RU2752767C1 - Method for producing white cement clinker - Google Patents

Method for producing white cement clinker Download PDF

Info

Publication number
RU2752767C1
RU2752767C1 RU2020138326A RU2020138326A RU2752767C1 RU 2752767 C1 RU2752767 C1 RU 2752767C1 RU 2020138326 A RU2020138326 A RU 2020138326A RU 2020138326 A RU2020138326 A RU 2020138326A RU 2752767 C1 RU2752767 C1 RU 2752767C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dust
cement clinker
white cement
nozzle
mineralizer
Prior art date
Application number
RU2020138326A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Анатольевич Мишин
Сергей Викторович Ковалев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»
Priority to RU2020138326A priority Critical patent/RU2752767C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2752767C1 publication Critical patent/RU2752767C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/42Active ingredients added before, or during, the burning process
    • C04B7/421Inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/44Burning; Melting

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: construction materials industry.SUBSTANCE: invention relates to methods for producing white cement clinker and can be used in the construction materials industry. The method for producing white cement clinker includes the preparation of a raw material mixture, the supply of a mineralizer, the baking of the raw material mixture with a mineralizer in a rotating furnace of the dry production method and the sharp cooling of the white cement clinker in water. Moreover, the raw material mixture is mixed with the dust of dust-collecting devices before baking, and baking occurs at a temperature of 1250-1350°C, and a dust-like mineralizer 2C2S·CaF2in an amount of 1.5-11% is fed into the rotating furnace of the dry production method through the dust nozzle in the amount of 1.5-11% to the temperature range of the material 845-1255°C, while the angle between the horizontal axis of the cross-section of the rotating furnace of the dry production method and the line passing through the axes of the dust nozzle and the fuel nozzle is 30-90°, the distance between the axles of the fuel nozzle and the dust nozzle is 250-2500 mm, the distance to which the dust nozzle is extended relative to the fuel nozzle is 0-2000 mm, the angle of inclination of the dust nozzle axis relative to the fuel nozzle axis is 0-30°.EFFECT: decrease in the baking temperature of white cement clinker, an increase in its whiteness, the stability of the quality characteristics of white cement clinker, the performance of rotating furnaces of dry and combined production methods, a decrease in the specific fuel consumption for baking white cement clinker.1 cl, 3 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения клинкера белого цемента и может быть использовано в промышленности строительных материалов.The invention relates to methods for producing white cement clinker and can be used in the building materials industry.

Известен способ получения белого портландцемента (цемента), согласно которому с целью увеличения белизны в сырьевую смесь до обжига вводят добавку нитрит-нитрата кальция [Авторское свидетельство СССР на изобретение SU № 307989]. A known method of producing white Portland cement (cement), according to which, in order to increase whiteness, an additive of calcium nitrite-nitrate is introduced into the raw mixture before firing [USSR author's certificate for invention SU No. 307989].

Недостатком данного способа является низкая производительность, высокий удельный расход топлива и недостаточная эффективность отбеливания (увеличение белизны происходит всего на 3-4%). Применение нитрит-нитрата кальция в качестве минерализатора обуславливает увеличение выбросов вредных окислов азота в атмосферу при обжиге.The disadvantages of this method are low productivity, high specific fuel consumption and insufficient bleaching efficiency (whiteness increases by only 3-4%). The use of calcium nitrite-nitrate as a mineralizer causes an increase in emissions of harmful nitrogen oxides into the atmosphere during firing.

Известен способ, при котором с целью увеличения белизны клинкера белого цемента и интенсификации процесса обжига в исходную сырьевую смесь вводят минерализатор кремнефтористый натрий. [Грачьян А.Н., Гайджуров П.П., Ротыч Н.В. Технология белого портландцемента. М.: Стройиздат, 1970. – С. 15].The known method, in which, in order to increase the whiteness of white cement clinker and intensify the firing process, a sodium silicofluoride mineralizer is introduced into the original raw mixture. [Grachyan A.N., Gaydzhurov P.P., Rotych N.V. White Portland cement technology. M .: Stroyizdat, 1970. - S. 15].

Недостатком данного способа является низкая эффективность отбеливания и недостаточное снижение температуры обжига. The disadvantage of this method is the low efficiency of bleaching and insufficient reduction in the firing temperature.

Наиболее близким решением по технической сущности, принятым за прототип, является способ получения клинкера для белого цемента, осуществляемый по сухому способу производства. Согласно данному способу с целью уменьшения расхода топлива и снижения температуры обжига клинкера белого цемента к сырьевой смеси добавляют 0,4% фтористого кальция [Смарт Б. Увеличение производства белого цемента / Б. Смарт // Цемент и его применение. – 1997. – №3. – С. 16].The closest solution to the technical essence, taken as a prototype, is a method of producing clinker for white cement, carried out by a dry method of production. According to this method, in order to reduce fuel consumption and reduce the firing temperature of white cement clinker, 0.4% of calcium fluoride is added to the raw mixture [Smart B. Increase the production of white cement / B. Smart // Cement and its application. - 1997. - No. 3. - P. 16].

