CS270044B1 - Method of cement clinker production - Google Patents

Description

Vynález ee týká způsobu mletí cementářského elínku nebo/a etrusky pro výrobu ceo mentu e měrným povrchem 240 až 580 m /kg.

Zvýšení efektivnosti výroby cementu je vzhledem k vysoké energetické náročnosti mletí předmětem eouetředěného zájmu. Vývoj nových mlecích poetupů je dále veden enahou o výrobu vysokohodnotných a speciálních cementů. Vývoj v oblastí mletí je zaměřen jednak na vývoj nových mlecích zařízení a jednak na studium látek, které ovlivňují mlecí proces. Tyto látky, které ee používají buď v pevné, nebo kapalné formě, zabraňují aglomeraci částic a usnadňují proces rozdrobňování mletého materiálu. V technické praxi jsou používány převážně kapalné mleoí příeady vzhledem k jejich lepšímu dávkování ve srovnání s pevnými intenzifikátory mletí. Jako intenzifikátory mletí jsou používány například aminoacetáty, ethylenglykol, propylenglykol a triethanol amin. Intenzifikátory mletí ee v některých případech projevují nejen při vlastním mlecím procesu, ale ovlivňují i vlastnosti hotového cementu. Ťak je například v autorském osvědčení č. 257 315 popsáno pojivo na bázi hydraulicky aktivních látek, zejména cementářského elínku, které obsahuje 0,005 až 0,5 % alkylolamidů lineárních alkylarylsulfonových kyselin nebo alkylolamidů sulfatovaných mastných kyselin, případně jejich solí nebo směsi těchto alkylolamidů s esteraminy nebo eeteramidy těchto kyselin, kde počet uhlíkových atomů v alkylovém zbytku kyseliny je 10 až 20. Tyto alkylolaminové deriváty ve spojení se sulfonovaným polyelektrolytem (ligninsulfonanem, aulfonovaným polyfenolátem) a alkalickou sloučeninou (např. uhličitan sodný) oddalují počátek tuhnutí směsi a zlepšují jejich zpracovatelnost, přičemž současně ovlivňují proces hydrataee a stabilizují počátek tuhnutí bezaádrovcových cementů za rušivých podmínek.

Pro přípravu bezaádrovcových cementů je znám způeob mletí cementářského elínku (autorské osvědčení č. 175 802) za přítomnosti lignineulfonanu v práškové formě jako intenzifikátoru mletí v koncentraci 0,2 až 0,4 % hmotnoeti elínku. Z autorského osvědčení č. 195 787 je znám způsob mletí hydraulicky aktivních materiálů s přísadou jedné nebo více látek na bázi ligninu v koncentraci 0,01 až 10 % hmotnosti, kde základní stavební jednotkou těchto látek jsou p-oxy-m-methoíyfenolová jádra e propanovým nebo propylenovým řetězcem zakončeným alkoholickou nebo aldehydickou skupinou. Autorské osvědčení č. 227 205 popisuje způeob mletí hydraulicky aktivních látek, zejména cementářekého elínku za příeady práškového lignineulfonanu, práškového uhličitanu a případně práškového polyfenolátu. Příprava hmot z bezaádrovcových cementů e vyšším mírným povrchem při nízkém vodním eoučiniteli vyžaduje jiný způeob přípravy, který je doprovázen vyšší spotřebou energie při smáčení (roztírání) pojivá, jak je to zřejmá z autorského osvědčení č. 202 771.

