RU2470880C2 - Method of producing cement - Google Patents

Method of producing cement Download PDF

Info

Publication number
RU2470880C2
RU2470880C2 RU2010146939/03A RU2010146939A RU2470880C2 RU 2470880 C2 RU2470880 C2 RU 2470880C2 RU 2010146939/03 A RU2010146939/03 A RU 2010146939/03A RU 2010146939 A RU2010146939 A RU 2010146939A RU 2470880 C2 RU2470880 C2 RU 2470880C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cement
firing
cao
sio
raw material
Prior art date
Application number
RU2010146939/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010146939A (en
Inventor
Михаил Аркадьевич Михеенков
Леонид Иванович Полянский
Андрей Владиславович Ветошкин
Михаил Владимирович Кобелев
Original Assignee
Михаил Аркадьевич Михеенков
Леонид Иванович Полянский
Андрей Владиславович Ветошкин
Михаил Владимирович Кобелев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Аркадьевич Михеенков, Леонид Иванович Полянский, Андрей Владиславович Ветошкин, Михаил Владимирович Кобелев filed Critical Михаил Аркадьевич Михеенков
Priority to RU2010146939/03A priority Critical patent/RU2470880C2/en
Publication of RU2010146939A publication Critical patent/RU2010146939A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2470880C2 publication Critical patent/RU2470880C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the technology of producing water cement used in construction products. In the method of producing cement, involving grinding raw components, mixing, moistening the mixture, briquetting under pressure and then firing the obtained briquettes with size of not less than 20 mm, cement - calcium sulphoaluminate of the following composition in wt % is obtained: CaO 37.9, SiO2 0.96, Al2O3 47.3, Fe2O3 1.7, SO3 12.0, or the chemical composition, wt %: CaO 37.4, SiO2 0.99, Al2O3 48.4, Fe2O3 0.15, SO3 12.6, MgO 0.46, or portland cement with the following chemical composition, wt %: CaO 66.84, SiO2 22.07, Al2O3 6.05, Fe2O3 3.55, MgO 1.07, SO3 0.42, wherein components are mixed first and then dried and ground; moistening is carried out to 13%, briquetting is carried out under pressure of 100-300 MPa, and firing is carried out at temperature of 800-1300°C.
EFFECT: wider raw material base and range of obtained cement, low power consumption of the process and mass loss when producing cement.
3 ex, 8 tbl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технологии производства гидравлических цементов, используемых в составе строительных изделий.The invention relates to a technology for the production of hydraulic cements used in construction products.

Известен способ получения цемента, так называемый мокрый способ (Бутт Ю.М. Технология цемента и других вяжущих материалов / Ю.М.Бутт // М.: Стройиздат, 1964 г.) [1], включающий измельчение и смешивание сырьевых материалов, подачу образовавшегося шлама в обжиговую печь, обжиг до клинкера и совместный помол клинкера с технологическими добавками. Недостатком известного способа являются значительные энергозатраты вследствие высокой влажности шлама (32-45%), поступающего в обжиговую печь.A known method of producing cement, the so-called wet method (Butt Yu.M. Technology of cement and other binders / Yu.M. Butt // M .: Stroyizdat, 1964) [1], including grinding and mixing of raw materials, supply sludge formed in the kiln, firing to clinker and joint grinding of clinker with technological additives. The disadvantage of this method is the significant energy consumption due to the high humidity of the sludge (32-45%) entering the kiln.

Известен способ получения цемента (Тейлор X. Химия цемента/ X.Тейлор // М.: Мир, 1996 г.) [2], включающий сушку сырьевых компонентов, их совместный помол, гомогенизацию, кальцинацию, обжиг сырьевой смеси и ее помол с технологическими добавками, который условно можно назвать сухим способом. По сравнению с мокрым способом [1] известный сухой способ [2] характеризуется сокращением энергозатрат на производство цемента в связи с более низкой влажностью сырьевой смеси, поступающей на обжиг (максимальное значение 8-12%). По данным X.Тейлора [2], суммарная потребность тепла на получение клинкера по мокрому способу составляет 5699 кДж/кг, а по сухому - 3306 кДж/кг. Недостатком сухого способа является осуществление технологических операций с сырьевыми материалами в сухом пылевидном состоянии, что приводит к значительному уносу пыли. В редких случаях, при наличии мягких сырьевых пород используется грануляция сырьевой смеси, однако влажность смеси в этом случае поднимается до 20-25% и энергетические преимущества сухого способа по сравнению с мокрым уменьшаются.A known method of producing cement (Taylor X. Chemistry of cement / X. Taylor // M .: Mir, 1996) [2], including drying the raw materials, their joint grinding, homogenization, calcination, roasting the raw mix and grinding with technological additives, which can conditionally be called the dry method. Compared to the wet method [1], the known dry method [2] is characterized by a reduction in energy consumption for cement production due to the lower moisture content of the raw material mixture supplied for firing (maximum value 8-12%). According to X. Taylor [2], the total heat demand for clinker production by wet method is 5699 kJ / kg, and by dry method - 3306 kJ / kg. The disadvantage of the dry method is the implementation of technological operations with raw materials in a dry pulverized state, which leads to significant entrainment of dust. In rare cases, in the presence of soft raw material, granulation of the raw material mixture is used, however, the humidity of the mixture in this case rises to 20-25% and the energy advantages of the dry method compared to wet are reduced.

