Способ получения высокоглиноземистого цемента. Патент глиноземистый цемент


способ получения глиноземистого цемента - патент РФ 2353596

Изобретение относится к технологии производства глиноземистых вяжущих, используемых в составе огнеупорных изделий, а также строительных композиций сульфатостойких и расширяющихся цементов. Способ получения глиноземистого цемента включает измельчение известкового и алюминатного компонентов до размера частиц не более 30 мкм, их дозировку, введение добавки глиноземистого цемента, перемешивание, увлажнение, брикетирование с последующим обжигом полученных брикетов при температуре 1200-1250°С и тонкий помол продуктов обжига. Брикетирование смеси осуществляют под давлением не менее 15 МПа в брикеты размером не более 60 мм. Технический результат - сокращение технологического цикла производства глиноземистого цемента. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к технологии производства глиноземистых вяжущих, используемых в составе огнеупорных изделий, а также строительных композиций сульфатостойких и расширяющихся цементов.

Известен способ получения глиноземистого цемента спеканием во вращающихся печах (Кузнецова Т.В., Талабер И. Глиноземистый цемент. М.: Стройиздат, 1988, с.77).

Недостатками указанного способа считают большие теплопотери, повышенный пылеунос и склонность к образованию в зоне спекания так называемых «настылей», минеральных отложений на поверхности огнеупорной футеровки, особенно в случае, когда в составе сырьевой смеси содержание оксида железа превышает 5%.

Известен другой способ получения глиноземистого цемента спеканием в камерных нагревательных печах (туннельных или кольцевых), включающий измельчение известкового (кальциевого) и алюминатного компонентов, их дозировку, перемешивание, увлажнение и брикетирование с последующим обжигом при температуре 1200-1250°С полученных брикетов в камерной нагревательной печи и тонкий помол продуктов обжига. С целью повышения прочности сырых брикетов в состав сырьевой смеси также вводят до 5% глиноземистого цемента (Кузнецова Т.В., Талабер И. Глиноземистый цемент. М.: Стройиздат, 1988, с.76). Указанная технология заимствована из технологии производства керамического кирпича и отличается весьма длительным технологическим циклом. Для туннельных печей он составляет не менее одних суток, а для кольцевых может достигать 2-3 суток. Указанная особенность обусловлена массивностью огнеупорной футеровки печей, а также значительными размерами брикетов, поступающих на обжиг. Обычно они представляют собой параллелепипед с размерами стандартного кирпича 250×120×65 мм. Как огнеупорная футеровка печи, так и кирпич-брикет не допускают ускоренного режима нагрева и охлаждения. Форсированный режим нагрева или охлаждения сопровождается разрушением футеровки и брикетов вследствие «термошока».

Недостатками данного способа являются повышенная длительность технологического цикла и, как следствие, массивности обжиговых печей и низкой интенсивности обжига в них, высокий уровень капитальных затрат производства. Указанное сочетание обуславливает высокую стоимость продукции, что исключает рентабельность данного способа при малых и средних масштабах производства.

Техническая задача, решаемая в изобретении, заключается в создании технологии, отличающейся от известной сокращенным технологическим циклом.

Для получения указанного результата предлагается способ получения глиноземистого цемента, включающий измельчение известкового и алюминатного компонентов, их дозировку, введение добавки глиноземистого цемента, перемешивание, увлажнение, брикетирование с последующим обжигом полученных брикетов при температуре 1200-1250°С и тонкий помол продуктов обжига, в котором известковый и алюминатный компоненты измельчают до размера частиц не более 30 мкм, брикетирование смеси осуществляют под давлением не менее 15 МПа в брикеты размером не более 60 мм.

Дополнительно в состав смеси, включающей известковый и алюминевый компоненты, вводят 1-3% тонкоизмельченного, короткопламенного твердого топлива, например нефтекокса, и 1-2% пластификатора, например ЛСТ (лигносульфонат технический), а продукт обжига, глиноземистый клинкер, размалывают до размера частиц не более 50 мкм в присутствии пластификатора и глиноземсодержащего компонента.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли с использованием материалов, химический состав которых приведен в табл.1.

Таблица 1
Компоненты Содержание компонентов в мас.%
П.п.пSiO2Al2О 3Fe2 O3CaO MgO SO3
Гидрат глинозема 4,340,7 94,40,06 -- -
Известняк 43,3 0,150,09 0,0355,51 0,130,004
Известь гидратная 38,7 0,160,1 0,03361,0 0,140,004
Цемент глиноземист. - 2,859,2 3,131,7 1,41,6

Исходные компоненты со средним размером частиц 30 мкм (гидрат глинозема) и 25 мкм (известковый компонент) тщательно перемешивали, увлажняли и брикетировали, варьируя давление, в цилиндры диаметром и высотой 20 мм. В качестве контрольного использовали композицию, в составе которой известковый компонент, гидратная известь, имели средний размер частиц 80 мкм. Высушенные брикеты обжигали в электронагревательной печи при температуре 1250°С. Качество обжига контролировали по содержанию в продуктах обжига несвязанной извести - СаОсв . Необходимый уровень завершения процесса связывания извести - алюминатные соединения соответствует остатку СаОсв не более 0,5%.

В табл.2 приведены данные для экспериментальных обжигов.

Таблица 2
№ № опытов Экспериментальный состав Контрольный состав
Р, МПаВремя, мин CaOсв, % Р, МПа Время, минCaO св, %
10** 306,4 030 8,26
2 0** 600,9 060 5,7
3* 0** 1200,25/0,5 0 1202,9/3,3
4 1530 6,715 308,1
5 1560 0,815 605,5
6* 15120 0,2/0,415 1202,6/3,2
7 5030 5,750 308,95
8 5060 0,750 606,0
9* 50120 0,2/0,350 1202,0/2,4
Примечание: * - в знаменателе представлены данные, полученные при обжиге образцов, имеющих размер 60×60 мм.
** - высушенные брикеты, сформованные без давления, вручную, имеют малую прочность, крошатся, особенно на кромках.

