Патент на изобретение №2358929
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА
(57) Реферат:
Изобретение относится к составу сырьевой смеси для производства портландцементного клинкера и может найти применение в промышленности строительных материалов. Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера содержит, мас.%: отход дробления известняка 77-88, флотационный отход углеобогащения 7-16, фторангидрит 3-6 и пиритные огарки – остальное. Технический результат – использование техногенных отходов для производства клинкера и цемента на его основе с высокими прочностными характеристиками при сжатии и растяжении. 3 табл.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству цемента, в частности к сырьевым смесям, из которых получают портландцементный клинкер. Использование отходов различных отраслей промышленности в качестве одного из компонентов сырьевой смеси при производстве цемента известно. Так в сырьевых смесях цементного клинкера (патенты РФ Известно, что развитие угольной отрасли сопровождается накапливанием отходов угледобычи и углеобогащения, утилизация которых в настоящее время стоит наиболее остро. Полезное применение их также известно. В частности, отход углеобогащения стали использовать и в производстве строительных материалов. Так, вяжущее по патенту РФ Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в разработке состава сырьевой смеси для получения портландцементного клинкера с использованием только отходов промышленности, а из полученного портландцементного клинкера без введения при помоле дополнительных корректирующих добавок можно получить цемент с прочностью марки М300, не увеличивая при этом энергоемкости процесса. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что известная сырьевая смесь, содержащая известковый компонент и отход углеобогащения, дополнительно содержит фторангидрит и пиритные огарки, в качестве известкового компонента содержит отход дробления известняка, а в качестве отхода углеобогащения – флотационный отход при следующем соотношении компонентов, мас.%:
В отличие от прототипа предлагаемая сырьевая смесь дополнительно содержит фторангидрит, пиритные огарки, в качестве известкового компонента отход дробления известняка, а отхода углеобогащения – флотационный отход. Отходы дробления известняка представляют собой отсевы при производстве извести, которые образуются при подготовке известняка к обжигу в результате сортировки по размерам кусков породы и дроблении более крупных негабаритных кусков. Флотационные отходы образуются в качестве побочного продукта в угольной промышленности. Отходы флотации мелких классов углей – это тонкодисперсные глинистые минералы, тонкоизмельченные обломочные породы и органическое вещество, содержание которого достигает 40%, и являются наиболее сложным веществом в отношении утилизации. Фторангидрит получается в качестве побочного продукта на заводах сублиматной и химической промышленности, вырабатывающей фтористо-водородную кислоту, безводный фтористый водород, фтористые соли. В массе фторангидрита имеются вкрапления неразложившегося исходного флюорита CaF2. Сульфат кальция образуется в виде тонкозернистого и мелкокристаллического ангидрита. Пиритные огарки представляют собой отходы химической промышленности при производстве серной кислоты в процессе обжига исходного сырья – пиритных концентратов. Таким образом, заявляемая сырьевая смесь для производства портландцементного клинкера полностью состоит из техногенных отходов. Указанные отличия позволяют не только снизить стоимость производства портландцементного клинкера, утилизировать указанные отходы промышленности, но и частично решить экологическую проблему, связанную с разрастанием карьеров при добыче основных компонентов для производства цемента, и расширить сырьевую базу получаемых цементов. При этом получить цемент с прочностными характеристиками (Rсж, Rизг), которые соответствуют марке М300 и удовлетворяют требованиям ГОСТ 10178-85*. Наряду с этим предоставляется возможность снижения расхода энергоресурсов на обжиг за счет содержания в сырьевой смеси флотационных отходов, которые по своей химико-минералогической природе очень близки к неорганической части углей и при обжиге способны аккумулировать дополнительное тепло, снижая тем самым температуру плавления сырьевой смеси. Из известного заявителям уровня техники не обнаружены сырьевые смеси для получения портландцементного клинкера, которые содержат отход дробления известняка, отход флотационного углеобогащения, фторангидрит и пиритные огарки в заявляемых соотношениях, что подтверждает новизну предлагаемого изобретения и соответствие изобретательскому уровню. Введение фторангидрита, содержащего в определенных количествах сульфат кальция, оказывает благоприятное действие на реакции клинкерообразования. Он ускоряет реакции силикатообразования, снижает температуру образования C3S, стабилизирует Введение пиритных огарков приводит к повышенному содержанию Fe2O3, который служит плавнем и обеспечивает улучшение спекания клинкера при обжиге, а также способствует образованию алюмоферритной фазы. Далее изобретение поясняется примером конкретного выполнения. Химический состав исходных сырьевых материалов, приведенный к 100%, представлен в табл.1, 2.
Для экспериментальной проверки заявленного состава были приготовлены восемь вариантов сырьевых смесей для получения портландцементного клинкера (см. таблицу 3). Образцы изготавливались традиционным способом по сухой технологии в следующей последовательности. Данные сырьевые компоненты подвергались предварительному дроблению в щековых дробилках и сушке в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре (110±5)°С; затем осуществлялись ряд операций: гомогенизация в шаровой мельнице, навеска сырьевых материалов с учетом их процентного соотношения; помол и гомогенизация сырьевой смеси в шаровой вращающейся мельнице до удельной поверхности Из представленных данных видно, что использование предлагаемых составов для изготовления цементного клинкера из сырьевых компонентов в указанных пределах позволяет решить поставленную задачу. Цемент, получаемый из портландцементного клинкера, изготовленного на основе техногенных отходов согласно заявляемым рецептурам, имеет прочностные характеристики выше Rсж=29,4 МПа, Rизг=4,4 МПа, соответствует марке М300 и удовлетворяет требованиям ГОСТ 10178-85*.
Формула изобретения
Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера, включающая известковый компонент и отход углеобогащения, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фторангидрит и пиритные огарки, в качестве известкового компонента используется отход дробления известняка, а отхода углеобогащения – флотационный отход при следующем соотношении компонентов, мас.%:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||