Недостатком способа является то, что использование минерализатора CaF2 согласно данному способу не приводит к увеличению белизны клинкера белого цемента.The disadvantage of this method is that the use of the CaF 2 mineralizer according to this method does not lead to an increase in the whiteness of the white cement clinker.

Изобретение направлено на снижение температуры обжига клинкера белого цемента, увеличение его белизны, увеличение стабильности качественных характеристик клинкера белого цемента, увеличение производительности вращающихся печей сухого и комбинированного способов производства, снижение удельного расхода топлива на обжиг клинкера белого цемента.The invention is aimed at reducing the firing temperature of white cement clinker, increasing its whiteness, increasing the stability of the quality characteristics of white cement clinker, increasing the productivity of rotary kilns of dry and combined production methods, reducing the specific fuel consumption for firing white cement clinker.

Это достигается тем, что способ получения клинкера белого цемента, включает приготовление сырьевой смеси, подачу минерализатора, обжиг сырьевой смеси с минерализатором во вращающейся печи сухого способа производства и резкое охлаждение клинкера белого цемента в воде. Причем сырьевая смесь перед обжигом смешивается с пылью пылеулавливающих устройств, обжиг происходит при температуре 1250-1350°С, а во вращающуюся печь сухого способа производства через пылевую форсунку подается пылевидный минерализатор 2C2S·CaF2 в количестве 1,5-11% в область температур материала 845-1255°С, при этом угол между горизонтальной осью поперечного сечения вращающейся печи сухого способа производства и линией, проходящей через оси пылевой форсунки и топливной форсунки составляет 30-90°, расстояние между осями топливной форсунки и пылевой форсунки составляет 250-2500 мм, расстояние, на которое пылевая форсунка выдвинута относительно топливной форсунки составляет 0-2000 мм, угол наклона оси пылевой форсунки относительной оси топливной форсунки составляет 0-30°.This is achieved by the fact that the method for producing white cement clinker includes preparing a raw mixture, feeding a mineralizer, roasting the raw mixture with a mineralizer in a rotary kiln of the dry method of production, and quenching the white cement clinker in water. Wherein the raw material mixture before firing is mixed with dust dedusting devices, calcining occurs at a temperature of 1250-1350 ° C and the rotary kiln dry process is supplied through a dust burner pulverized mineralizer 2C 2 S·CaF 2 in an amount of 1,5-11% to temperatures of the material 845-1255 ° C, while the angle between the horizontal axis of the cross-section of the rotary kiln of the dry method of production and the line passing through the axes of the dust nozzle and the fuel nozzle is 30-90 °, the distance between the axes of the fuel nozzle and the dust nozzle is 250-2500 mm, the distance the dust nozzle is extended relative to the fuel injector is 0-2000 mm, the tilt angle of the dust nozzle axis relative to the fuel injector axis is 0-30 °.

В качестве минерализатора используется пылевидный минерализатор 2C2S·CaF2. Он может быть получен путем трехкратного обжига смеси реактивов квалификации «ч»: СаСO3, SiO2, CaF2 при температуре 980°С. [D2. Мишин Д.А., Ковалев С.В., Чекулаев В.Г. Влияние способа ввода минерализатора на прочностные характеристики, морфологию и цвет портландцементного клинкера. Журнал «Цемент и его применение». №4, 2016. – С. 114] или путем обжига смеси, состоящей из природных компонентов при температуре 950-1040°С: карбонатного компонента с титром не менее 95% и содержанием Fe2O3 не более 4% (известняк, мрамор, мел и т.д.); кремнеземсодержащего компонента с содержанием SiO2 не менее 90% и содержанием Fe2O3 не более 2% (кварцевые пески, маршалит и т.д.); компонента, содержащего фторид кальция, с содержанием CaF2 не менее 75% (плавиковый шпат не ниже ФК-75 по ГОСТ 29220-91, фторид кальция «технический» и «чистый»). Содержание свободного оксида кальция после обжига не должно превышать 5%. A dust-like mineralizer 2C is used as a mineralizer.2S CaF2.It can be obtained by three-time firing of a mixture of reagents of "pure" grade: CaCO3, SiO2, CaF2 at a temperature of 980 ° C. [D2. Mishin D.A., Kovalev S.V., Chekulaev V.G. Influence of the method of introducing a mineralizer on the strength characteristics, morphology and color of Portland cement clinker. Journal "Cement and Its Application". No. 4, 2016. - P. 114] or by firing a mixture consisting of natural components at a temperature of 950-1040 ° C: a carbonate component with a titer of at least 95% and a Fe content2O3 no more than 4% (limestone, marble, chalk, etc.); silica-containing component with SiO content2 not less than 90% and Fe content2O3 no more than 2% (quartz sand, marshal, etc.); component containing calcium fluoride with CaF content2not less than 75% (fluorspar not lower than FC-75 in accordance with GOST 29220-91, calcium fluoride "technical" and "pure"). The content of free calcium oxide after firing must not exceed 5%.