Известен способ получения глиноземистого цемента (Патент РФ №2353596, опубл. 27.04.2009 г.) [3], включающий измельчение известкового и алюминатного компонентов, их дозировку, введение добавки глиноземистого цемента, перемешивание, увлажнение, брикетирование под давлением не менее 15 МПа с размером брикетов не более 60 мм, с последующим обжигом полученных брикетов при температуре 1200-1250°С и тонкий помол продуктов обжига. При реализации способа возможно введение в сырьевую смесь 1-3% тонкоизмельченного, короткопламенного твердого топлива, например нефтекокса, и 1-2% пластификатора и продукт обжига размалывают до размера частиц не более 50 мкм в присутствии пластификатора и добавки глинозема.A known method of producing alumina cement (RF Patent No. 2353596, publ. 04/27/2009) [3], including grinding lime and aluminate components, their dosage, the addition of alumina cement, mixing, moistening, briquetting under a pressure of at least 15 MPa s the size of the briquettes is not more than 60 mm, followed by firing of the obtained briquettes at a temperature of 1200-1250 ° C and fine grinding of firing products. When implementing the method, it is possible to introduce 1-3% finely ground, short-flame solid fuels, such as petroleum coke, and 1-2% plasticizer and the calcining product into a raw material mixture to a particle size of not more than 50 microns in the presence of a plasticizer and an additive of alumina.

Известный способ [3] имеет преимущества по сравнению как с сухим [1], так и с мокрым [2] способами производства цемента за счет использования брикетирования, снижающего пылеунос и энергозатраты на обжиг в связи с невысокой влажностью брикетов 13-17%, однако способ включает обжиг чрезмерно увлажненной сырьевой смеси. Для удаления излишней влаги требуются дополнительные энергозатраты при обжиге. Чрезмерно увлажненная сырьевая смесь также плохо прессуется, поскольку избыточная вода, являясь несжимаемой жидкостью, препятствует при прессовании сжимаемости брикетов.The known method [3] has advantages in comparison with both dry [1] and wet [2] cement production methods by using briquetting, which reduces dust removal and energy consumption for firing due to the low humidity of briquettes 13-17%, however, the method involves firing an excessively wet raw mixture. To remove excess moisture, additional energy is required during firing. An excessively moistened raw material mixture is also poorly pressed, since excess water, being an incompressible liquid, interferes with the compressibility of briquettes when pressing.

Кроме того, известный способ [3] предполагает прессование сырьевой смеси при давлении не менее 15 МПа без указания верхнего предела величины давления. Однако наши исследования показали, что прессование при давлении выше 300 МПа не обеспечивает дополнительных преимуществ при обжиге смеси (снижение температуры обжига), поскольку уже при давлении прессования в 150 МПа у большинства сырьевых смесей средняя плотность приближается к истинной, и дальнейшее увеличение давления прессования приводит только к снижению надежности оборудования и дополнительному увеличению энергозатрат на прессование. Проведенные исследования показали также, что при увеличении давления прессования до 300 МПа температура обжига некоторых сырьевых смесей для получения цемента может быть снижена до 800°С, а верхний предел не должен превышать 1300°С, т.к. при нагреве сырьевых брикетов выше этой температуры происходит расплавление сырьевой смеси.In addition, the known method [3] involves pressing the raw material mixture at a pressure of at least 15 MPa without specifying an upper limit on the pressure value. However, our studies have shown that pressing at pressures above 300 MPa does not provide additional advantages for firing the mixture (lowering the firing temperature), since even at pressing pressures of 150 MPa, for most raw material mixtures, the average density approaches true, and a further increase in pressing pressure only leads to to reduce the reliability of equipment and an additional increase in energy consumption for pressing. Studies have also shown that when the pressing pressure is increased to 300 MPa, the firing temperature of some raw mixes to obtain cement can be reduced to 800 ° C, and the upper limit should not exceed 1300 ° C, because when raw briquettes are heated above this temperature, the raw mix is melted.

Задача настоящего изобретения заключается в расширении технологических возможностей способа получения гидравлических цементов из брикетированного сырья за счет расширения сырьевой базы и номенклатуры получаемых цементов, а также в снижении энергоемкости процесса и массопотерь в производстве цементов.The objective of the present invention is to expand the technological capabilities of the method of producing hydraulic cements from briquetted raw materials by expanding the raw material base and the range of cements obtained, as well as to reduce the energy consumption of the process and mass loss in the production of cements.