Из представленного следует, что в сравнении с контрольным составом, содержащим грубодисперсный известковый компонент, в заявляемой смеси процесс клинкерообразования протекает значительно быстрее и близок к завершению после 60 мин обжига. Применение брикетирования с усилием при формовании 15 МПа и более позволяет избежать потерь сырья от частичного разрушения образцов. Увеличение размера брикетов свыше 60 мм нецелесообразно, поскольку снижает их термостойкость. Кроме того, с укрупнением размера снижается удельная поверхность теплопередачи материала, что увеличивает количество несвязанной извести, а также адекватным образом, в квадратичной зависимости, возрастает усилие прессования и, как следствие, энергопотребление и стоимость пресса.

В следующей серии опытов в смесь из гидрата глинозема и карбоната кальция вводили тонкоизмельченный нефтекокс, имеющий зольность 1%, и пластификатор - лигносульфонат технический (ЛСТ). Смеси из указанных компонентов брикетировали при усилии 15 МПа в цилиндры с диаметром и высотой, равной 20 мм, и обжигали при температуре 1250°С в течение 60 мин.

Результаты серии содержатся в табл.3.

Таблица 3
№ № Добавка ЛСТ, %Добавка нефтекокса, %Влажность брикетов, %СаОсв , %
5-1 - -16 1,1
5-2 1 -14 0,9
5-3 2 -13 0,8
5-4 - 116 0,8
5-5 - 317 0,3
5-6 1 314 0,2

Как следует из результатов, представленных в табл.3, введение в состав сырьевой смеси пластифицируещей добавки снижает влажность брикетов, что сокращает длительность их сушки и таким образом способствует ускорению клинкерообразования. В присутствии нефтекокса клинкерообразование ускоряется в еще большей степени.

Полученный клинкер размалывали в лабораторной мельнице с добавкой тонкодисперсного глинозема от 10 до 50% в присутствии добавки пластификатора ЛСТ до полного прохождения сквозь сито с ячейкой 50 мкм.

Цементы, полученные таким образом, испытывали на прочность по сжатию в возрасте 1 сутки в образцах-таблетках диаметром и высотой 28 мм. Пластичность цементного теста, из которого готовили образцы, соответствовала расплыву «лепешки» на вискозиметре Суттарда 150+5 мм.

Полученные результаты приведены в табл.4.

Таблица 4
№ № составов Вид добавки Свойства композиции
глиноземлет Водоцементное отношение, %Прочность на сжатие, МПа
Ц-1* - -0,3 25,1
Ц-2 10 -0,32 20,5
Ц-3 30 -0,35 16,4
Ц-4 50 -0,37 14,1
Ц-5 30 10,3 18,9
Ц-6 30 30,21 35
* - контрольный состав

В сравнении с контрольным составом Ц-1 добавка тонкодисперсного глинозема, составы Ц2-Ц-4, увеличивает водопотребность и снижает прочность образов. С введением в составы, содержащие глинозем, пластификатора, составы Ц-5, Ц-6, водопотребность падает, а прочность возрастает.

Ускоренное клинкерообразование при относительно низких температурах обжига, достигаемое в заявляемом способе, следует объяснить повышенным значением удельной поверхности сырьевых компонентов, уровень которой обратно пропорционален размеру частиц, а также высокой химической активностью продуктов их термического разложения (дегидратации и декарбонизации). В этом случае синтез алюминатов кальция, составляющих минералогическую основу глиноземистого цемента, осуществляется путем твердофазовых реакций. Добавка в брикетируемую смесь пластификатора снижает ее водопотребность и, таким образом, уменьшает расход тепла на испарение воды и сокращает технологический цикл. Еще в большей степени этот цикл сокращает введение в смесь нефтекокса, горение которого ускоряет разложение карбонатов и гидратов и, одновременно, создает восстановительную среду внутри брикета. Известно, что в этом случае ускоряется синтез многих минералов, в т.ч. и алюминатов кальция.

Введение в состав цемента добавки глинозема повышает огнеупорность изделий на основе такой композиции. Однако при этом понижается их прочность. Пластифицирующая добавка снижает водопотребность и, таким образом, компенсирует разбавление клинкера глиноземом. Более того, эта добавка способствует более тонкому измельчению клинкера, что ускоряет твердение и увеличивает конечную прочность глиноземистого цемента.

Из представленных данных следует, что длительность стадии собственно обжига в заявляемом способе возможно сократить до 1 часа. В этом случае общая продолжительность технологического цикла производства глиноземистого цемента с учетом разогрева и охлаждения составит от 4 до 12 часов. То есть при наличии малогабаритной электропечи с объемом рабочего пространства от 1 до 10 куб.м, оснащенной механизированной загрузкой и разгрузкой, возможно осуществлять в течение одних суток от 2 до 6 обжигов. В этом случае выход продукции с 1 кубометра рабочего объема печи возрастет в 4-12 раз. При этом адекватно снизятся капитальные и эксплуатационные затраты на процесс, что позволит получить глиноземистый цемент по стоимости, соизмеримой с продуктом крупномасштабного предприятия.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения глиноземистого цемента, включающий измельчение известкового и алюминатного компонентов, их дозировку, введение добавки глиноземистого цемента, перемешивание, увлажнение, брикетирование с последующим обжигом полученных брикетов при температуре 1200-1250°С и тонкий помол продуктов обжига, отличающийся тем, что известковый и алюминатный компоненты измельчают до размера частиц не более 30 мкм, а брикетирование смеси осуществляют под давлением не менее 15 МПа в брикеты, размером не более 60 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав смеси, включающей известковый и алюминатный компоненты, вводят 1-3% тонкоизмельченного, короткопламенного твердого топлива, например нефтекокса, и 1-2% пластификатора.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт обжига размалывают до размера частиц не более 50 мкм в присутствии пластификатора и добавки глинозема.

