Способ получения белого портландцементного клинкера

(Я) С 04 В 7/3 ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУД АРСПО ДЕЛ Й И ОТКРЫТИЙЕ ИЗОБРЕТЕН ВУ ЕТ(71) Институт общей и неорганкой химии АН Армянской ССР.(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГОПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА путемобработки щелочно-кремнеземистогораствора известью или известковыммолоком при молярном соотношенииСаО 33.02 = 2-31 с последующим обжигом, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью интенсификации .процесса, щелочно-кремнеэемистый раствор.предварительно смешивают с раствором соды или поташа при молярномсоотношении СО,810 = 1-2:1, а обжиг проводят при 1200-1300 фС.Изобретение относится к технике .производства вяжущих, преимущественно к способам получения белого портландцемента с низким содержанием плавящих компонентовИзвестен способ получения белого портландцементного кликера, включающий приготовление известково-кремнеземистой сырьевой смеси с последующим ее обжигом (.1.Недостатками способа являются: необходимость тонкого помола исходных компонентов (30 мкм), связанная с большими затратами; недостаточная гомогенность шихты и возможность ее расслаивания во время транспортировки; большая продолжительность процесса взаимодействия исходных компонентов низкая степень чистоты продукта, связанная с переходом Примесей, содержащихся в природном песке, в состав цемента (0,2-0,.7 Ре 2 ОЗ), а также загрязнение исходных материалов при помоле (путем присадки железа вследствие износа металлических мелющих тел в количестве 0,2), придающее цементу нежелательные оттенки; а также малая эффективность приготовления исходных материалов цемента вслед" ствие резкого замедления помола изза нарастающей агрегации при меньших размерах частиц.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемомурезультату является способ получения белого портландцементного клинкера путем обработки щелочно-крем,неэемистого раствора известью или известковым молоком при молярном соотношении СаО . "Б 102 -- 2-3:1 с последующим обжигом ( 2 (. Недостатками известного способа являются: низкая скорость фильтрации пульпы, полученной при каустификации щелочно-кремнеземистого раствора, что приводит к снижению .производительности фильтрации и к увеличению расхода электроэнергии; низкая интенсивность процесса промывки полученного гидросиликатного Продукта от щелочи, что приводит к снижению производительности установки, к повышению расхода промывной воды и энергии; а также высокая температура клинкерообраэования, которая приводит к большим энергетическим расходам и к снижению интенсиВ-ности процесса.Цель изобретения - интенсификация процесса.Поставленная цель достигается тем что согласно способу получения белого портландцементного клинкера путем обработки щелочно-кремнеэе,мистого раствора известью или известковым молоком при молярном со 60 Концентрацияисходногораствора, г/лффОкажтОка 0 32,У 3,5 44 отношении СаО:Б 102= 2-3:1 с последующим обжигом, щелочно-кремнеземистый раствор предварительно смешивают с раствором соды или поташа при молярном соотношении СО 2.Б 10= 5 = 1-2:1, а обжиг проводят при 12001300 С.1Щелочно-кремнеземистые и содовыеили поташные растворы образуются0 при комплексной переработке алюминия или других ценных маталлов, содержащих высококремнеэемистые породы (нефелиновые сиениты, перлиты,алуниты, золы и т.п.)Для обеспе-,чения цикличности процесса химического обогащения пород, выщелачнва ния некоторых ценных металлов отнего и т.д. образующиеся содовые,поташные и щелочно-кремнеземистыерастворы необходимо каустифицировать20 и щелочь возвращать в цикл,Сырье, полученное в результатеэтой обработки, не требует измельчения, гарантирует высокую чистоту 25 и обеспечивает идеальную гомогенностьпри очень малых размерах .частиц.При применении сырья повышается интенсивность процесса клинкерообразо"вания, значительно сокращается температура обжига, а полученный клин.