Для решения поставленной задачи способ получения цементов включает измельчение сырьевых компонентов, смешение, увлажнение смеси, брикетирование под давлением с последующим обжигом полученных брикетов размером не менее 20 мм, получают цемент - сульфоалюминат кальция химического состава, мас.%: СаО 37,9, SiO2 0,96, Al2O3 47,3, Fe2O3 1,7, SO3 12,0, или химического состава, мас.%: СаО 37,4, SiO2 0,99, Al2O3 48,4, Fe2O3 0,15, SO3 12,6, MgO 0,46, или портландцемент химического состава, мас.%: СаО 66,84, SiO2 22,07, Al2O3 6,05, Fe2O3 3,55, MgO 1,07, SO3 0,42, при этом сначала осуществляют смешение компонентов, затем сушку и измельчение, увлажнение осуществляют до 13%, брикетирование производят при давлении прессования 100-300 МПа, а обжиг брикетированной смеси осуществляют при температуре 800-1300°С.To solve this problem, the method of producing cements includes grinding raw materials, mixing, moistening the mixture, briquetting under pressure, followed by firing the obtained briquettes with a size of at least 20 mm, receive cement - calcium sulfoaluminate of chemical composition, wt.%: CaO 37.9, SiO 2 0.96, Al 2 O 3 47.3, Fe 2 O 3 1.7, SO 3 12.0, or chemical composition, wt.%: CaO 37.4, SiO 2 0.99, Al 2 O 3 48 4, Fe 2 O 3 0.15, SO 3 12.6, MgO 0.46, or Portland cement of chemical composition, wt.%: CaO 66.84, SiO 2 22.07, Al 2 O 3 6.05, Fe 2 O 3, 3,55, MgO 1,07, SO 3 0.42 by first mixing the components is performed, ATEM drying and grinding, humidification is carried out up to 13%, briquetting is performed at a compaction pressure of 100-300 MPa and briquetted mixture of baking is performed at a temperature of 800-1300 ° C.

При изучении влияния прессования на синтез сульфатированных клин-керобразующих минералов состава

Figure 00000001
установлено, что прессование сырьевой смеси при давлениях от 100 до 300 МПа, позволяет снизить температуру обжига сырьевой смеси при получении сульфатированных цементов на 50-150°С, а оптимальной для прессования этого вида сырья является влажность брикета 5-7%. Установлено также, что практически для всех прессованных сырьевых смесей при обжиге выше 1300°С наблюдается расплавление брикетов, а в зависимости от состава сырьевой смеси, возможно получение хорошего цемента при температуре обжига всего 800°С. Размер брикета в заявленном способе меньший, чем 20 мм, создает дополнительное сопротивление потоку горячего газа, идущего на обжиг сырьевой смеси, снижая эффективность тепломассопереноса, при этом верхний предел влажности брикета (13%) выбран из условий препятствия излишней влаги прессованию и исключения энергозатрат на удаление дополнительной влаги.In studying the effect of pressing on the synthesis of sulfated wedge-forming minerals of composition
Figure 00000001
it was found that pressing the raw material mixture at pressures from 100 to 300 MPa allows to reduce the firing temperature of the raw material mixture when receiving sulfated cements by 50-150 ° C, and the briquette moisture content of 5-7% is optimal for pressing this type of raw material. It was also established that for almost all pressed raw mixes when firing above 1300 ° C, briquettes melt, and depending on the composition of the raw mix, it is possible to obtain good cement at a firing temperature of only 800 ° C. The briquette size in the inventive method is smaller than 20 mm, which creates additional resistance to the flow of hot gas going to the firing of the raw material mixture, reducing the heat and mass transfer efficiency, while the upper limit of the briquette moisture (13%) is selected from the conditions of preventing excessive moisture from pressing and excluding energy consumption for removal extra moisture.

Таким образом, новый технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в эффективности тепломассопереноса при обжиге сырьевой смеси, исключении энергозатрат на удаление дополнительной влаги в процессе прессования брикетов, снижении температуры обжига сырьевой смеси.Thus, the new technical result achieved by the claimed method lies in the efficiency of heat and mass transfer during firing of the raw material mixture, eliminating energy consumption for removing additional moisture during briquette pressing, lowering the temperature of firing the raw material mixture.

Заявленный способ иллюстрируется следующими примерами.The claimed method is illustrated by the following examples.

Пример 1. Цемент получали в процессе синтеза сульфоалюмината кальция. В качестве сырья использовали технический глинозем, фосфогипс ОАО «Воскресенские минудобрения» и гидроксид кальция. Состав сырьевой смеси для приготовления сульфоалюмината кальция вычислялся по алюминатному Am и сульфатному

Figure 00000002
модулямExample 1. Cement was obtained during the synthesis of calcium sulfoaluminate. Technical alumina, phosphogypsum of Voskresensk Mineral Fertilizers OJSC and calcium hydroxide were used as raw materials. The composition of the feed mixture for the preparation of calcium sulfoaluminate was calculated from aluminate Am and sulfate
Figure 00000002
modules

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Расчетный состав сырьевой смеси Са(ОН)2 - 38,0%, Al2O3 - 40,3%, фосфогипс - 21,7%. Химический состав сырьевой смеси и клинкера в масс.% приведен в таблице 1.The estimated composition of the raw mixture of Ca (OH) 2 is 38.0%, Al 2 O 3 is 40.3%, phosphogypsum is 21.7%. The chemical composition of the raw mix and clinker in wt.% Are shown in table 1.