www.freepatent.ru

способ обработки глиноземистого цемента - патент РФ 2336239

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к получению строительного раствора из глиноземистого цемента, исходным сырьем которого является высокоглиноземистый шлак, выплавляемый из боксита в доменных печах. Технический результат - снижение температуры обжига при высоком значении степени окисления серы. В способе обработки глиноземистого цемента, предназначенного для получения строительного раствора при затворении водой, путем его окислительного обжига, указанному обжигу подвергают глиноземистый цемент с размером частиц 0,04-0,08 мм при температуре 800-890°С. Окислительный обжиг проводят во вращающейся трубчатой печи с внешним или внутренним обогревом. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к получению строительного раствора (бетона) из глиноземистого цемента, исходным сырьем которого является высокоглиноземистый шлак, выплавляемый из боксита в доменных печах.

Исследования по влиянию химического состава и структуры шлака на вяжущие свойства цемента позволили разработать технические условия на высокоглиноземистый доменный шлак, состав которого обеспечивает получение цемента с высокими прочностными свойствами. В соответствии с ГОСТ 969-91 выпускается глиноземистый цемент с высокими прочностными свойствами трех марок: ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60. Глиноземистый цемент предназначен для изготовления быстротвердеющих строительных растворов и бетонов путем его затворения водой.

В таблице 1 приведен химический состав глиноземистого цемента, соответствующий маркам ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60.

Таблица 1
Химический состав глиноземистого цемента марок ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60, мольная доля, %
SiO 27-12
СаО38-42
Al2О3 38-43
MgO 1-1,5
TiO20,3-0,8
FeO 0,5-1
S 1,3-1,6

Для обеспечения физико-механических показателей цемента указанных марок тонкость помола составляет 0,08 мм, т.е. остаток на сите с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 составляет не более 10%.

Известен способ обработки глиноземистого цемента, заключающийся в предварительном измельчении глиноземистого шлака до крупности частиц менее 0,08 мм, отвечающей заданным физико-механическим свойствам цемента по ГОСТ 969-91. (Информационный материал «Цемент глиноземистый ГЦ 40, ГЦ 50, ГЦ 60 ГОСТ 969-91», обнаруженный на сайте http://www.speccement.ru).

При затворении глиноземистого цемента водой выделяется сероводород с неприятным запахом. Причиной данного эффекта является наличие серы в химическом составе глиноземистого цемента (см. табл.1).

При существующей технологии производства глиноземистого цемента сера в виде сульфатов и сульфидов железа поступает в доменную печь в основном рудой и коксом. В печи при высоких температурах сульфиды разлагаются, и незначительная доля серы в виде оксидов удаляется с газами, а большая часть серы соединяется с оксидом кальция, образуя сульфат (CaSO4). При доменной плавке в восстановительной атмосфере сульфат восстанавливается до сульфида кальция (CaS). Система: сернистый газ - шлак в горне печи находится в состоянии равновесия, а сера в расплаве - в виде сульфида кальция, который переходит в глиноземистый цемент.

Таким образом, при затворении глиноземистого цемента водой выделяется сероводород с неприятным запахом по реакции:

Известен способ обработки глиноземистого цемента, предотвращающий появление неприятного запаха при затворении водой (SU 50012). Согласно этому способу раздробленный клинкер (крупность частиц -1,2+0,5 мм) нагревают в окислительной атмосфере при температуре 900-1200°. Цемент, получаемый таким способом, при затворении его водой не имеет запаха сероводорода. Исчезновение запаха сероводорода является следствием окисления при термической обработке карбида кальция и сульфидов, присутствующих в глиноземистых шлаках.

Однако способ-прототип характеризуется высокой температурой процесса окислительного обжига, указанное обстоятельство приводит к увеличению расхода топлива и повышению капитальных затрат из-за применения дорогостоящих огнеупоров.

Таким образом, при расширенной сфере применения глиноземистого цемента из-за отсутствия запаха, существенные затраты характеризуют способ с отрицательной стороны.

Задача, на решение которой направлен заявляемый способ, заключается в снижении затрат на его осуществление за счет снижения температуры окислительного обжига при высоком значении степени окисления серы.

Поставленная задача решается тем, способ обработки глиноземистого цемента, предназначенного для получения строительных растворов путем затворения водой, заключающийся в том, что окислительный обжиг частиц глиноземистого цемента крупностью частиц 0,08-0,04 мм ведут при температуре 800-890°С.

В заявляемом способе возможно окислительный обжиг проводить во вращающейся трубчатой печи с внешним обогревом.

В заявляемом способе возможно также окислительный обжиг проводить во вращающейся трубчатой печи с внутренним обогревом.

Для устранения запаха сероводорода при затворении глиноземистого цемента водой производят окислительный обжиг глиноземистого цемента. При этом происходит переход серы из сульфидной в сульфатную. Химическая реакция такого перехода осуществляется по реакции:

Таким образом, при оптимальной крупности частиц исходного глиноземистого продукта и оптимальной температуре окислительного обжига происходит переход серы из сульфидной формы в сульфатную и, таким образом, исключается реакция (1), в результате которой происходит выделение сероводорода.

На основе нижеприведенных экспериментальных данных установлена оптимальная крупность частиц исходного глиноземистого продукта и температура окислительного обжига.