Při vlastním procesu mletí dochází k technologickým potížím daným nutným přesným dávkováním práškové mlecí příeady do mlýna. Proto ee naprostá většina známých používaných technických řešení při mletí na vyšší měrný povrch realizuje použitím kapalných mlecích příead, jejichž přesné dávkování je snadnější (W. Duda: Cement-Data-Book, 3. vydání, 1985). Při přípravě bezsádrovcových cementů se dvěma přísadami (autorské osvědčení č. 202 771) nastávají další technologické potíže při mletí na vyšší měrný povrch se dvěma minoritními přísadami (papříklad práškový ligninsulfonan a práškový uhličitan sodný), kdy dochází zejména k obtížím s udržením přesného a zcela rovnoměrného obsahu těchto látek v cementu. Z hledieka chemického je nutné uvést ještě tu skutečnost, že za přítomnosti obou přísad (například ligninsulfonan a uhličitan sodný) dochází během jejich rozpouštění ve vodě (v záměsi), a to nestejnou rychlostí, k současné reakci elínku s vodou. Tyto směsi mají ve srovnání s bezsádrovcovými cementy, které jsou zpracovány s přísadami předem rozpuštěnými ve vodě, kratší počátek tuhnutí a vyšší viekozitu, tedy i horší zpracovatelnost. Přítomností obou příead v práškové formě cementu (zejména uhličitanu sodného) nastávají v důsledku jejich navlhávání obtíže při skladování cementu. Dále přítomnost obou přísad v práškové formě znamená i nutnost intenzivnějšího

CS 270044 Bl zpracování (roztírání) směsí z bezaádrovcových cementů, jak to vyplývá z autorského osvědčení č. 202 771.

Z výše uvedeného tedy vyplývá, že vhodně zvolené mlecí příeady, například deriváty kyeeliny dodecylbenzeneulfonové nebo jiné eulfonované polyelektrolyty, použité ve formě vodného roztoku, příznivě ovlivňují vlaetnoeti hydraulických pojiv na bázi portlandského slínku mletého za přítomnosti nebo v nepřítomnosti sádrovce. V praxi však není ani při použití vodných roztoků uvedených intenzifikátorů mletí dosahováno při mletí cementářekých elínků optimálních výsledků. Mlecí proces je často destabilizován a nedosahuje se při něm reprodukovatelných hodnot měrného povrchu rezultujíeího produktu. Nyní, kdy byl uvedený mlecí procee detailně experimentálně sledován, bylo e překvapením zjiětěno, že za určitých definovaných hodnot· provozních podmínek mlecího procesu dochází k drastickému zlepěení průběhu mlecího proceeu při výrazném zvýšení měrného povrchu rozemletého produktu. ,

Výše uvedené nedostatky známého stavu techniky jsou tedy podstatnou měrou eliminovány způsobem mletí cementářského alínku nebo/a etrusky pro výrobu cementu s měrným poo vrchem 240 až 580 m /kg, který je případně prostý sádrovce, v kontinuálním mlýnu, výhodně na oběhové mlýnici a alespoň jedním třídičem, za přídavku vodného roztoku syntetického sulfonovaného polyelektrolytu, výhodně kyseliny dodecylbenzeneulfonové nebo jejího derivátu nebo eoli, popřípadě ve omšel a alkanolaminy, jakožto intenzifikátorů mletí do přípravného proetoru před mlýnem nebo/a do mlýna nebo/a na vratnou krupici, jehož podstata spočívá v tom, že ee syntetický eulfonovaný polyelektrolyt přidá k cementářskému slínku nebo/a etruece před mletím nebo/a v průběhu mletí nebo/a k vratné krupici ve formě vodného roztoku e obsahem sušiny 5 až 20 % hmotnosti. S výhodou se uvedený vodný roztok syntetického sulfonovaného polyelektrolytu přidává k uvedené vrat. né krupici, jejíž měrný povrch je roven aleepon 170 m /kg. Výhodně ee při mletí zachovává konstantní poměr vratné krupice k hotovému produktu v rozmezí 2 : 1 až 10 : 1. Tento poměr je vyjádřen hmotnostně.