Сырьевую смесь готовили по расчетным модульным характеристикам и смешивали при естественной влажности. После смешения сырьевая смесь подсушивалась, подвергалась помолу и в нее при перемешивании вводилась вода до оптимального для прессования значения - 5-7%. После подготовки сырьевая смесь подвергалась прессованию при давлениях 0, 100, 200 и 300 МПа. Обжиг прессованной сырьевой смеси осуществляли при температурах 700, 900, 1100 и 1300°С. Полученные образцы исследовали методами рентгенофазового анализа. Рентгенофазовый анализ проводили на приборе ДРОН-3. Полностью синтезированные минералы измельчали до остатка на сите 008 не более 5%. Полученное подобным образом вяжущее затворяли водой при в/ц 0,4 и помещали в формы 2×2×2. После суточного твердения образцы вынимали и погружали в воду. Прочность при сжатии определяли через 1, 3, 7, 14 и 28 суток твердения. Результаты рентгенофазового анализа синтеза сульфоалюмината кальция представлены на рис.1.The raw material mixture was prepared according to the calculated modular characteristics and mixed at natural humidity. After mixing, the raw material mixture was dried, subjected to grinding and water was introduced into it with stirring to the optimum value for pressing - 5-7%. After preparation, the raw material mixture was pressed at pressures of 0, 100, 200 and 300 MPa. The pressing of the raw mixture was carried out at temperatures of 700, 900, 1100 and 1300 ° C. The resulting samples were studied by x-ray phase analysis. X-ray phase analysis was performed on a DRON-3 device. Fully synthesized minerals were crushed to a residue on sieve 008 no more than 5%. The binder obtained in this way was closed with water at a weight of 0.4 and placed in a 2 × 2 × 2 mold. After daily hardening, the samples were removed and immersed in water. The compressive strength was determined after 1, 3, 7, 14 and 28 days of hardening. The results of an x-ray phase analysis of the synthesis of calcium sulfoaluminate are presented in Fig. 1.

На приведенных на рис.1 рентгенограммах видно, что с увеличением давления прессования интенсивность рентгеновских пиков синтезируемого минерала возрастает. При температуре обжига 1300°С брикеты частично оплавились, при этом наблюдалось падение физико-механических свойств цемента. На рис.2 представлены изолинии дифракционного максимума сульфоалюмината кальция с d=3,72 Å в зависимости от давления прессования и температуры обжига сырьевой смеси.In the X-ray diffraction patterns shown in Fig. 1, it can be seen that as the pressing pressure increases, the intensity of the X-ray peaks of the synthesized mineral increases. At a firing temperature of 1300 ° C, the briquettes were partially melted, and a decrease in the physicomechanical properties of cement was observed. Figure 2 shows the contours of the diffraction maximum of calcium sulfoaluminate with d = 3.72 Å depending on the pressing pressure and the firing temperature of the raw material mixture.

Результаты обработки экспериментальных данных свидетельствуют, что без прессования зародыши новой фазы (интенсивность более 100 ед.) фиксируются при температуре 1050°С, а при прессовании сырьевой смеси при давлении 300 МПа уже при температуре 900°С.The results of processing the experimental data indicate that, without pressing, the nuclei of a new phase (intensity of more than 100 units) are fixed at a temperature of 1050 ° С, and when pressing a raw mixture at a pressure of 300 MPa already at a temperature of 900 ° С.

Для определения физико-механических свойств сульфоалюмината кальция сырьевая смесь расчетного состава прессовалась при давлении 200 МПа и обжигалась при оптимальной температуре 1200°С. Кинетика набора прочности сульфоалюмината кальция, синтезированного при 1200°С, представлена в таблице 2.To determine the physicomechanical properties of calcium sulfoaluminate, the raw material mixture of the calculated composition was pressed at a pressure of 200 MPa and fired at an optimum temperature of 1200 ° C. The kinetics of the set strength of calcium sulfoaluminate synthesized at 1200 ° C are presented in table 2.

Пример 2. Для синтеза портландцемента использовали известняк, глину и пиритовые огарки. Модульные характеристики синтезируемого цемента составляли КН=0,9; n=2,3 и р=1,7. Химический состав сырьевой смеси и клинкера в масс.% приведен в таблице 3.Example 2. For the synthesis of Portland cement used limestone, clay and pyrite cinder. The modular characteristics of the synthesized cement were KN = 0.9; n = 2.3 and p = 1.7. The chemical composition of the raw mix and clinker in wt.% Are shown in table 3.