Известны опыты по удалению серы из глиноземистого материала в виде высокоосновых глиноземистых шлаков с крупностью частиц 0,5-1, 2 мм (см. Сборник трудов Уральского НИИ черных металлов «Шлаки черной металлургии», т.20, Свердловск. 1974 г., стр.103-109, статья авторов В.Н.Потанина, С.А.Бондаренко и др. «Десульфурация высокоосновного глиноземистого шлака»).

В описываемом опыте удаление серы проводили путем обработки продуктами сгорания топливной смеси при высоких температурах 800-1200°С в полупромышленном конвертере. При этом степень окисления серы в зависимости от температуры и времени выдержки не превышала 30%. Низкая степень окисления серы определяется крупностью частиц глиноземистого шлака (0,5-1,2 мм) в силу того, что процесс лимитируется подводом кислорода к зерну сульфида кальция. При температурах свыше 1100°С происходит частичное оплавление поверхности частиц, что еще более затрудняет доступ кислорода.

В предлагаемом способе окислительному обжигу подвергается глиноземистый цемент с крупностью частиц не менее 0,08 мм. Такая крупность позволяет увеличить удельную поверхность частиц шлака, улучшить доступ к ней кислорода и, в конечном счете, увеличить степень окисления серы.

При крупности частиц, например, 0,04 мм наблюдается повторное слипание частиц цемента, что приводит к уменьшению величины удельной поверхности частиц цемента и к снижению степени окисления серы.

Проведение процесса при температуре ниже 800°С приводит к возникновению кинетических затруднений в процессе окисления серы, что снижает степень ее окисления. При проведении процесса при температуре выше 890°С частицы цемента начинают спекаться, при этом снижается величина удельной реакционной поверхности и, таким образом, снижается степень окисления серы.

Для обоснования технического результата заявляемого способа приведены данные по влиянию крупности частиц глиноземистого цемента и температуры на степень окисления серы на примере, осуществляемом в заводских условиях.

Для воспроизведения условий способа использовали измельченный до крупности частиц более 20 мм, 1,2+0,5 мм, -0,8+0,04 мм и -0,04+0,01 мм. Химический состав глиноземистого цемента следующий: SiO2 12,75; СаО 38,32; Al2O3 40,29; FeO 0,90; Sобщ 1,60 и прочие 4,14. Процесс проводили в лабораторной трубчатой печи СУОЛ 0,25. Изменение температуры в рабочем пространстве печи регистрировали с помощью вторичного прибора - потенциометра КСП-4. В алундовую лодочку загружали 10 г цемента слоем около 10 мм. Затем лодочку помещали в рабочее пространство печи, включали электрический нагрев печи и доводили температуру в печи до рабочей. Каждые 15 мин навеску цемента перемешивали. Воздух для окисления серы вводили в рабочее пространство печи с помощью лабораторной воздуходувки через алундовую трубку. Процесс проводили в течение 1 ч при рабочих температурах 800; 890; 1000; 1100 и 1200°С. Результаты экспериментов представлены в таблицах 2 и 3.

1. Влияние крупности измельчения частиц.

Табл.2
№ опытаКрупность измельчения частиц, ммСодержание, % Степень окисления серы, %
S общSсульфатнаяSсульфидная
1более 20 1,600,041,56 2,50
2 -1,2+0,51,600,41 1,1925,63
30,08-9,04 1,601,080,52 67,50
4 -0,08+0,011,600,78 0,8248,75

Из данных таблицы следует, что оптимальная степень измельчения частиц шлака составляет -0,08+0,04 мм.

2. Влияние температуры на степень окисления.

Табл.3
№ опытаТемпература, °С Содержание, % Степень окисления серы, %
S общSсульфатнаяSсульфидная
1700 1,600,670,93 41,88
2 8001,600,97 0,6360,63
38901,60 1,080,5267,50
41000 1,600,810,79 50,63
5 11001,600,69 0,9141,13
61200 1,600.571,03 35,63

Из данных таблицы 3 следует, что оптимальная температура процесса лежит в диапазоне 800-890°С.

Для сравнения приведем данные степени окисления серы по способу-прототипу.

Процесс проводили на цементе того же химического состава и на той же экспериментальной установке, что и в заявляемом способе. Процесс проводили в течение 1 ч при рабочих температурах 900; 1000; 1100 и 1200°С.

Табл.4
№ опытаТемпература, °С Продолжительность, ч Содержание, %Степень окисления серы, %
SобщSсульфатная Sсульфидная
19001,0 1,600,411,19 25,63
2 10001,01,60 0,341,2621,25
31100 1,01,600,26 1,3416,25
412001,0 1,600,191,41 11,88

Из данных таблицы 4 следует, что степень окисления серы низка и составляет всего 11,88-25,63%. Низкие показатели объясняются высокой крупностью частиц глиноземистого цемента.

Таким образом, при высокой степени окисления серы, обеспечивающей потребительские свойства глиноземистого цемента, способ обработки глиноземистого цемента становится возможно осуществлять при более низкой температуре и иной крупности по сравнению с прототипом, что влияет на уменьшение расхода топлива и позволяет снизить затраты, связанные с применением огнеупоров для футеровки печи.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ обработки глиноземистого цемента, предназначенного для получения строительного раствора при затворении водой, путем его окислительного обжига, отличающийся тем, что указанному обжигу подвергают глиноземистый цемент с размером частиц 0,04-0,08 мм при температуре 800-890°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что окислительный обжиг проводят во вращающейся трубчатой печи с внешним обогревом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что окислительный обжиг проводят во вращающейся трубчатой печи с внутренним обогревом.

www.freepatent.ru

шихта для получения глиноземистого цемента - патент РФ 2473478

Изобретение относится к области производства глиноземистого цемента. Шихта для получения глиноземистого цемента, включающая боксит, известняк, металлический компонент, кокс, содержит известняк марганцовистый с содержанием марганца 6-15 мас.% и металлический компонент в виде лома при следующем соотношении компонентов шихты, совместно измельченных до крупности 1-3 мм, мас.%: боксит 45-52, кокс 0,7-0,8, указанный лом 5-10, указанный известняк остальное. Технический результат - обеспечение возможности использования известняка с повышенным содержанием примесей, получение глиноземистого цемента с пониженным тепловыделением и стабильной прочностью в 28-суточном возрасте. 1 пр.