кер сравнительно легко размалывается. Указанные факторы способствуютувеличению производительности. печии мельниц, а также уменьшению расхода энергии на обжиг и помол, Вместе с этим при использовании в качестве исходного раствора смесьрастворов соцы или поташа с раствором силиката натрия интенсифицируются процессы обескремнивания, филь трации и промывки осадка, сокращаются энергетические расходы и расход иоды на промывку.Сравнительные данные по получению шихты и клинкера приведены в 45 таблице.В качестве исходного растора вопытах по известнОму способу был ис-.пользован щелочно-кремнеземистыйраствор, .а в опытах по предложенному 50 способусмесь щелочно-кремнеэемистого и содового растворов при мо"лярном соотношении СО.Б 102=1, 7.1036700 3Продолжение таблицы . Продолжение таблицыПоказатели Способ Способ Показатели Известный, Предло- женный Известный Предло- женный 0,05яа 2006 Щ егО П,П.П. -0,05 78,5 77,31 29,0 31,0 26, 4. 81 а 2 -25,31 Молярное соотношениеСао:810 гв осадке Дозировка .известковогомолока,СаО:8 Ю 2 2,7 2,7 Саосеободм 20 в клинкерейолученном при обжиге исход. ной шнхтыпри температу рах, ос коццентрацияматочника, г/л 53 р 45 4664 Яа Она 20 ке 9цагОон 1040 57, 04 42 57,65О, 27 0,. 1200 3., 7 1 30030 .1400 8102 -" 0,30 1,6 Производйтельность фильтра при разделении продукта,от маточника в пересчете на сухое вещество, кг/м ч. 300 0,5 0 00 1460 О 1 О,ОО 500 количество промывки осадкапри Жг 1.=1041 б Производитель 1 ность фильтра припромывкеРг осадка, кг/мг.ч (в пересчете на су" хое вещество) 465 250 Состав промытого и высушенного осадка Сао бщ,48,70 19,35 24,20 50,15 19,85 Сас овоВ 1,00 20,1 0,37 30,белитового клинкера реактор зали вают смесью содового и щелочнокремнеземистого растворов с молярным соотношениеМ СОгг 8102=1:1 н кон центрацией, г/лу 83.0 5-100,На 0 5-100, Яа О7-150 подогревают до .70-80 оС. Прй .непрерывномперемешнвании к подогретому.раство 45 ру добавляют известь или известковоемолоко при молярном соотношенииСаО:8102=2:1 Смесь перемешивают втечение 90 мин и фильтруют.Получают тонкодисперсный (0,150 мкм), бе 50 лый, хорошо Фильтрующийся и легкоотмывающийся от щелочи гидросиликатный продукт.,Последнее промываюттеплой водой до содержания щелочи.0,3-0,7% по Яа О (в .пересчету на су 55 хое вещество). к полученйому шламудобавляют 0,5.-1,0 (от веса сухогоматериала) минерализатора, напримерСаГ , тщательно перемешивают и обжигают в печи при 1200 С в течение6 О Ос 5 ч. Получают клинкер белого цветас содержанием, вес.Ъ; СаС, 64,5 р8502 34,3, Са 06 о следы; 810 гсво 6При смешении растворов соды или поташа с щелочно-нремнеземистым раствором при молярном соотношении СО.Я 102 ниже 1:1 (например, 0,5:1 прй Молярном соотношении СаО:ЯЮ в исходной смеси 2,5:1) ухудшается процесс фильтрации пульпы (продолжительность процесса разделения осадка от маточника увеличивается приблизительно в 1,2 раза);процесс отмывки осадка от щелочи также замедляется (вместо 4 промывок при Ж:Т = 10:1 проводят 5 промывок), соответственно увеличивается общая продолжительность процесса, а также энергетические расходы, связанные с увеличением количества операций и числа работающих агрегатов, а также расходы горячей воды. Кроме того, при обжиге полученного сырья повышают температуру проведения ц. процесса приблизительно на 50"С для уменьшения содержания свободной СаО, в клинкере до допустимого, что также свяэано с увеличением энергетических расходов. П р н м е р 2. Для получения клин.кера с содержанием СЯ и С 28 по приблизительно 50 реактор заливают щелочно-кремнеземистым раствором с.указанной выше концентрацией и моляр- ным соотношением СО.Я 10=1,5:1 и подогревают до 70-80 С. При непрерывном перемешивании к подогретому раствору добавляют известь или известковое молоко Ири молярном соотношении СаО:Я 10=2,5 1. Смесь пере мешивают в течение 90 мин и фильтруют. Получают тонкодисперсный, белый, хорошо фильтрующийся и легко отмывающийся от щелочи гидросиликатный продукт. Последний промывают .теплой 15 водой до содержания .