Приготовленная в соответствии с расчетными данными сырьевая смесь подсушивалась до постоянной массы и подвергалась совместному помолу в шаровой мельнице. После помола сырьевая смесь увлажнялась до влажности 5-7% и подвергалась прессованию при давлениях 0, 100, 200 и 300 МПа. Обжиг прессованной сырьевой смеси осуществляли при температурах 1200, 1250, 1300, 1350 и 1400°С. В полученных подобным образом образцах сахаратно-глицератным способом определяли содержание свободной извести. Физико-механические свойства у синтезированного подобным образом цемента определялись, как у сульфоалюминатных цементов, при этом был выбран состав, прессованный при давлении 300 МПа, с температурой обжига 1300°С. На рис.3 представлены изолинии равного содержания в образцах свободной извести в зависимости от давления прессования и температуры обжига.The raw material mixture prepared in accordance with the calculated data was dried to constant mass and subjected to joint grinding in a ball mill. After grinding, the raw mixture was moistened to a moisture content of 5-7% and was pressed at pressures of 0, 100, 200 and 300 MPa. Pressed raw material mixture was fired at temperatures of 1200, 1250, 1300, 1350 and 1400 ° C. In similarly obtained samples, the content of free lime was determined by the sugar-glycerate method. The physicomechanical properties of the cement synthesized in a similar way were determined as for sulfoaluminate cements, and a composition pressed at a pressure of 300 MPa with a firing temperature of 1300 ° C was chosen. Figure 3 shows contours of equal content in the samples of free lime depending on the pressing pressure and firing temperature.

Приведенные данные свидетельствуют, что содержание свободной извести в исследованных пробах менее 5% достигается у проб, прессованных при давлении 300 МПа при температуре обжига около 1275°С, при этом для достижения такого значения содержания свободной извести в непрессованных пробах их следует обжигать, как обычный портландцемент при температуре более 1400°С.The data presented indicate that the content of free lime in the studied samples of less than 5% is achieved in samples pressed at a pressure of 300 MPa at a firing temperature of about 1275 ° C, and to achieve such a value for the content of free lime in unpressed samples, they should be fired like ordinary Portland cement at a temperature of more than 1400 ° C.

Кинетика набора прочности синтезированного при 1300°С портландцемента представлена в таблице 4.The kinetics of the set strength of Portland cement synthesized at 1300 ° C is presented in table 4.

Пример 3. Производили синтез сульфоалюмината кальция с модульными характеристиками, приведенными в примере 1. В качестве сырьевых компонентов использовали оксид кальция (аспирационная металлургическая известь) с активностью 98,9%, прокаленный при температуре 600°С, технический глинозем и ангидрит на основе фосфогипса, полученный при обжиге фосфогипса при 600°С. Химический состав исходных компонентов и клинкера в масс.% представлен в таблице 5.Example 3. Calcium sulfoaluminate was synthesized with the modular characteristics shown in Example 1. Calcium oxide (aspiration metallurgical lime) with an activity of 98.9%, calcined at a temperature of 600 ° C, technical alumina and phosphogypsum anhydrite was used as raw materials obtained by firing phosphogypsum at 600 ° C. The chemical composition of the starting components and clinker in wt.% Are presented in table 5.

Сырьевую смесь готовили по расчетным модульным характеристикам и смешивали в сухом состоянии. После смешения сырьевая смесь подвергалась совместному помолу до остатка на сите 008 не более 15%. После подготовки сырьевая смесь подвергалась сухому прессованию при давлениях 0, 100, 200 и 300 МПа. Обжиг прессованной сырьевой смеси осуществляли при температурах 700, 800, 900 и 1000°С. После обжига выяснилось, что прессованные образцы, прокаленные при температуре 1000°С, расплавились, поэтому на рентгенофазовый анализ отдавались только пробы, прокаленные при температурах от 700 до 900°С. Полученные образцы исследовали методами рентгенофазового анализа. Рентгенофазовый анализ проводили на приборе ДРОН-3.The raw material mixture was prepared according to the calculated modular characteristics and mixed in a dry state. After mixing, the raw material mixture was subjected to joint grinding to a residue of sieve 008 of not more than 15%. After preparation, the raw material mixture was dry pressed at pressures of 0, 100, 200 and 300 MPa. The pressing of the raw mixture was carried out at temperatures of 700, 800, 900 and 1000 ° C. After firing, it turned out that the pressed samples calcined at a temperature of 1000 ° C melted, so only samples calcined at temperatures from 700 to 900 ° C were given for X-ray phase analysis. The resulting samples were studied by x-ray phase analysis. X-ray phase analysis was performed on a DRON-3 device.

На рис.4 представлены изолинии дифракционного максимума сульфоалюмината кальция с d=3,72 Å в зависимости от давления прессования и температуры обжига сырьевой смеси.Figure 4 shows the contours of the diffraction maximum of calcium sulfoaluminate with d = 3.72 Å depending on the pressing pressure and the firing temperature of the raw material mixture.

Результаты обработки экспериментальных данных свидетельствуют, что максимальная интенсивность дифракционного максимума с d=3,72 Å, равная абсолютной интенсивности в 450 ед., достигается у смеси, прессованной при 300 МПа при температуре обжига приблизительно 840-850°С.The results of processing the experimental data indicate that the maximum intensity of the diffraction maximum with d = 3.72 Å, equal to the absolute intensity of 450 units, is achieved in a mixture pressed at 300 MPa at a firing temperature of approximately 840-850 ° C.

