 1. Для получения100 г белитового клинкера в реактор,снабженный мешалкой, заливают107 г суспензии кремнегелевого отхода следующего химического состава,7: 51 029,3; АГ,О 3 1,64; Г, 2,05;вода 67,0 при Ж:Т = 2:1; добавляют 41,3 мп известкового молока(СаО150 г/л), исходя из расчетана каждый моль АГЕЗ моль СаО. Смесьпри.непрерывном перемешивании подогревают до 90 С и продолжают перемешивать в течение 1,5 ч. Затем кэтой смеси добавляют 206 г суспензии измельченного известняка (Ж:Т =1:1) из расчета на каждый моль5; 0 2 моль СаС 05 и после перемешивания полученной суспензии в течение 5 мин (без подогрева) переводятв фарфоровые или корундовые тигли,обжигают в печи при 1180 С в течение 1 ч. После, этого клинкер быстро охлаждают в воздухе. Получаютклинкер белого цвета следующего состава,й: СаО 64,5; Я О 30,8 АГОз 1,8; Г еО 0,14; Г 2,16;Са 0,6, следы; ; О св.следы;МцО 0,4 С 890,0; СА 4,5; СА 0,4;П р и м е р 2. Для получения 100 г цементного клинкера с содержанием С В и С 5 по л 507 реактор заливают 94,2 г суспензии кремнегелевого отхода, указанного 40 в примере 1 состава, добавляют 43,5 мп известкового молока (СаО =150 г/л)(из расчета на каждый моль АГГ 3 3,5 моль СаО) и обрабаты- вают при 93 С в течение 1,7 ч. За тем к этой смеси добавляют 228 г суспензии измельченного известняка при Ж:Т = 1:1 иэ расчета на каждый моль Б О 2,45 моль СаСО 3 и после перемешивания в течение 7 мин 50 (без подогрева) переводят в фарфоровые или корундовые тигли и обожигают в печи при 1200 С в течение 1 ч. После этого клинкер быстро охлаждают в воздухе. Получают клинкер белого цвета следующего состава, вес.й: СаО 68,2; 51 Оу 27,6; АГРО 1,55; Е ео 0,135; Г,1,931о 2-63580-600 Сравнительные данные по получению шихты и клинкера приведены в табл.1. Таким образом предлагаемый способ дает возможность использовать кремнегелевый отход во влажном состоянии (исключает процесс сушки) и при его обработке известковым молоком. В указанных условиях фтор полностью связывается в практичес ки водонерастворимое и устойчивое при высоких температурах соединение СаГ, среда становится слабощелоч- . ной и неагрессивной, вследствие чего улучшаются условия труда и эксплуатации аппаратуры. В то время, как по прототипу среда является кислой (рН 2-2,5) и агрессивной при сушке кремнегелевого отхода, во-первых, улетучивается часть фтора и загрязняет среду, во-вторых, из-за агрессивности среды агрегаты217817 Способ СА + + СА 3 САР 1 в течение з 4 ч; сухой помол сырьевой смеси 65 605 84 СЯдругие 3примесиСаОс Предлагаемый С Я 89,0 С 5 4,0 СА 3,5 СА 0,4 600 94 64,8 СаГ 3,0 Са 0,8 0 ВНИИПИ Заказ 1078/28Тираж 640 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 быстро выходят из строя. При обжиге сырьевой смеси приготовленной попрототипу фтор практически полностьюулетучивается и загрязняет окружающую среду, Кроме того., по прототипу все примеси, содержащиеся вкарбонатном компоненте, полностьюпереходят в продукт и снижают степень его белизны, а клинкерообразование происходит при более высоких температурах из-эа низкой степени гомогенности шихты . По предлагаемому способу 807. кальциевогокомпонента используют в виде извест;ового молока более чистом и дисПрототипСушка кремнегелевого отхода притемпературе 100-110 С(известняк-кремнегель) в течение 3 ч брикетирование сырьевой смеси и обжиг при 1260 С в течение 1 ч Смешение суспензии кремнегельотхода и известкового молокапри молярном соотношении СаО:АГЕз3 4 ь 1 при Ж:Т = 2-3 и90-95 С в течение 2 ч Смешение с суспензией измельченного известняка ( Ж:Т=1:1)при СаО : 5 0 = 2-2,9, обжигсырьевой смеси при 1200 Св течение 1 ч персном состоянии, при взаимодействии которого с кремнегелевым отходомв гидротермальных условиях образуются высокодисперсные гидратные игидросиликатные новообразования, атакже Са Г, которые улучшают условияклинкерообразования. При этом значительно(в - 2 раза) уменьшается 1 О пылевыделение и полностью исключается улетучивание фтора.Таким образом, предлагаемый способ позволяет улучшить санитарногигиенические условия труда, повы сить степень белизны продукта и снизить температуру обжига,