В качестве исходной сырьевой смеси используется смесь для получения клинкера белого цемента, состоящая из карбонатного компонента с низким содержанием Fe2O3 (например, мела месторождения ЗАО «Белгородский цемент») и глинистого компонента с низким содержанием Fe2O3 (например, каолина месторождения Журавлиный Лог). Характеристика сырьевых компонентов и сырьевой смеси на их основе представлена в табл. 1, где: ППП – потери при прокаливании сырьевой смеси; R2O – содержание Na2O и K2O в пересчете на Na2O; КН – коэффициент насыщения; n – силикатный модуль; p – глиноземный модуль.As an initial raw material mixture, a mixture is used to obtain white cement clinker, consisting of a carbonate component with a low Fe 2 O 3 content (for example, chalk from the CJSC Belgorodsky cement deposit) and a clay component with a low Fe 2 O 3 content (for example, kaolin from the deposit Zhuravliny Log). The characteristics of raw materials and raw mixtures based on them are presented in table. 1, where: LOI is the loss on ignition of the raw mixture; R 2 O - the content of Na 2 O and K 2 O in terms of Na 2 O; КН - saturation coefficient; n - silicate module; p - alumina module.

Таблица 1.Table 1.

Характеристика исходных компонентов и сырьевой смеси для получения клинкера белого цемента.Characterization of the starting components and raw mix for the production of white cement clinker.

Модули Modules Химический состав, масс. % Chemical composition, wt. % КН KN n n p p 0,9 0.9 3,63 3.63 21,75 21.75 ПППRFP SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 CaO CaO MgO MgO SO3 SO 3 R2OR 2 O Проч. Other Мел ЗАО «Белгородский цемент»Chalk CJSC "Belgorodsky cement" 42,4042.40 1,861.86 0,380.38 0,140.14 54,7454.74 0,230.23 0,010.01 0,080.08 0,160.16 Каолин «Журавлиный Лог»Kaolin "Crane Log" 7,457.45 71,1871.18 19,2319.23 0,360.36 0,070.07 0,430.43 00 00 1,281.28 Сырьевая смесьRaw mix 35,78 35.78 15,00 15.00 3,95 3.95 0,18 0.18 44,38 44.38 0,27 0.27 0,01 0.01 0,06 0.06 0,37 0.37

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена схема вращающейся печи сухого способа производства; на фиг. 2 изображен поперечный разрез печи вращающейся печи сухого способа производства; на фиг. 3 изображен продольный разрез вращающейся печи сухого способа производства.The invention is illustrated by a drawing, where FIG. 1 shows a schematic diagram of a rotary kiln for dry production; in fig. 2 is a cross-sectional view of a dry-process rotary kiln oven; in fig. 3 shows a longitudinal section of a dry-process rotary kiln.

Согласно заявленному способу (фиг. 1) сырьевая смесь смешивается с пылью пылеулавливающих устройств в силосе сырьевой муки 1, откуда подается в газоход межу I и II ступенями системы циклонных теплообменников 2. Через систему циклонных теплообменников 2 сырьевая смесь поступает в корпус 3 вращающейся печи сухого способа производства. Сырьевая смесь перемещается от холодного обреза вращающейся печи сухого способа производства к горячему обрезу. Со стороны горячего обреза вращающейся печи сухого способа производства установлена топливная форсунка 4 и пылевая форсунка 5, служащая для подачи пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2 во вращающуюся печь сухого способа производства. According to the claimed method (Fig. 1), the raw mixture is mixed with the dust of the dust-collecting devices in the raw meal silo 1, from where it is fed into the gas duct between the I and II stages of the cyclone heat exchanger system 2. Through the cyclone heat exchanger system 2, the raw mixture enters the housing 3 of the rotary kiln of the dry method production. The raw mix moves from the cold edge of the dry-process rotary kiln to the hot edge. A fuel nozzle 4 and a dust nozzle 5 are installed on the hot edge of the rotary kiln of the dry method of production, which serves to supply the dust-like mineralizer 2C 2 S · CaF 2 to the rotary kiln of the dry method of production.

Положение форсунки во вращающейся печи сухого способа производства поясняется на фиг. 2 и фиг. 3 и описывается следующими параметрами:The position of the nozzle in the dry-process rotary kiln is illustrated in FIG. 2 and FIG. 3 and is described by the following parameters:

А – угол между горизонтальной осью поперечного сечения вращающейся печи сухого способа производства и линией, проходящей через оси пылевой форсунки 6 и топливной форсунки 5;And - the angle between the horizontal axis of the cross-section of the rotary kiln of the dry method of production and a line passing through the axes of the dust nozzle 6 and the fuel nozzle 5;

Б, В – смещение топливной форсунки 5 относительно вертикальной и горизонтальной оси вращающейся печи сухого способа производства соответственно;B, C - displacement of the fuel injector 5 relative to the vertical and horizontal axis of the rotary kiln of the dry production method, respectively;

Г – расстояние между осями топливной 5 и пылевой 6 форсунок;Г - the distance between the axes of the fuel 5 and dust 6 nozzles;

Д – расстояние, на которое пылевая форсунка 6 выдвинута относительно топливной форсунки 5;D is the distance by which the dust nozzle 6 is extended relative to the fuel nozzle 5;

Е – угол наклона оси пылевой форсунки 6 относительно оси топливной форсунки 5. E is the angle of inclination of the axis of the dust nozzle 6 relative to the axis of the fuel nozzle 5.