Синтезированные подобным образом минералы измельчали до остатка на сите 008 не более 5%. Полученное вяжущее затворяли водой при в/ц 0,4 и помещали в формы 2×2×2. После суточного твердения образцы вынимали и погружали в воду. Прочность при сжатии определяли через 1, 3, 7, 14 и 28 суток твердения.The minerals synthesized in this way were crushed to a residue on sieve 008 of not more than 5%. The resulting binder was closed with water at a w / w 0.4 and placed in a 2 × 2 × 2 mold. After daily hardening, the samples were removed and immersed in water. The compressive strength was determined after 1, 3, 7, 14 and 28 days of hardening.

Кинетика набора прочности сульфоалюмината кальция, синтезированного при 850°С, представлена в таблице 6.The kinetics of the strength set of calcium sulfoaluminate synthesized at 850 ° C are presented in table 6.

Результаты испытаний, приведенные в примерах 1-3, свидетельствуют, что, используя карбонатные, глинистые, железистые и сульфатные компоненты сырьевой смеси, заявленным способом можно синтезировать цементы различного минералогического состава. Ниже приведены таблицы 7 и 8, содержащие параметры сравнительных испытаний и физико-механические свойства испытанных образцов соответственно.The test results shown in examples 1-3, indicate that using carbonate, clay, ferrous and sulfate components of the raw material mixture, the inventive method can be used to synthesize cements of various mineralogical composition. Tables 7 and 8 below contain the parameters of comparative tests and the physicomechanical properties of the tested samples, respectively.

В соответствии с требованиями ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия» синтезированным в условиях испытаний цементам можно присвоить марки:In accordance with the requirements of GOST 31108-2003 "Cement for general construction. Technical conditions ”the synthesized in the test conditions cements can be assigned the following grades:

Пример 1 - ЦЕМ 1 52,5Б, ГОСТ 31108-2003; Пример 2 - ЦЕМ 1 42,5Н, ГОСТ 31108-2003; Пример 3 - ЦЕМ 1 42,5Н, ГОСТ 31108-2003.Example 1 - CEM 1 52.5B, GOST 31108-2003; Example 2 - CEM 1 42.5N, GOST 31108-2003; Example 3 - CEM 1 42.5N, GOST 31108-2003.

Следует отметить, что цемент из примера 1 и цемент из примера 3 не отвечают требованиям ГОСТ по срокам схватывания, поэтому для данных цементов следует разработать свою нормативную базу.It should be noted that the cement from example 1 and the cement from example 3 do not meet the requirements of GOST in terms of setting, therefore, for these cements, you should develop your own regulatory framework.

Таким образом, по отношению к прототипу заявленный способ характеризуется более широкими технологическими возможностями получения гидравлических цементов из брикетированного сырья, включая расширение номенклатуры получаемых цементов, а также снижением энергоемкости процесса и массопотерь в производстве.Thus, in relation to the prototype of the claimed method is characterized by wider technological capabilities for producing hydraulic cements from briquetted raw materials, including expanding the range of cements obtained, as well as reducing the energy intensity of the process and mass loss in production.

Таблица 1Table 1 Химический состав сырьевой смеси и клинкера, масс.%The chemical composition of the raw mix and clinker, wt.% КомпонентComponent СаОCaO SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 SO3 SO 3 MgOMgO Δmпрк.Δm PPH. Гидроксид кальция на основе металлургической известиMetallic Lime Calcium Hydroxide 54,054.0 0,010.01 0,020.02 0,030,03 00 00 45,545.5 Технический глиноземTechnical Alumina 0,30.3 0,20.2 85,085.0 0,10.1 00 00 6,06.0 ФосфогипсPhosphogypsum 32,0232.02 2,82,8 0,450.45 0,240.24 40,1540.15 00 22,5622.56 КлинкерClinker 37,937.9 0,960.96 47,347.3 1,71.7 12,012.0 00 00

Таблица 2table 2 Кинетика набора прочности сульфоалюмината кальция, синтезированного при 1200°СKinetics of Strength Calcium Sulfoaluminate Synthesized at 1200 ° C Наименование материалаName of material Прочность при сжатии, МПа, через днейCompressive Strength, MPa, in days 00 1one 33 77 14fourteen 2828 Сульфоалюминат кальцияCalcium Sulfoaluminate 00 16,616.6 30,930.9 41,9741.97 5151 60,160.1

Таблица 3Table 3 Химический состав сырьевой смеси и клинкера, масс.%The chemical composition of the raw mix and clinker, wt.% Сырьевой материалRaw material СаОCaO SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 MgOMgO SO3 SO 3 Δmпрк.Δm PPH. ИзвестнякLimestone 52,8952.89 1,381.38 1,551.55 0,350.35 0,460.46 0,190.19 43,1843.18 ГлинаClay 2,692.69 73,6873.68 15,0215.02 3,693.69 1,81.8 0,310.31 2,812.81 Пиритовые огаркиPyrite cinder 2,882.88 13,7413.74 1,531,53 76,9576.95 0,320.32 3,783.78 0,80.8 КлинкерClinker 66,8466.84 22,0722.07 6,056.05 3,553,55 1,071,07 0,420.42 --