Realizovatelnost způsobu podle vynálezu, jakož i nový á vyšší účinek, kterého ee tímto způeobem doeáhne, budou prokázány v následujících příkladech konkrétního provedení způsobu podle vynálezu. Příklad 1

Na cementové mlýnici pro výrobu portlandekého cementu byly za různých technologických podmínek vyrobeny cementy na bázi cementářského elínku, a to jak za přítomnosti sádrovce, tak i v jeho nepřítomnosti. Cementová mlýnice ee skládá z dvoukomorového oběhového mlýna e mechanickým oběhem meliva, větrných třídičů, dopravních zařízení a odprašovacího zařízení. Mlýn má rozměry 4,4 (průměr) x 15 m, pohon mlýna má příkon 2x2 250 kW, množství dodávaného vzduchu činí 80 000 m^/h, elevátorý třídičů mají výkon 260 t/h, elevátor dopravy produktu má výkon 350 t/h. První komora má náplň 100 t, přičemž druhá komora má náplň 140 t. Jednotlivé komponenty jeou nadávkovány dávkovacími vahami na epolečný pásový dopravník, kterým je směs zavážena vtokovým hrdlem do cementového mlýna. Melivo padá přee výstupní komoru skluzem do elevátorů, kterými jsou dopravovány jak hotový produkt, tak i vratná krupice do větrného třídiče. Větrný třídič odtřídí hotový produkt, jtj. cement požadované jemnosti od hrubších podílů tvořících vratnou krupici i vratná krupice ee vrací dopravním pánem o váhou zpět do mlýna. Hotový produkt je dopraven páeovým dopravníkem a váhou do korečkových elevátorů pro dopravu cementu do eila. Celý mlecí procee je eledován a regulován řídicím eyetémem, jehož jádrem je řídicí počítač. V následující tabulce jeou uvedeny charakteristické hodnoty technologických parametrů zíekané při mletí standardního portlandekého cementu třídy PC 400, dále při mletí cementářského slínku bez přídavku sádrovce a při dávkování alkalolamidů kyseliny dodecylbenzeneulfonové v různých koncentracích, kdy toto dávkování bylo uskutečněno dávkovacím zařízením na vratnou krupici.

OS 270044 Bl

Tabulka

Parametry mletí

PC 400 Slínek + vodný roztok intenzifikátoru mletí o obsahu sušiny % 15 %

Výkon mlýna (t/h)	80 až 90 .	30 až 60	35 až 50
Měrný povrch cementu
(m2/kg)	330,až 340	350 až 390	240 až 580
Tlakový rozdíl na elektro-
filtrech (Pa)	250	100	100
Vratná krupice (t/h)	250 až 350	250 až 350	250 až 350
Otáčky třídiče za minutu	600 až 800	1 400	1 400
Teplota ve mlýně (°C)	90 až 100	100 až 110	100 až 110

Z výše uvedených výsledků je zřejmé především to, že při použití intenzifikátoru mletí ve vodném roztoku s nízkým obsahem sušiny, spadajícím do rozsahu podle vynálezu, dochází ve srovnání s vodným roztokem s vyšším obsahem intenzifikátoru mletí ležícím mimo rozsah podle vynálezu k výrazném zvýšení měrného povrchu mletého produktu, a to v podstatě při zachování výkonu mlýna. Kromě toho byla při postupu podle vynálezu zjištěna dokonalá stabilizace intenzifikačního účinku, což se projevilo ustálením mlecího okruhu a stabilizací dávkovaného množství slínku, tak i vratné krupice. Při úpravě viskosity kapalného intenzifikátoru/íaletí (snížení obsahu sušiny) byl nalezen méně komplikovaný způsob dávkování. Při vlástním procesu mletí potom dochází k vyššímu intenzifikačnímu účinku. Dále bylo zjištěno, že při způsobu mletí podle vynálezu nedochází k prudkému vymílání a semílání mlýna, pokud došlo k nerovnoměrnému dávkování kapalného intenzifikátoru mletí. Při způsobu mletí podle vynálezu, kdy byl kapalný intenzifikátor mletí nastřikován na vratnou krupici, docházelo k dokonalému rozptýlení intenzifikátoru mletí ve výsledném produktu (suché směsi). Při dávkování na vratnou krupici se odstraňuje vliv tahových poměrů na dávkování intenzifikátoru mletí (unášení intenzifikátoru po komoře mlýna). Při postupu podle vynálezu bylo dosaženo ustálených hodnot měrného povrchu namílaného cementu i při vyšších hodnotách měrného povrchu.