Способ получения клинкера белого цемента осуществляется следующим образом. Приготовленная сырьевая смесь с влажностью около 1% подается в силос сырьевой муки 1, куда поступает пыль пылеулавливающих устройств вращающейся печи сухого способа производства. В силосе сырьевой муки 1 происходит смешение сырьевой смеси и пыли пылеулавливающих устройств. Далее сырьевая смесь подается через систему циклонных теплообменников 2 в корпус 3 вращающейся печи сухого способа производства со стороны холодного обреза. Корпус 3 вращающейся печи сухого способа производства представляет собой вращающийся стальной барабан с уклоном 3,0-4,5%. Скорость вращения барабана составляет 2-4 об/мин. За счет уклона и вращения барабана сырьевая смесь перемещается от холодного обреза вращающейся печи сухого способа производства к горячему обрезу печи вращающейся печи сухого способа производства. При этом происходит постепенный нагрев сырьевой смеси и ее физико-химические превращения. Со стороны горячего обреза вращающейся печи сухого способа производства установлены топливная форсунка 4 и пылевая форсунка 5. Через пылевую форсунку 5 подается пылевидный минерализатор 2C2S·CaF2, предварительно измельченный до остатка на сите №02 не более 5% и остатка на сите №008 не более 20%. В зависимости от типоразмера вращающейся печи сухого способа производства для подачи пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2 в область температур материала 845-1255°С положение пылевой форсунки 5 должно иметь следующие параметры: А = 30-90°; Б = В = 150-250 мм; Г = 250-2500 мм; Д = 0-2000 мм; Е = 0-30°. Скорость вылета струи пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2 должна составлять 30-150 м/с. Пылевидный минерализатор 2C2S·CaF2 вводится в количестве 1,5-11%. Обжиг клинкера белого цемента производится при температуре 1250-1350°С. Температура отходящих газов при этом составляет 250-380°С. Содержание R2O в клинкере белого цемента не должно превышать 1,2%. Охлаждение клинкера белого цемента водяное.The method of producing white cement clinker is carried out as follows. The prepared raw mixture with a moisture content of about 1% is fed into the raw meal silo 1, where the dust from the dust collectors of the rotary kiln of the dry production method is supplied. In the raw meal silo 1, the raw mixture and the dust of the dust collecting devices are mixed. Further, the raw mixture is fed through a system of cyclonic heat exchangers 2 to the body 3 of a rotary kiln of the dry method of production from the cold edge. The body 3 of the rotary kiln of the dry method of production is a rotating steel drum with a slope of 3.0-4.5%. The drum rotation speed is 2-4 rpm. Due to the inclination and rotation of the drum, the raw mixture moves from the cold edge of the dry-process rotary kiln to the hot edge of the dry-process rotary kiln. In this case, there is a gradual heating of the raw mixture and its physical and chemical transformations. From the hot-trimming the rotary kiln dry process set 4 and the fuel injector nozzle 5. The dust through the dust nozzle 5 fed pulverized mineralizer 2C 2 S·CaF 2, previously ground until a residue on sieve №02 not more than 5% residue on sieve №008 no more than 20%. Depending on the size of the rotary kiln of the dry method of production for feeding the dust-like mineralizer 2C 2 S · CaF 2 to the material temperature range 845-1255 ° C, the position of the dust nozzle 5 should have the following parameters: A = 30-90 °; B = B = 150-250 mm; D = 250-2500 mm; D = 0-2000 mm; E = 0-30 °. The outflow velocity of the jet of the dust-like mineralizer 2C 2 S · CaF 2 should be 30-150 m / s. Dusty mineralizer 2C 2 S · CaF 2 is introduced in the amount of 1.5-11%. Firing of white cement clinker is carried out at a temperature of 1250-1350 ° C. The temperature of the exhaust gases is 250-380 ° C. The content of R 2 O in white cement clinker should not exceed 1.2%. Water cooling of white cement clinker.