Таблица 4Table 4 Кинетика набора прочности портландцемента, синтезированного при 1300°СKinetics of Portland Cement Strength Synthesized at 1300 ° C Наименование материалаName of material Прочность при сжатии, МПа, через днейCompressive Strength, MPa, in days 00 1one 33 77 14fourteen 2828 ПортландцементPortland cement 00 2,92.9 17,4717.47 30,9530.95 41,941.9 53,153.1

Таблица 5Table 5 Химический состав сырьевой смеси и клинкера, масс.%The chemical composition of the raw mix and clinker, wt.% КомпонентComponent СаОCaO SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 SO3 SO 3 MgOMgO Δmпрк.Δm PPH. Оксид кальцияCalcium oxide 98,998.9 0,0180.018 0,0370,037 0,0550,055 00 00 00 Технический глиноземTechnical Alumina 0,350.35 0,2340.234 99,399.3 0,1170.117 00 00 00 АнгидритAnhydrite 41,541.5 3,633.63 0,5830.583 0,3110.311 52,0452.04 1,91.9 00 КлинкерClinker 37,437,4 0,990.99 48,448,4 0,150.15 12,612.6 0,460.46 00

Таблица 6Table 6 Кинетика набора прочности сульфоалюмината кальция, синтезированного при 850°СKinetics of Strength Calcium Sulfoaluminate Synthesized at 850 ° C Наименование материалаName of material Прочность при сжатии, МПа, через, днейCompressive Strength, MPa, in, days 00 1one 33 77 14fourteen 2828 Сульфоалюминат кальцияCalcium Sulfoaluminate 00 15,215,2 27,827.8 39,439,4 48,248,2 53,253,2

Таблица 7Table 7 Параметры сравнительных испытанийComparative Test Parameters Наименование цементов и параметров испытанийName of cements and test parameters Содержание, масс.%Content, wt.% Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Наименование цементаName of cement Сульфоалюминат кальцияCalcium Sulfoaluminate ПортландцементPortland cement Сульфоалюминат кальцияCalcium Sulfoaluminate Влажность сырьевой смеси, масс.%The moisture content of the raw mix, wt.% 5,0-7,05.0-7.0 5,0-7,05.0-7.0 00 Давление прессования, МПаPressing Pressure, MPa 200200 300300 300300 Температура обжига, °СFiring temperature, ° С 12001200 12751275 850850

Таблица 8Table 8 Физико-механические свойства испытанных цементовPhysico-mechanical properties of tested cements Наименование цемента и примераName of cement and example S, м2/кгS, m 2 / kg R008, %R 008 % НГ, %NG,% Сроки схватывания,
ч - мин
Setting time
h - min
В/ЦW / C РКRK Rсж, МПа,
через дней
Rszh, MPa,
in days
началоStart конецend 22 2828 Проба 1, сульфоалюминат кальцияSample 1, calcium sulfoaluminate 328328 3,03.0 28,028.0 0-50-5 0-100-10 0,360.36 114114 23,823.8 60,160.1 Проба 2, портландцементSample 2, Portland cement 302302 4,24.2 24,524.5 4-204-20 9-159-15 0,350.35 113113 11,111.1 53,153.1 Проба 3, сульфоалюминат кальцияSample 3, calcium sulfoaluminate 330330 3,63.6 30,030,0 0-310-31 1-101-10 0,360.36 115115 15,815.8 53,253,2

Claims (1)

Способ получения цементов, включающий измельчение сырьевых компонентов, смешение, увлажнение смеси, брикетирование под давлением с последующим обжигом полученных брикетов размером не менее 20 мм, отличающийся тем, что получают цемент - сульфоалюминат кальция химического состава, мас.%: СаО 37,9, SiO2 0,96, Аl2О3 47,3, Fe2O3 1,7, SO3 12,0, или химического состава, мас.%: СаО 37,4, SiO2 0,99, Аl2О3 48,4, Fе2О3 0,15, SO3 12,6, MgO 0,46, или портландцемент химического состава, мас.%: СаО 66,84, SiO2 22,07, Аl2О3 6,05, Fе2О3 3,55, MgO 1,07, SO3 0,42, при этом сначала осуществляют смешение компонентов, затем сушку и измельчение, увлажнение осуществляют до 13%, брикетирование производят при давлении прессования 100-300 МПа, а обжиг осуществляют при температуре 800-1300°С. A method of producing cements, including grinding raw materials, mixing, moistening the mixture, briquetting under pressure, followed by firing the obtained briquettes with a size of at least 20 mm, characterized in that cement is obtained - calcium sulfoaluminate of chemical composition, wt.%: CaO 37.9, SiO 2 0.96, Al 2 O 3 47.3, Fe 2 O 3 1.7, SO 3 12.0, or chemical composition, wt.%: CaO 37.4, SiO 2 0.99, Al 2 O 3 48.4, Fe 2 O 3 0.15, SO 3 12.6, MgO 0.46, or Portland cement of chemical composition, wt.%: CaO 66.84, SiO 2 22.07, Al 2 O 3 6.05 , Fe 2 O 3 3,55, MgO 1,07, SO 3 0,42, while the components are first mixed, I eat drying and grinding, humidification is carried out up to 13%, briquetting is carried out at a pressing pressure of 100-300 MPa, and firing is carried out at a temperature of 800-1300 ° C.
RU2010146939/03A 2010-11-17 2010-11-17 Method of producing cement RU2470880C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010146939/03A RU2470880C2 (en) 2010-11-17 2010-11-17 Method of producing cement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010146939/03A RU2470880C2 (en) 2010-11-17 2010-11-17 Method of producing cement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010146939A RU2010146939A (en) 2012-05-27
RU2470880C2 true RU2470880C2 (en) 2012-12-27