Изобретение относится к области производства глиноземистого цемента.

Известна шихта для получения высокоглиноземистого цемента, содержащая компоненты, мас.%: известь 45-55 и глинозем 45-55,смесь которых подвергают нагреву в электродуговой печи с последующим введением в расплав дополнительно 20-25 мас.% глинозема (а.с. № 1300856, опубл. 04.07.1984, С04В 7/32).

Известна шихта для получения глиноземистого цемента, содержащая железистый боксит, известняк, железный скрап и кокс, при доменной плавке которой образуются чугун, скапливающийся в нижней части горна, и располагающийся над ним расплав глиноземистого шлака - клинкера глиноземистого цемента. (Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества. - М., 1973, с.446-449).

Наиболее близким аналогом является шихта получения глиноземистого цемента, включающая, мас.%: боксит 15-25, известняк 5-15, металлическая стружка 22-25, кокс 28-30 и шахтная порода от добычи бокситов 10-25, при доменной плавке которой образуются чугун и глиноземистый шлак - клинкер глиноземистого цемента. (А.С. 1541265, опубл. 07.02.1990).

Задачей заявленного изобретения является обеспечение возможности использования известняка с повышенным содержанием примесей, получение глиноземистого цемента с пониженным тепловыделением и стабильной прочностью в 28-суточном возрасте.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения глиноземистого цемента, включающая боксит, известняк, металлический компонент, кокс, содержит известняк марганцовистый с содержанием марганца 6-15 мас.% и металлический компонент в виде лома при следующем соотношении компонентов шихты, совместно измельченных до крупности 1-3мм, мас.%:

Боксит45-52
Кокс 0,7-0,8
Указанный лом5-10
Указанный известняк остальное

В конечном шлаке (клинкере глиноземистого цемента), содержащем незначительное количество оксидов марганца 1,5-4,0 мас.%, основными составляющими являются оксиды алюминия, кальция. Исследованиями физико-химических свойств шлаковой системы Аl2О3-СаО установлено, что количество СаО, взятое в определенном соотношении к Аl2О3 , снижает вязкость расплавов.

Использованы следующие материалы.

Боксит, содержащий, мас.%: Аl2 О3 45-53, SiO2 3-5, СаО 3,5-4,2, Fе 2О3 18-25.

Известняк с содержанием марганца 6-15 мас.%.

Кокс, содержащий, мас.%: Аl2O3 25,0-30,0, SiO2 43-50, СаО 14-16, Fe2O3 10-12.

Металлический лом с содержанием железа не менее 80 мас.%

Ниже приведены примеры исполнения изобретения, не исключающие других в объеме формулы.

Пример

Соотношение между компонентами шихты следующее, мас.%.: боксит 50, кокс 0,8, металлический лом, дробленый до размера не более 300 мм 10, известняк с содержанием марганца 15 мас.% 39,2. Методика проведения экспериментов по выплавке.

Все составляющие компоненты шихты сначала дробили до фракции 5 мм, затем размалывали до крупности 1-3 мм, после чего каждый компонент взвешивали в соответствии с составом шихты, смешивали в смесителе до получения однородной массы. Плавки проводили доменным процессом при температуре 1500°С, затем расплав сливали - из нижней части сливали расплав чугуна, а затем сливали в изложницы остальной расплав - глиноземистого шлака, после охлаждения его подвергали помолу, в данном примере до 3500 см2/г, и определяли свойства полученного глиноземистого цемента. Исследования показали: содержание в нем алюмината марганца до 5 мас.%, тепловыделение 50 Дж/г, прочность на марку 500 в первые сутки 34 МПа, через 3 суток 60 МПа, через 28 суток нет снижения прочности. Обычными для известных глиноземистых цементов являются тепловыделение 70 Дж/г и падение в прочности через 28 суток по сравнению с прочностью в 3-суточном возрасте.

Анализ проведенных экспериментов показывает, что использование в составе шихты марганцовистого известняка при заявленном соотношении компонентов улучшает свойства получаемого глиноземистого цемента. Технология может быть внедрена на любом из действующих заводов или организована без серьезных капитальных вложений на новом месте. Получаемые продукты - глиноземистый цемент и чугун, имеют, соответственно, следующие свойства: цемент - стабильное нарастание прочности и пониженное тепловыделение, а чугун - повышенное содержание марганца.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Шихта для получения глиноземистого цемента, включающая боксит, известняк, металлический компонент, кокс, отличающаяся тем, что она содержит известняк марганцовистый с содержанием марганца 6-15 мас.% и металлический компонент в виде лома при следующем соотношении компонентов шихты, совместно измельченных до крупности 1-3 мм, мас.%:

Боксит45-52
Кокс 0,7-0,8
Указанный лом5-10
Указанный известняк Остальное

www.freepatent.ru

Глиноземистый цемент

 

349158

О П И СА Н И Е изоьеитиния

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента ¹

М. Кл. С 04Ь 7/32

Заявлено 31.Ч11.1968 (№ 1266032/29-33) Приоритет 31 VII.1967, № 116376, Франция

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 666.948.4 (О88.8) Опубликовано 23Х111.1972. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 14.IX.1972

