RU2101247C1

RU2101247C1 - Feedstock mixture for producing cement clinker

Info

Publication number: RU2101247C1
Application number: RU97101795A
Authority: RU
Inventors: В.Я. Островлянчик; Е.С. Островлянчик; Е.Н. Потапова; Н.Н. Простяков
Original assignee: Островлянчик Евгения Сергеевна
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: cement production. SUBSTANCE: proposed feedstock mixture comprises carbonate component, alumosilicate component, slags resulting from remelting aluminium, and composition-adjusting additive. Inventive novelty resides in fact that said composition-adjusting additive is iron-containing one. Said components are taken in following weight ratio, wt.%: alumosilicate component 9.8-22.0; slags resulting from remelting aluminium 0.4-6.5; iron-containing additive 0.1-5.0, carbonate component being balance. EFFECT: cement clinker thus- produced has enhanced hydration activity. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области производства цемента, а именно к сырьевым смесям для получения цементного клинкера,и может быть использовано в цементной промышленности. The invention relates to the field of cement production, namely to raw mixes for the production of cement clinker, and can be used in the cement industry.

Известны сырьевые смеси для получения цементного клинкера, включающие карбонатный, глинистый компоненты, корректирующие добавки и минерализатор [1]
Известна сырьевая смесь для получения цементного клинкера, включающая карбонатный, глинистый и железосодержащий компоненты и минерализующую добавку смесь галогенидов щелочных металлов с галогенидами щелочно-земельных или переходных металлов в соотношении соответственно 1:(0,5-2,5) при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси,мас.Known raw mixes for producing cement clinker, including carbonate, clay components, corrective additives and mineralizer [1]
A known raw material mixture for the production of cement clinker, including carbonate, clay and iron components and a mineralizing additive, a mixture of alkali metal halides with alkaline earth or transition metal halides in a ratio of 1: (0.5-2.5), respectively, in the following ratio of components of the raw material mixture wt.

Глинистый компонент 10-20
Железистый компонент 1-5
Минерализующая добавка 0,5-4,5
Карбонатный компонент Остальное [2]
Клинкер, полученный из такой сырьевой смеси, характеризуется невысокой прочностью.Clay component 10-20
Glandular component 1-5
Mineralizing additive 0.5-4.5
Carbonate component Else [2]
Clinker obtained from such a raw material mixture is characterized by low strength.

Наиболее близкой по составу к предлагаемому изобретению является сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера, включающая,мас.70-80 карбонатного, 10-14 глинистого компонентов, 1,5-3 корректирующей добавки, 2-7 отхода производства сахара, 1-5 шлака вторичной плавки алюминия и 1,5-5 побочного продукта производства лимонной кислоты [3]
Задача изобретения получение цементного клинкера повышенной гидратационной активности.The closest in composition to the present invention is a raw material mixture for producing Portland cement clinker, including, wt. 70-80 carbonate, 10-14 clay components, 1.5-3 corrective additives, 2-7 waste from sugar production, 1-5 secondary slag aluminum smelting and 1.5-5 by-product of citric acid production [3]
The objective of the invention is the production of cement clinker with increased hydration activity.

Задача решается за счет того, что сырьевая смесь для получения цементного клинкера, включающая карбонатный и алюмосиликатный компоненты, шлаки вторичной переплавки алюминия и корректирующую добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве корректирующей добавки железосодержащую добавку при следующих соотношениях компонентов, мас. The problem is solved due to the fact that the raw material mixture for producing cement clinker, including carbonate and aluminosilicate components, slags of secondary remelting aluminum and a correction additive, characterized in that it contains an iron-containing additive as a correction additive in the following ratios of components, wt.

Алюмосиликатный компонент 9,8 22,0
Шлаки вторичной переплавки алюминия 0,4- 6,5
Железосодержащая добавка 0,1 5,0
Карбонатный компонент Остальное
Шлаки вторичной переплавки алюминия имеют следующий состав, мас.Aluminosilicate component 9.8 22.0
Secondary remelting aluminum slags 0.4-6.5
Iron Additive 0.1 5.0
Carbonate component Else
Slags secondary remelting aluminum have the following composition, wt.