Важнейшим фактором повышения белизны клинкера белого цемента является предотвращение кристаллизации алюмоферритов кальция и внедрения ионов железа в структуру силикатных фаз [D3 Зубехин А.П., Голованова С.П., Кирсанов П.В. Белый портландцемент/ Под ред. А.П. Зубехина. – Ростов н/Д: Ред. ж. «Изв. вузов. Сев.-Кавк. Регион» 2004. – C. 66]. Вследствие возврата пыли пылеулавливающих устройств во вращающейся печи сухого способа производства происходит циркуляция и накопление солей щелочных металлов, [D4 - Классен, В.К. Обжиг портландцементного клинкера / В.К. Классен. – Красноярск.: Стройиздат, Красноярск. отд., 1994. – С. 12], что приводит к увеличению содержания R2O в клинкере белого цемента. В присутствии R2O, cвязанного с кислородсодержащим анионом, при температуре обжига до 1250-1300°С вместо алюмоферритов кальция образуются алюмоферриты натрия и калия по схеме:The most important factor in increasing the whiteness of white cement clinker is to prevent crystallization of calcium aluminoferrites and the introduction of iron ions into the structure of silicate phases [D3 Zubekhin AP, Golovanova SP, Kirsanov PV. White Portland cement / Ed. A.P. Zubekhin. - Rostov n / a: Ed. f. "Izv. universities. North Caucasus. Region "2004. - P. 66]. Due to the return of dust from the dust collection devices in the rotary kiln of the dry method of production, there is a circulation and accumulation of alkali metal salts, [D4 - Klassen, V.K. Roasting of Portland cement clinker / V.K. Klassen. - Krasnoyarsk .: Stroyizdat, Krasnoyarsk. otd., 1994. - S. 12], which leads to an increase in the content of R 2 O in white cement clinker. In the presence of R 2 O bound with an oxygen-containing anion, at a firing temperature of up to 1250-1300 ° C, instead of calcium alumoferrites, sodium and potassium alumoferrites are formed according to the scheme

1) 4CaO·Al2O3·Fe2O3+R2O→R2O·Al2O3+2CaO·Fe2O3+2CaO1) 4CaO Al 2 O 3 Fe 2 O 3 + R 2 O → R 2 O Al 2 O 3 + 2CaO Fe 2 O 3 + 2CaO

2) 2CaO·Fe2O3+R2O→R2O·FeO3+2CaO2) 2CaO Fe 2 O 3 + R 2 O → R 2 O FeO 3 + 2CaO

3) R2O·Al2O3+ R2O·Fe2O3→ R2O·(Al, Fe)2O3 .3) R 2 O · Al 2 O 3 + R 2 O · Fe 2 O 3 → R 2 O · (Al, Fe) 2 O 3 .

Алюмоферриты натрия и калия обладают меньшей окрашивающей способностью и не дают связанному в алюмоферриты натрия и калия железу внедряться в структуру силикатных фаз. Это приводит к увеличению белизны клинкера белого цемента. При увеличении температуры свыше 1300-1350°С алюмоферриты натрия и калия теряют R2O с образованием алюмоферритов промежуточного состава R2O·nAl2O3·mFe2O3. При дальнейшем увеличении температуры алюмоферриты натрия и калия разрушаются. В результате высвобождения Fe2O3 от связи с R2O начинают формироваться алюмоферриты кальция, а также происходит внедрение Fe2O3 в структуру силикатных фаз. Это приводит к резкому снижению белизны клинкера белого цемента. Ввод пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2 в область температур материала 845-1255°С позволяет снизить температуру обжига до 1250-1350°С с сохранением алюмоферритов натрия. Ограничение по содержанию R2O в клинкере белого цемента, не более 1,2%, обосновано рекомендациями мировых производителей цемента [D5 L. Zongshou, X. Weihong, C. Wei. Cementitious materials science: theories and applications. Gruyter, Walter de GmbH, Edition 1, 2019, P. 39]. Увеличение содержания R2O свыше 1,2% ведет к снижению прочности цемента.Sodium and potassium alumoferrites have a lower coloring ability and do not allow iron bound in sodium and potassium alumoferrites to penetrate into the structure of silicate phases. This leads to an increase in the whiteness of the white cement clinker. With an increase in temperature above 1300-1350 ° C, sodium and potassium alumoferrites lose R 2 O with the formation of alumoferrites of the intermediate composition R 2 O · nAl 2 O 3 · mFe 2 O 3. With a further increase in temperature, sodium and potassium alumoferrites are destroyed. As a result of the release of Fe 2 O 3 from the bond with R 2 O, calcium aluminoferrites begin to form, and Fe 2 O 3 is introduced into the structure of silicate phases. This leads to a sharp decrease in the whiteness of the white cement clinker. The introduction of the dust-like mineralizer 2C 2 S · CaF 2 into the material temperature range of 845-1255 ° C allows the firing temperature to be reduced to 1250-1350 ° C while preserving sodium alumoferrites. The limitation on the content of R 2 O in white cement clinker, no more than 1.2%, is justified by the recommendations of world cement manufacturers [D5 L. Zongshou, X. Weihong, C. Wei. Cementitious materials science: theories and applications. Gruyter, Walter de GmbH, Edition 1, 2019, P. 39]. An increase in the R 2 O content over 1.2% leads to a decrease in the strength of the cement.