Авторы изобретения

Иностранцы

Жерар Анри Садран и Луиз Мари Ассод (Франция) Иностранная фирма

«Симант Лафарж» (Франция) Заявитель

ГЛИНОЗЕМИСТЫЙ ЦЕМЕНТ

Жаростойкость полученной цементной мас10 сы составляет 1780 С. Это особое свойство глиноземистого цемента объясняется присутствием в клинкере следующих добавок: глинозема (окпси алюминия) — кальцинированного продукта, специально приготовлен15 ного с очень высокой степенью измельчения (удельная поверхность по Б лену составляет минимально 6000 см- /г) и предназначенного для реакции с алюминатами, образующимися в процессе гидратации, с целью получения без20 водных алюминатов Са0. 2А1зОз и Са0.6А1 0з, криолита А1КаКс, способствующего образованию цементной связи при применении глиноземистого цемента, причем его действие в качестве флюса заключается в том, что он

25 способствует возникновению жидких фаз, в которых имеет место реакционное взаимодействие между наполнителем и связующим; лимоннокпслого натрия, служащего разжижителем и предотвращающего повышение же3Q сткости.

Изобретение относится к гли позе мистому цементу высокой огнеупорности. Известно, что глиноземистый цемент получают путем обжига в барабанных печах сырьево" смеси или сплавлением в отражательных печах. Однако получаемый при этом конечный продукт не обладает достаточно высокими огнеупорными свойствами.

Цель изобретения — повышение огнеупорности цемента.

Предлагаемый цемент содержит в качестве добавок глинозем, криолит и лимоннокислый натрий при следующем соотношении компонентов (в % по весу):

Клинкер 57,28 — 60,40

Глинозем 37,92 — 40,00

Криолит 1,50 — 2,50

Лимоннокислый натрий 0,18 — 0,22

Сущность изобретения заключается в следующем. Клинкер глиноземистого цемента получают путем обжига в барабанной печи в интервале температур 1550 — 1570 С сырья, содержащего 56 — 57% А1зОз и 42 — 43% CaCQ>.

При этом получают клинкер следующего сос:тава: %0 до 0,3%, А1еОз 69 — 71%, Ге. Оз до

0:,3%, СаО 28 — 30%. К измельченному клинкеру добавляют (в % вес.) 37,92 — 40,00 глинозеI.а А1зОз, 1,50 — 2,50 криолита А1КазРс и 0,18—

0,22 лимоннокислого натрия. Полученну.ю смесь перемалывают так, чтобы она содержала по меньшей мере 80 /с частиц с размером

5 менее 30 р. Затем смесь измельчают вторично и получают тонкую однородную смесь четырех компонентов.

349158

Предмет изобретения

Лимоннокислый натрий

0,18 — 0,22

Составитель О. Моторина

Редактор Л. )Каворонкова Техред Е. Борисова Корректор T. Миронова

Заказ 2873)13 Изд. М 1181 Тираж 406 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открьггий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Глиноземистый цемент на основе клинкера и добавок, отличающийся тем, что, с целью повышения огнеупорности, в качестве добавок он содержит глинозем, криолит и лимоннокислый натрий при следующем соотношении компонентов (в о/о по весу):

Клинкер

Глинозем

Криолит

57,2á — 60,40

37,92 — 40,00

1,50 — 2,50

  

www.findpatent.ru

Способ получения глиноземистого цемента

Изобретение относится к технологии производства глиноземистых вяжущих, используемых в составе огнеупорных изделий, а также строительных композиций сульфатостойких и расширяющихся цементов. Способ получения глиноземистого цемента включает измельчение известкового и алюминатного компонентов до размера частиц не более 30 мкм, их дозировку, введение добавки глиноземистого цемента, перемешивание, увлажнение, брикетирование с последующим обжигом полученных брикетов при температуре 1200-1250°С и тонкий помол продуктов обжига. Брикетирование смеси осуществляют под давлением не менее 15 МПа в брикеты размером не более 60 мм. Технический результат - сокращение технологического цикла производства глиноземистого цемента. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретение относится к технологии производства глиноземистых вяжущих, используемых в составе огнеупорных изделий, а также строительных композиций сульфатостойких и расширяющихся цементов.

Известен способ получения глиноземистого цемента спеканием во вращающихся печах (Кузнецова Т.В., Талабер И. Глиноземистый цемент. М.: Стройиздат, 1988, с.77).

Недостатками указанного способа считают большие теплопотери, повышенный пылеунос и склонность к образованию в зоне спекания так называемых «настылей», минеральных отложений на поверхности огнеупорной футеровки, особенно в случае, когда в составе сырьевой смеси содержание оксида железа превышает 5%.

Известен другой способ получения глиноземистого цемента спеканием в камерных нагревательных печах (туннельных или кольцевых), включающий измельчение известкового (кальциевого) и алюминатного компонентов, их дозировку, перемешивание, увлажнение и брикетирование с последующим обжигом при температуре 1200-1250°С полученных брикетов в камерной нагревательной печи и тонкий помол продуктов обжига. С целью повышения прочности сырых брикетов в состав сырьевой смеси также вводят до 5% глиноземистого цемента (Кузнецова Т.В., Талабер И. Глиноземистый цемент. М.: Стройиздат, 1988, с.76). Указанная технология заимствована из технологии производства керамического кирпича и отличается весьма длительным технологическим циклом. Для туннельных печей он составляет не менее одних суток, а для кольцевых может достигать 2-3 суток. Указанная особенность обусловлена массивностью огнеупорной футеровки печей, а также значительными размерами брикетов, поступающих на обжиг. Обычно они представляют собой параллелепипед с размерами стандартного кирпича 250×120×65 мм. Как огнеупорная футеровка печи, так и кирпич-брикет не допускают ускоренного режима нагрева и охлаждения. Форсированный режим нагрева или охлаждения сопровождается разрушением футеровки и брикетов вследствие «термошока».