CaO 0,75 5,33
Al_мет 0,01 24,80
Al₂O₃ 29,10 58,15
Fe_мех 2,40 7,00
Fe₂O₃ 0,98 8,32
MgO 1,75 8,76
SO₃ 0,58 1,81
Na₂O 0,34 8,71
K₂O 0,22 14,80
Cr₂O₃ 0,01 0,15
TiO₂ 0,04 0,28
MoO 0,08 0,20
MnO 0,17 0,50
ZnO 0,43 0,80
SnO 0,02 0,03
PbO 0,01 0,03
CuO 0,43 0,80
P₂O₅ 0,02 0,05
Cl^- 0,22 13,54
Сажа 0,05 2,10
SiO₂ Остальное
В качестве карбонатного компонента могут использоваться мел и известняки, в качестве алюмосиликатного компонента глины, золы, а в качестве железосодержащего компонента пиритные огарки, аглодоменный шлам, обедненные железные руды, колошниковая пыль и отходы от производства феррованадия. Предлагаемая сырьевая смесь для получения цементного клинкера может быть использована при производстве как рядового портландцементного клинкера, так и клинкера для белого цемента.CaO 0.75 5.33
Al _meth 0.01 24.80
Al ₂ O ₃ 29.10 58.15
Fe _fur 2.40 7.00
Fe ₂ O ₃ 0.98 8.32
MgO 1.75 8.76
SO ₃ 0.58 1.81
Na ₂ O 0.34 8.71
K ₂ O 0.22 14.80
Cr ₂ O ₃ 0.01 0.15
TiO ₂ 0.04 0.28
MoO 0.08 0.20
MnO 0.17 0.50
ZnO 0.43 0.80
SnO 0.02 0.03
PbO 0.01 0.03
CuO 0.43 0.80
P ₂ O ₅ 0.02 0.05
Cl ^- 0.22 13.54
Soot 0.05 2.10
SiO ₂ Else
Chalk and limestones can be used as a carbonate component, clay and ash as an aluminosilicate component, and pyrite cinders, sintering sludge, depleted iron ores, blast furnace dust and waste from the production of ferrovanadium as an iron-containing component. The proposed raw material mixture for producing cement clinker can be used in the production of both ordinary Portland cement clinker and clinker for white cement.

Применение в составе сырьевой смеси для получения цементного клинкера шлаков вторичной переплавки алюминия в количестве 0,4-6,5 мас. не известно. The use in the composition of the raw material mixture to obtain a cement clinker slag secondary aluminum remelting in the amount of 0.4-6.5 wt. not known.

При введении в сырьевую смесь для получения цементного клинкера шлаков вторичной переплавки алюминия в количестве менее 0,4 мас. (пример 1, табл.) не происходит интенсификации процессов минерале- и клинкерообразования. Для получения качественного клинкера необходимо увеличивать температуру обжига, что ведет к перерасходу топливно-энергетических ресурсов. When introduced into the raw material mixture to obtain a cement clinker slag secondary remelting of aluminum in an amount of less than 0.4 wt. (Example 1, tab.) There is no intensification of the processes of mineral and clinker formation. To obtain a high-quality clinker, it is necessary to increase the firing temperature, which leads to an excessive consumption of fuel and energy resources.

Если же в сырьевую смесь для получения цементного клинкера ввести более 6,5 мас. шлаков вторичной переплавки алюминия (пример 2,табл.), то в сырьевой смеси при обжиге возможно появление макроликвирующих расплавов. Процессы минералообразования замедляются, наблюдается клинкерное пыление. Ухудшение аэродинамического режима работы печей приводит к снижению гидратационной активности клинкера. If in the raw mix to obtain a cement clinker enter more than 6.5 wt. slag secondary remelting of aluminum (example 2, table.), then in the raw mix during roasting may occur macroliquid melts. Mineralization processes are slowing down, clinker dusting is observed. The deterioration of the aerodynamic mode of operation of the furnaces leads to a decrease in the hydration activity of clinker.

Описание примеров. Description of examples.