щелочи 0,3-0,7 по Иа 20 (в пересчете на сухое ве-. щество). К полученному шламу добавляют 0,5-1,0 (от веса сухого материала) СаР 2, тщательно перемешивают и обжигают. в печи при 1250 ОС в течение0,5 ч. Получают клинкер. белого цвета с содержанием, вес. : СаО, бщ69,.2; Я 3.0 29,5; СаОсЭО 64 0,1;МдО 0,4; А 1 ОЗ 0,5; НаО-К 20 0,3;Ретоз ОУ 06 У СЗЯ 52 у 7 Р С 2 Я 46 еоуСА 1,2; С 4 АР 0,2.П р и м е р 3. Для получения алитового клинкера реактор заливаютщелочно-кремнеземистым раствором суказанной выше концентрацией с моляр.ным соотношением СО 2 .Я 10=2:1 и подогревают до 70-80 С. При непрерывном перемешивании к .подогретому раствору добавляют известь или известковое молоко при молярном соотноше- З 5нии СаО:Я 102=3,0:1. Смесь перемешивают в течейие 90 мин и фильтруют.Получают тонкодисперсный, белый, хорошо фильтрующийся и легко. отмывающийся от щелочи гидросиликатный 40продукт. Последний промывают теплойводой до содержания щелочи 0,3-0,7по На 20 (в пересчете на сухое вещество). К полученному шламу добавляют 0,5-1,0 (от веса сухого материала) СаР 2, тщательно перемешиваюти обжигают в печи при 1300 С в течение 0,5 ч. Получают клинкер белого цвета с содержанием, вес.:СаОоя 72,5 СаО 40,5) БЮ 2 25,5; 50НаО-К 20 0,3; СЯ 97,0; С 2 А 1,4;С 4 АР 0,21Показатели цемента, полученногопо предложенному способу следующие. 55КоэфФициент отражения по ВаЯО 4 97,0;предел прочности, МПа: при изгибе5,6; при сжатии 40.По предлагаемому способу в аналогичных условиях, сравнительно с из вестнич.способом пульпа фильтруется значительно быстрее (около 1,6 раза), вследствие чего значительно сокращается продолжительность процесса, т.е. увеличивается производительностью агрегатов (около 1,6. раза); количество промывок (при соотношении жидкое: твердое .10:1) сокращается в 1,5 раза (от 6 до 4 промывок). При этом в 1,5 раза сокращается расход горячей воды (энергии), и в столько же раз - число агрегатов (фильтр, репульпатор, насос, электромоторы и т.д.),. т.е. общие энергетические расходы (тепловые и электрические) сокращаются приблизительно в 1,5 раза. Необходимо учесть и тот фаКт,. что при промывке осадка. пульпа фильтруется приблизительно в 1,8 раза быстрее. Следовательно, весь процесс приготовления сырьевой смеси интенсифицнруется более чем в 1,5, раза, а энергетические расходы сокращаются приблизительно в 1,3 раза.При обжиге сырьевой смеси также ожидается сокращение энергетических затрат за счет снижения температуры обжига клинкера (более чем на 100 С) от 1300 до 1200 ОСу от 1400 до 1250 С и от 1450 до 1300 С.Белитовый клинкер (С 2 Я 98) по известному способу получают при 1300 ОС, а по предлагаемому - при 1200 С; алито-белитовый клинкер (СЯ й СЯ около 50) по известному способу получают при 1400 С, а по предлагаемому - при 1250 С; алитовый клинкер (СЯ 97) по известному способу получают при 1450 С, а по предлагаемому - при 1300 С.Исходя из этого, температура обжага клинкера (аналогичного минерального состава и свойств) полученного по предлагаемому и йзвестно-, му способам отличается от 100 до 150 С..ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д, 4/5Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 При увеличении молярного соотно- шения СОг 8102 в исходном растворе выше 2:1 (наи, 2,51 при моляр-. ном соотношении СаО:810=2,5 г 1 в . исходной смеси) в фильтрате (маточнике) остается значительное количест во (20-30) непрореагированного 8102, вследствие чего, во-первых, изменя-. ется химический состав сырьевой смеси, следовательно, и минеральный состав и свойства клинкера, а во-вто рых, снижается степень обескремни" . вания раствора, что также не желательно. Чтобы обеспечить практически полное осаждение. 8 Ю из раствора в виде гидросиликатного соедине-ния и получить осадок с заданньм составом требуется повышение темпесо ратуры процесса от 80 до 100 С, а продолжительность процесса увеличить приблизительно в 1,2 раза, что приводит к возрастанию энергетических расходов и увеличению общей продолжительности процесса получения сырьевой смеси..Предложенный способ позволяет интенсифицировать процесс .приготовления сырьевой смеси и клинкерооб-разования и сократить знергетические расходы,