Недостатками данного способа являются повышенная длительность технологического цикла и, как следствие, массивности обжиговых печей и низкой интенсивности обжига в них, высокий уровень капитальных затрат производства. Указанное сочетание обуславливает высокую стоимость продукции, что исключает рентабельность данного способа при малых и средних масштабах производства.

Техническая задача, решаемая в изобретении, заключается в создании технологии, отличающейся от известной сокращенным технологическим циклом.

Для получения указанного результата предлагается способ получения глиноземистого цемента, включающий измельчение известкового и алюминатного компонентов, их дозировку, введение добавки глиноземистого цемента, перемешивание, увлажнение, брикетирование с последующим обжигом полученных брикетов при температуре 1200-1250°С и тонкий помол продуктов обжига, в котором известковый и алюминатный компоненты измельчают до размера частиц не более 30 мкм, брикетирование смеси осуществляют под давлением не менее 15 МПа в брикеты размером не более 60 мм.

Дополнительно в состав смеси, включающей известковый и алюминевый компоненты, вводят 1-3% тонкоизмельченного, короткопламенного твердого топлива, например нефтекокса, и 1-2% пластификатора, например ЛСТ (лигносульфонат технический), а продукт обжига, глиноземистый клинкер, размалывают до размера частиц не более 50 мкм в присутствии пластификатора и глиноземсодержащего компонента.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли с использованием материалов, химический состав которых приведен в табл.1.

Таблица 1
Компоненты Содержание компонентов в мас.%
П.п.п SiO2 Al2О3 Fe2O3 CaO MgO SO3
Гидрат глинозема 4,34 0,7 94,4 0,06 - - -
Известняк 43,3 0,15 0,09 0,03 55,51 0,13 0,004
Известь гидратная 38,7 0,16 0,1 0,033 61,0 0,14 0,004
Цемент глиноземист. - 2,8 59,2 3,1 31,7 1,4 1,6

Исходные компоненты со средним размером частиц 30 мкм (гидрат глинозема) и 25 мкм (известковый компонент) тщательно перемешивали, увлажняли и брикетировали, варьируя давление, в цилиндры диаметром и высотой 20 мм. В качестве контрольного использовали композицию, в составе которой известковый компонент, гидратная известь, имели средний размер частиц 80 мкм. Высушенные брикеты обжигали в электронагревательной печи при температуре 1250°С. Качество обжига контролировали по содержанию в продуктах обжига несвязанной извести - СаОсв. Необходимый уровень завершения процесса связывания извести - алюминатные соединения соответствует остатку СаОсв не более 0,5%.

В табл.2 приведены данные для экспериментальных обжигов.

Таблица 2
№№ опытов Экспериментальный состав Контрольный состав
Р, МПа Время, мин CaOсв, % Р, МПа Время, мин CaOсв, %
1 0** 30 6,4 0 30 8,26
2 0** 60 0,9 0 60 5,7
3* 0** 120 0,25/0,5 0 120 2,9/3,3
4 15 30 6,7 15 30 8,1
5 15 60 0,8 15 60 5,5
6* 15 120 0,2/0,4 15 120 2,6/3,2
7 50 30 5,7 50 30 8,95
8 50 60 0,7 50 60 6,0
9* 50 120 0,2/0,3 50 120 2,0/2,4
Примечание: * - в знаменателе представлены данные, полученные при обжиге образцов, имеющих размер 60×60 мм.
** - высушенные брикеты, сформованные без давления, вручную, имеют малую прочность, крошатся, особенно на кромках.

Из представленного следует, что в сравнении с контрольным составом, содержащим грубодисперсный известковый компонент, в заявляемой смеси процесс клинкерообразования протекает значительно быстрее и близок к завершению после 60 мин обжига. Применение брикетирования с усилием при формовании 15 МПа и более позволяет избежать потерь сырья от частичного разрушения образцов. Увеличение размера брикетов свыше 60 мм нецелесообразно, поскольку снижает их термостойкость. Кроме того, с укрупнением размера снижается удельная поверхность теплопередачи материала, что увеличивает количество несвязанной извести, а также адекватным образом, в квадратичной зависимости, возрастает усилие прессования и, как следствие, энергопотребление и стоимость пресса.

В следующей серии опытов в смесь из гидрата глинозема и карбоната кальция вводили тонкоизмельченный нефтекокс, имеющий зольность 1%, и пластификатор - лигносульфонат технический (ЛСТ). Смеси из указанных компонентов брикетировали при усилии 15 МПа в цилиндры с диаметром и высотой, равной 20 мм, и обжигали при температуре 1250°С в течение 60 мин.

Результаты серии содержатся в табл.3.

Таблица 3
№№ Добавка ЛСТ, % Добавка нефтекокса, % Влажность брикетов, % СаОсв, %
5-1 - - 16 1,1
5-2 1 - 14 0,9
5-3 2 - 13 0,8
5-4 - 1 16 0,8
5-5 - 3 17 0,3
5-6 1 3 14 0,2

Как следует из результатов, представленных в табл.3, введение в состав сырьевой смеси пластифицируещей добавки снижает влажность брикетов, что сокращает длительность их сушки и таким образом способствует ускорению клинкерообразования. В присутствии нефтекокса клинкерообразование ускоряется в еще большей степени.

Полученный клинкер размалывали в лабораторной мельнице с добавкой тонкодисперсного глинозема от 10 до 50% в присутствии добавки пластификатора ЛСТ до полного прохождения сквозь сито с ячейкой 50 мкм.

Цементы, полученные таким образом, испытывали на прочность по сжатию в возрасте 1 сутки в образцах-таблетках диаметром и высотой 28 мм. Пластичность цементного теста, из которого готовили образцы, соответствовала расплыву «лепешки» на вискозиметре Суттарда 150+5 мм.