Сырьевые смеси для получения цементного клинкера готовят из карбонатного, алюмосиликатного, железосодержащего компонентов и шлаков вторичной переплавки алюминия, взятых в соответствующих количествах (таблица). Сырьевые материалы и шлак помещают в шаровую лабораторную мельницу, добавляют воду и измельчают в течение 6 ч. Raw mixtures for the production of cement clinker are prepared from carbonate, aluminosilicate, iron-containing components and slags of secondary remelting of aluminum, taken in appropriate quantities (table). Raw materials and slag are placed in a laboratory ball mill, water is added and ground for 6 hours.

После сушки шлама при 90-100^oC до остаточной влажности 5% сырьевую смесь брикетируют при удельном давлении 40 МПа и подвергают предварительной термообработке при 900^oC в течение 1 ч с целью полного разложения карбонатных составляющих. Полученные таким образом образцы обжигают при 1400^oC с изотермической выдержкой 20, 40 и 60 мин. Охлаждение спеков на воздухе быстрое. Скорость реакций минералообразования определяют по остаточному содержанию свободного оксида кальция, определенному этилоглицератным методом. Вязкость клинкерного расплава измеряют ротационным электровискозиметром ЭВИ-70ПМ, а количество ликвирующей фазы - петрографическим методом анализа.After drying the sludge at 90-100 ^o C to a residual moisture content of 5%, the raw material mixture is briquetted at a specific pressure of 40 MPa and subjected to preliminary heat treatment at 900 ^o C for 1 h in order to completely decompose the carbonate components. The samples thus obtained are fired at 1400 ^° C. with an isothermal exposure of 20, 40 and 60 minutes. The cooling of the cakes in the air is fast. The rate of mineral formation reactions is determined by the residual content of free calcium oxide, determined by the ethyloglycerate method. The viscosity of the clinker melt is measured with an EVI-70PM rotational electro viscometer, and the amount of liquor phase is measured by the petrographic method of analysis.

Результаты исследований приведены в таблице. The research results are shown in the table.

Образцы клинкера, полученные обжигом сырьевых шихт при 1400^oC с изотермической выдержкой 40 мин, размалывают в шаровой двухкамерной лабораторной мельнице с добавкой 5 мас. гипса до удельной поверхности 300 м²/кг и формуют образцы-балочки 4х4х16 см, приготовленные из цементно-песчаного раствора состава 1:3 по ГОСТ 10178-85. Физико-механические свойства клинкеров и цементов представлены в таблице.Clinker samples obtained by firing raw materials at 1400 ^o C with isothermal exposure for 40 minutes, grind in a ball two-chamber laboratory mill with the addition of 5 wt. gypsum to a specific surface of 300 m ² / kg and molded samples-beams 4x4x16 cm, prepared from a cement-sand mortar composition 1: 3 according to GOST 10178-85. Physico-mechanical properties of clinkers and cements are presented in the table.

Таким образом, при введении в сырьевую смесь для получения цементного клинкера 0,4-6,5 мас. шлаков вторичной переплавки алюминия (примеры 3-5,табл.) интенсифицируются процессы минералообразования. Это выражается в уменьшении на 3,6-4,5% количества макроликвирующей фазы, снижении на 0,02-0,04 Па•с вязкости клинкерного расплава. Увеличение на 2-3 порядка концентрации точечных дефектов обусловливают повышение на 8-10 МПа марочной прочности цементов. Thus, when introduced into the raw material mixture to obtain a cement clinker of 0.4-6.5 wt. slag secondary remelting of aluminum (examples 3-5, table.) intensifies the processes of mineral formation. This is expressed in a decrease of 3.6–4.5% of the amount of macroliquid phase, a decrease of 0.02–0.04 Pa • from the viscosity of the clinker melt. An increase by 2-3 orders of magnitude of the concentration of point defects is responsible for an increase of the cement strength by 8-10 MPa.

Claims

The raw material mixture for the production of cement clinker, including carbonate and aluminosilicate components, slags of secondary remelting of aluminum and a correction additive, characterized in that it contains an iron-containing additive as a correction additive in the following ratios of components, wt.

Aluminosilicate component 9.8 22.0
Secondary smelting slag of aluminum 0.4 6.5
Iron Additive 0.1 5.0
Carbonate component Else4