Минимальное содержание Fe2O3 является одним из условий достижения высокой белизны. Чтобы показать возможность применения заявленного способа для получения клинкера белого цемента высокой степени белизны при низком и повышенном содержании Fe2O3 в нем, исходная сырьевая смесь (состав представлен в табл. 1) была откорректирована по Fe2O3 до получения составов сырьевой смеси, при обжиге которых получается клинкер белого цемента, содержащий 0,28; 0,5; 0,7% Fe2O3. Качественную оценку заявленного способа проводили по содержанию свободного оксида кальция (СаОсв) в клинкере белого цемента, степени белизны, оцениваемой по коэффициенту яркости клинкера белого цемента, обожженного при контрольных температурах (tобж), а также по прочности при сжатии цемента из клинкера белого цемента, измеренной в малых образцах из пластичного цементного теста в возрасте 28 суток (Rсж). Состав сырьевых смесей и характеристика клинкера белого цемента на их основе представлены в табл. 2. The minimum Fe 2 O 3 content is one of the conditions for achieving high whiteness. To show the possibility of using the claimed method for obtaining white cement clinker of high whiteness at low and high content of Fe 2 O 3 in it, the initial raw mixture (composition is presented in Table 1) was corrected for Fe 2 O 3 to obtain the compositions of the raw mixture, when fired, white cement clinker is obtained, containing 0.28; 0.5; 0.7% Fe 2 O 3. A qualitative assessment of the claimed method was carried out according to the content of free calcium oxide (CaO sv ) in the white cement clinker, the degree of whiteness, assessed by the brightness coefficient of the white cement clinker fired at control temperatures (t fired ), as well as by the compressive strength of white cement clinker cement measured in small samples of plastic cement paste at the age of 28 days (R comp ). The composition of the raw mixes and the characteristics of white cement clinker based on them are presented in table. 2.

Таблица 2table 2

Характеристика клинкера белого цемента, полученного из смесей обычным и заявленным способами.Characterization of white cement clinker obtained from mixtures by conventional and declared methods.

No. Состав сырьевой смесиRaw mix composition Содержание Fe2O3 в клинкере, %Fe 2 O 3 content in clinker,% tобж, °Сt fridge , ° С Содержание СаОсв. в клинкере, %CaOs content. in clinker,% Степень белизны клинкера, %Clinker whiteness,% Rсж, МПаR compressed , MPa 1one Сырьевая смесь без добавокRaw mix without additives 0,280.28 15001500 00 7979 43,8343.83 22 Сырьевая смесь + 1,2% Na2ORaw mix + 1.2% Na 2 O 15001500 0,720.72 79,579.5 48,0648.06 33 Сырьевая смесь + 1,2% NaRaw mix + 1.2% Na 22 O +8,11% 2CO + 8.11% 2C 22 S·CaFS CaF 22 13001300 2,212.21 8989 45,7345.73 44 Сырьевая смесь без добавокRaw mix without additives 0,50.5 15001500 00 7070 49,3349.33 5five Сырьевая смесь + 1,2% Na2O Raw mix + 1.2% Na 2 O 15001500 0,480.48 69,569.5 48,1148.11 66 Сырьевая смесь + 1,2% NaRaw mix + 1.2% Na 22 O +8,11% 2СO + 8.11% 2C 22 S·CaFS CaF 22 13001300 0,830.83 8383 49,7549.75 77 Сырьевая смесь без добавокRaw mix without additives 0,70.7 15001500 00 6262 42,4942.49 8eight Сырьевая смесь + 1,2% Na2O Raw mix + 1.2% Na 2 O 15001500 0,340.34 6262 44,4644.46 9 nine Сырьевая смесь + 1,2% NaRaw mix + 1.2% Na 22 O +8,11% 2СO + 8.11% 2C 22 S·CaFS CaF 22 13001300 0,610.61 7878 44,1344.13

Образцы клинкера белого цемента без ввода пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2 (№1, №2, №4, №5, №7, №8 табл. 2) обжигали при 1500°С. Обжиг образцов клинкера белого цемента без пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2 при температуре ниже 1500°С приводит к высокому содержанию СаОсв, что недопустимо. Образцы клинкера белого цемента, полученные вводом пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2 заявленным способом (№3, №6, №9 табл. 2), обжигали при температуре 1300°С. По содержанию СаОсв., при вводе пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2 заявленным способом, можно заключить, что при температуре 1300°С процессы клинкерообразования завершены. Это позволяет снизить температуру обжига. Происходит увеличение степени белизны образцов, полученных вводом пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2 заявленным способом по отношению к составам без пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2. Получение клинкера белого цемента сортовой белизны становится возможным при повышенном содержании Fe2O3 в нем (до 0,7% Fe2O3). Прочность при сжатии образцов цемента из клинкера белого цемента, полученного вводом пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2 заявленным способом, не уступает прочности контрольных образцов клинкера белого цемента без пылевидного минерализатора 2C2S·CaF2. Samples of white cement clinker without the introduction of a dust-like mineralizer 2C 2 S · CaF 2 (No. 1, No. 2, No. 4, No. 5, No. 7, No. 8 of Table 2) were fired at 1500 ° C. Firing white cement clinker samples without a dust-like mineralizer 2C 2 S · CaF 2 at temperatures below 1500 ° C leads to a high content of CaOf, which is unacceptable. Samples of white cement clinker, obtained by introducing a dust-like mineralizer 2C 2 S · CaF 2 by the claimed method (No. 3, No. 6, No. 9 of Table 2), were fired at a temperature of 1300 ° C. According to the content of CaOf., When the dust-like mineralizer 2C 2 S · CaF 2 is introduced by the claimed method, it can be concluded that at a temperature of 1300 ° C, the processes of clinker formation are completed. This allows the firing temperature to be reduced. There is an increase whiteness samples obtained pulverized input mineralizer 2C 2 2 S·CaF the inventive method relative to compositions without the pulverized mineralizer 2C 2 S·CaF 2. Preparation of white cement clinker profiled whiteness becomes possible at higher Fe 2 O 3 content therein ( up to 0.7% Fe 2 O 3 ). The compressive strength of cement samples from white cement clinker obtained by introducing a 2C 2 S · CaF 2 pulverized mineralizer by the claimed method is not inferior to the strength of control white cement clinker samples without a 2C 2 S · CaF 2 pulverized mineralizer.