Family

ID=46231304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010146939/03A RU2470880C2 (en) 2010-11-17 2010-11-17 Method of producing cement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2470880C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2527430C1 (en) * 2013-03-22 2014-08-27 Михаил Аркадьевич Михеенков Method for correcting composition of portland cement clinker based on high-sulphate crude mixture

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU180987A1 (en) * К. С. Кутателадзе , А. В. Рустамбеков METHOD OF GETTING BINDER
SU553222A1 (en) * 1975-11-12 1977-04-05 Семилукский огнеупорный завод Raw mix for high alumina cement
GB1479260A (en) * 1974-11-18 1977-07-13 Kaiser Aluminium Chem Corp Calcium aluminate cement
SU1043125A1 (en) * 1982-02-02 1983-09-23 Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Method for producing cement clinker
SU1609762A1 (en) * 1988-10-03 1990-11-30 Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров Method of producing binder
RU2353596C1 (en) * 2007-08-22 2009-04-27 Анатолий Алексеевич Гуляев Method of obtaining alumina cement

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU180987A1 (en) * К. С. Кутателадзе , А. В. Рустамбеков METHOD OF GETTING BINDER
GB1479260A (en) * 1974-11-18 1977-07-13 Kaiser Aluminium Chem Corp Calcium aluminate cement
SU553222A1 (en) * 1975-11-12 1977-04-05 Семилукский огнеупорный завод Raw mix for high alumina cement
SU1043125A1 (en) * 1982-02-02 1983-09-23 Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Method for producing cement clinker
SU1609762A1 (en) * 1988-10-03 1990-11-30 Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров Method of producing binder
RU2353596C1 (en) * 2007-08-22 2009-04-27 Анатолий Алексеевич Гуляев Method of obtaining alumina cement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОМАР А.Г. и др. Технология производства строительных материалов. - М.: Высшая школа, 1990, с.81, 82, 85. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2527430C1 (en) * 2013-03-22 2014-08-27 Михаил Аркадьевич Михеенков Method for correcting composition of portland cement clinker based on high-sulphate crude mixture

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010146939A (en) 2012-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5946107B2 (en) Method for producing cement composition
CN108793785B (en) Low-temperature preparation method of sulfosilicate-belite-sulphoaluminate cement
TW201827380A (en) Magnesium oxide-containing spinel powder and manufacturing method thereof
CN109354423A (en) A kind of clinker portland cement and preparation method thereof
RU2264435C2 (en) Coal briquettes for reductive melting process and a method for manufacture thereof
KR102305174B1 (en) Binder for secondary concrete product and manufacturing method of secondary concrete product
US20160068436A1 (en) Process for producing a fine cement aggregate from red mud produced during the process of bauxite refining (the bayer process)
US2640759A (en) Process of producing magnesia
CN105601259A (en) Method using high bauxite crushed aggregates to produce and prepare sintered alumina
CN113773057A (en) High-purity and high-density calcium magnesia and preparation process thereof
RU2470880C2 (en) Method of producing cement
JP2011111376A (en) Method for producing expansion material clinker
CN110304854B (en) Magnesium oxide expanding agent clinker and preparation method thereof
KR101366835B1 (en) Cement composition using desulphurizing dust
RU2353596C1 (en) Method of obtaining alumina cement
CN105461336B (en) The preparation method of refractory brick
RU2433106C2 (en) Method of producing heat-insulating calcium hexaaluminate material
CN110183124B (en) Micro-expansion sulphoaluminate cement clinker and preparation method thereof
CN107117836A (en) A kind of method that carbide slag cement is prepared by carbide slag
JP6992644B2 (en) Method for producing uncalcined agglomerate for blast furnace and method for producing pozzolan-reactive iron-containing raw material
US3402225A (en) Method of preparing vertical shaft kiln feed for production of portland cement
CN107117838B (en) Sulphate aluminium cement clinker containing tricalcium silicate and preparation method thereof
JP2000239057A (en) Production of artificial dolomite
KR101074011B1 (en) A formed body comprising low sulfur content, manufacture method of the formed body;and additive for protecting furnace wall comprising the formed body
CN1432544A (en) Sulphoaluminate cement clinker producing process with industrial waste

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131118