Příklad 2

Z cementu vyrobeného ve výrobním zařízení podle příkladu 1 byla vyrobena malta a beton. Z jednotlivých výrobních šarží byly připraveny malty z písku plynulé granulometrie (1 t 3) při vodním součiniteli w 0,32, Jako přísady byly použity: 1,5 % NagCO^ a 0,6 % Kortanu PM, vztaženo na hmotnost cementu. Obě přísady byly rozpuštěny v záměnové vodě. Počátek tuhnutí byl po 50 až 60 minutách. Po 24 hodinách hydratace dosáhly malty o ’ těchto pevností: u cementu s měrným povrchem 406 m /kg 34,4 MPa v tlaku a 5,5 MPa v tao hu za ohybu) u cementu s měrným povrchem 380 m /kg 30 MPa v tlaku a u cementu s měrným povrchem 350 m /kg 27 MPa v tlaku. Výrobní šarže cementu s měrným povrchem nad 450 ®7 /kg dosáhla pevnosti 42 MPa v tlaku po 24 hodinách. Pevnosti v tlaku po 28 dnech hydratace přesáhly hodnoty 50 až 55 MPa v tlaku u sledovaných výrobních šarží. Dále byl připraven beton o složení 1 (cement): 2,48 (frakce 0 až 8 mm): 2,52 (frakce 8 až 16 mm) při poměru vody ku cementu 0,27. Dávka cementu činila 510 kg/nP betonu. Při tomto pokusu byl použit cement s měrným povrchem 390 m²/kg. Tato směs měla zpracovatelnost asi 10 až 15 s VeBe a počátek tuhnutí více než 50 minut. Jako přísady byly rozpuštěny v záměsové vodě soda a Kortan PM v koncentracích upravených podle chemické analýzy písku a kameniva. Při přípravě betonu na běžném míeicím zařízení při okolní teplotě .3 °C byly betonové bloky umístěny na volném prostranství při teplotách -5 až +8 °C. Beton dosáhl pevnosti po 24 hodinách (kontrolní krychle 150x150x150 mm) 27 MPa a po 28 dnech 51 MPa v tlaku.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT' VYNÁLEZU

   1. Způsob mletí cementářského slínku nebo/a etrusky pro výrobu cementu s měrným povrp chem 240 až 580 m /kg, který je případně prostý sádrovce, v kontinuálním mlýnu, nebo na oběhové mlýnici s aleapoň jedním třídičem, za přídavku vodného roztoku syntetického sulfonovaného polyelektrólytu, zejména kyseliny dodecylbenzensulfonové nebo jejího derivátu nebo soli, nebo ve směsi s alkanolaminy, jako intenzifikátoru mletí do přípravného prostoru před mlýnem nebo/a do mlýna nebo/a na vratnou krupici, vyznačený tím, že ae syntetický sulfonovaný polyelektrolyt přidá k cementářakému slínku nebo/a strusce před mletím nebo/a v průběhu mletí nebo/a k vratné krupici ve formě vodného roztoku s obsahem sušiny 5 až 20 % hmotnosti.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se vodný roztok syntetického sulfonovaného polyelektrolytu přidává k vratné krupici, jejíž měrný povrch je roven alespoň 170 m²/kg.
3. 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že se při mletí zachovává konstantní hmotnostní poměr vratné krupice k hotovému produktu v rozmezí 2 : 1 až 8 : 1.