Получение клинкера заявленным способом может также осуществляться во вращающихся печах комбинированного способа производства. Вращающиеся печи сухого и комбинированного способов производства могут быть дополнительно оснащены декарбонизатором.Obtaining clinker by the claimed method can also be carried out in rotary kilns of the combined production method. Rotary kilns for dry and combined production processes can be additionally equipped with a calciner.

Использование заявляемого изобретения позволит: The use of the claimed invention will allow:

1) повысить белизну клинкера белого цемента на 10-16% абс. без снижения прочностных характеристик цемента на его основе;1) increase the whiteness of white cement clinker by 10-16% abs. without reducing the strength characteristics of cement based on it;

2) снизить температуру обжига клинкера белого цемента до 1250-1350°С;2) reduce the firing temperature of white cement clinker to 1250-1350 ° C;

3) увеличить стабильность качественных характеристик клинкера белого цемента за счет увеличения стабильности работы вращающейся печи, которая регулируется за счет изменения количества подаваемого минерализатора;3) to increase the stability of the quality characteristics of white cement clinker by increasing the stability of the rotary kiln, which is regulated by changing the amount of the supplied mineralizer;

4) увеличить производительность вращающихся печей сухого и комбинированного способов производства на 10-15% за счет уменьшения температуры обжига клинкера белого цемента;4) increase the productivity of rotary kilns for dry and combined production methods by 10-15% by reducing the firing temperature of white cement clinker;

5) снизить удельный расход топлива на обжиг клинкера белого цемента во вращающейся печи сухого способа производства на 10%, а во вращающейся печи комбинированного способа производства на 5-7% за счет снижения температуры обжига клинкера белого цемента и увеличения производительности вращающейся печи.5) to reduce the specific fuel consumption for the burning of white cement clinker in a rotary kiln of the dry method of production by 10%, and in a rotary kiln of the combined method of production by 5-7% by reducing the firing temperature of white cement clinker and increasing the productivity of the rotary kiln.

Claims (1)

Способ получения клинкера белого цемента, включающий приготовление сырьевой смеси, подачу минерализатора, обжиг сырьевой смеси с минерализатором во вращающейся печи сухого способа производства и резкое охлаждение клинкера белого цемента в воде, отличающийся тем, что сырьевая смесь перед обжигом во вращающейся печи смешивается с пылью пылеулавливающих устройств, обжиг происходит при температуре 1250-1350°С, а во вращающуюся печь сухого способа производства через пылевую форсунку подается пылевидный минерализатор 2C2S·CaF2 в количестве 1,5-11% в область температур материала 845-1255°С, при этом угол между горизонтальной осью поперечного сечения вращающейся печи сухого способа производства и линией, проходящей через оси пылевой форсунки и топливной форсунки, составляет 30-90°, расстояние между осями топливной форсунки и пылевой форсунки составляет 250-2500 мм, расстояние, на которое пылевая форсунка выдвинута относительно топливной форсунки, составляет 0-2000 мм, угол наклона оси пылевой форсунки относительно оси топливной форсунки составляет 0-30°.A method for producing white cement clinker, including preparing a raw mixture, feeding a mineralizer, roasting a raw mixture with a mineralizer in a rotary kiln of a dry method of production, and rapidly cooling white cement clinker in water, characterized in that the raw mixture is mixed with dust from dust collecting devices before firing in a rotary kiln , calcination takes place at a temperature of 1250-1350 ° C and the rotary kiln dry process is supplied through a dust burner pulverized mineralizer 2C 2 S·CaF 2 in an amount of 1,5-11% in the temperature range 845-1255 ° C the material, wherein the angle between the horizontal cross-sectional axis of the dry-process rotary kiln and the line passing through the axes of the dust nozzle and the fuel nozzle is 30-90 °, the distance between the axes of the fuel nozzle and the dust nozzle is 250-2500 mm, the distance the dust nozzle is extended relative to the fuel injector, is 0-2000 mm, the tilt angle of the axis is dusty howl of the injector relative to the axis of the fuel injector is 0-30 °.
RU2020138326A 2020-11-23 2020-11-23 Method for producing white cement clinker RU2752767C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138326A RU2752767C1 (en) 2020-11-23 2020-11-23 Method for producing white cement clinker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138326A RU2752767C1 (en) 2020-11-23 2020-11-23 Method for producing white cement clinker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752767C1 true RU2752767C1 (en) 2021-08-03

Family

ID=77226274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020138326A RU2752767C1 (en) 2020-11-23 2020-11-23 Method for producing white cement clinker

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752767C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2816467C1 (en) * 2023-09-08 2024-03-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Method of burning solid fuel in rotary kilns of cement production

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU787384A1 (en) * 1979-02-23 1980-12-15 Белгородский технологический институт строительных материалов White cement
SU1002265A1 (en) * 1981-08-07 1983-03-07 Казахский Химико-Технологический Институт Method for producing clinker for white portland cement
SU1036700A1 (en) * 1982-02-11 1983-08-23 Институт общей и неорганической химии АН АрмССР Method for making white portland cement clinker
RU2060979C1 (en) * 1995-09-29 1996-05-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Патент-Приз" Portland cement production method and portland cement based concrete and reinforced concrete pieces production method
EA200000454A1 (en) * 2000-03-23 2001-10-22 Общество С Ограниченной Ответственностью "Патент-Приз" METHOD OF MANUFACTURING CEMENT, CONCRETE ON ITS BASIS AND CONCRETE AND REINFORCED CONCRETE PRODUCTS AND MONOLITHIC CONSTRUCTIONS FROM RECEIVED CONCRETE
CN109369043A (en) * 2018-11-02 2019-02-22 济南大学 A kind of white sulphoaluminate cement clinker and preparation method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU787384A1 (en) * 1979-02-23 1980-12-15 Белгородский технологический институт строительных материалов White cement
SU1002265A1 (en) * 1981-08-07 1983-03-07 Казахский Химико-Технологический Институт Method for producing clinker for white portland cement
SU1036700A1 (en) * 1982-02-11 1983-08-23 Институт общей и неорганической химии АН АрмССР Method for making white portland cement clinker
RU2060979C1 (en) * 1995-09-29 1996-05-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Патент-Приз" Portland cement production method and portland cement based concrete and reinforced concrete pieces production method
EA200000454A1 (en) * 2000-03-23 2001-10-22 Общество С Ограниченной Ответственностью "Патент-Приз" METHOD OF MANUFACTURING CEMENT, CONCRETE ON ITS BASIS AND CONCRETE AND REINFORCED CONCRETE PRODUCTS AND MONOLITHIC CONSTRUCTIONS FROM RECEIVED CONCRETE
CN109369043A (en) * 2018-11-02 2019-02-22 济南大学 A kind of white sulphoaluminate cement clinker and preparation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2816467C1 (en) * 2023-09-08 2024-03-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Method of burning solid fuel in rotary kilns of cement production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112661424B (en) Environment-friendly cement and preparation method thereof
JP7490862B2 (en) Method for producing cement powder composition
RU2751188C1 (en) Method for producing white cement clinker
US20210380464A1 (en) Glass production method and industrial glass-making facility
CN106116599B (en) A kind of not burnedc lay combination alumino-silicate brick and preparation method thereof
RU2752767C1 (en) Method for producing white cement clinker
Chen et al. Effect of additives on the hydration resistance of materials synthesized from the magnesia–calcia system
US3589920A (en) Process for manufacturing low alkali cements
US4961786A (en) Lanthanide oxides and phosphates for improving properties of heated refractory concrete
EA042807B1 (en) METHOD FOR PRODUCING WHITE CEMENT CLINKER
CN107117836A (en) A kind of method that carbide slag cement is prepared by carbide slag
KR100378038B1 (en) Process for preparing watersoluble calcium oxide
US2155721A (en) Glass-making material
CN110183124A (en) A kind of microdilatancy sulphoaluminate cement clinker and preparation method thereof
RU2045495C1 (en) Raw material mixture for manufacture of building products
CN113816628B (en) Preparation process of sulphoaluminate cement clinker
KR101285699B1 (en) Method of quick lime and Crack inhibitor using the same
RU2258684C1 (en) Raw mixture for making facing ceramic tile
WO2023153260A1 (en) Co2 fixation ceramic and method for producing co2 fixation product
RU2317271C1 (en) Method of production of the cement clinker and the additive in the raw mixture for production of the cement clinker
SU1726438A1 (en) Ceramic body for manufacture of facing tiles
CN107162445A (en) A kind of method that portland cement is prepared by carbide slag and copper ashes melting slag
SU1128525A1 (en) Raw mixture for producing heat-resistant concrete
US1238020A (en) Refractory material and process of making the same.
RU2247696C1 (en) Ceramic binder of high-pressure steam curing and method for production of ceramic materials using the same