Полученные результаты приведены в табл.4.

Таблица 4
№№ составов Вид добавки Свойства композиции
глинозем лет Водоцементное отношение, % Прочность на сжатие, МПа
Ц-1* - - 0,3 25,1
Ц-2 10 - 0,32 20,5
Ц-3 30 - 0,35 16,4
Ц-4 50 - 0,37 14,1
Ц-5 30 1 0,3 18,9
Ц-6 30 3 0,21 35
* - контрольный состав

В сравнении с контрольным составом Ц-1 добавка тонкодисперсного глинозема, составы Ц2-Ц-4, увеличивает водопотребность и снижает прочность образов. С введением в составы, содержащие глинозем, пластификатора, составы Ц-5, Ц-6, водопотребность падает, а прочность возрастает.

Ускоренное клинкерообразование при относительно низких температурах обжига, достигаемое в заявляемом способе, следует объяснить повышенным значением удельной поверхности сырьевых компонентов, уровень которой обратно пропорционален размеру частиц, а также высокой химической активностью продуктов их термического разложения (дегидратации и декарбонизации). В этом случае синтез алюминатов кальция, составляющих минералогическую основу глиноземистого цемента, осуществляется путем твердофазовых реакций. Добавка в брикетируемую смесь пластификатора снижает ее водопотребность и, таким образом, уменьшает расход тепла на испарение воды и сокращает технологический цикл. Еще в большей степени этот цикл сокращает введение в смесь нефтекокса, горение которого ускоряет разложение карбонатов и гидратов и, одновременно, создает восстановительную среду внутри брикета. Известно, что в этом случае ускоряется синтез многих минералов, в т.ч. и алюминатов кальция.

Введение в состав цемента добавки глинозема повышает огнеупорность изделий на основе такой композиции. Однако при этом понижается их прочность. Пластифицирующая добавка снижает водопотребность и, таким образом, компенсирует разбавление клинкера глиноземом. Более того, эта добавка способствует более тонкому измельчению клинкера, что ускоряет твердение и увеличивает конечную прочность глиноземистого цемента.

Из представленных данных следует, что длительность стадии собственно обжига в заявляемом способе возможно сократить до 1 часа. В этом случае общая продолжительность технологического цикла производства глиноземистого цемента с учетом разогрева и охлаждения составит от 4 до 12 часов. То есть при наличии малогабаритной электропечи с объемом рабочего пространства от 1 до 10 куб.м, оснащенной механизированной загрузкой и разгрузкой, возможно осуществлять в течение одних суток от 2 до 6 обжигов. В этом случае выход продукции с 1 кубометра рабочего объема печи возрастет в 4-12 раз. При этом адекватно снизятся капитальные и эксплуатационные затраты на процесс, что позволит получить глиноземистый цемент по стоимости, соизмеримой с продуктом крупномасштабного предприятия.

1. Способ получения глиноземистого цемента, включающий измельчение известкового и алюминатного компонентов, их дозировку, введение добавки глиноземистого цемента, перемешивание, увлажнение, брикетирование с последующим обжигом полученных брикетов при температуре 1200-1250°С и тонкий помол продуктов обжига, отличающийся тем, что известковый и алюминатный компоненты измельчают до размера частиц не более 30 мкм, а брикетирование смеси осуществляют под давлением не менее 15 МПа в брикеты, размером не более 60 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав смеси, включающей известковый и алюминатный компоненты, вводят 1-3% тонкоизмельченного, короткопламенного твердого топлива, например нефтекокса, и 1-2% пластификатора.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт обжига размалывают до размера частиц не более 50 мкм в присутствии пластификатора и добавки глинозема.

www.findpatent.ru

Сырьевая смесь для получения глиноземистого цемента и способ получения глиноземистого цемента

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при производстве глиноземистого цемента. Технический результат изобретения - снижение температуры клинкерообразования, повышение ранней прочности и стабильности при длительных сроках твердения цементного камня. Сырьевая смесь для получения глиноземистого цемента, включающая глиноземсодержащий шлам и карбонатный шлам, в качестве глиноземсодержащего шлама содержит алюминатный шлам-отход от очистки природной воды, хлорированный и нейтрализованный до рН 8,5-9, а в качестве карбонатного шлама - шлам-отход водоумягчения ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный глиноземсодержащий шлам - 50-56, указанный карбонатный шлам - 44-50. В способе получения глиноземистого цемента, включающем смешение глиноземсодержащего шлама и карбонатного шлама с последующим обжигом полученной смеси, охлаждением и измельчением продукта обжига, в качестве глиноземсодержащего шлама используют алюминатный шлам-отход от очистки природной воды, хлорированный и нейтрализованный до рН 8,5-9, а в качестве карбонатного шлама - шлам-отход от водоумягчения ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный глиноземсодержащий шлам - 50-56, указанный карбонатный шлам - 44-50, а обжиг полученной смеси осуществляют при температуре 1300-1350°С. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Настоящее изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при производстве глиноземистого цемента.

Известна сырьевая смесь для производства глиноземистого цемента, включающая, мас.%: известняк - 20-30; глиноземсодержащий компонент - флюоритно-топазовая руда - 70-80 (см., например, SU № 503828, опубл. 16.03.1976, МПК 7 С 04 В 7/32).

Известен способ получения глиноземистого цемента, включающий обжиг сырьевой смеси, полученной из боксита и известкового компонента (ВОЛЖЕНСКИЙ А.В., Минеральные вяжущие вещества, Стройиздат, Москва, 1968, с.421-424).

Недостатками известной сырьевой смеси и способа получения глиноземистого цемента являются отсутствие ранней прочности и стабильности при длительном твердении цементного камня, а также повышенная температура клинкерообразования.

Ближайшим из аналогов предложенного изобретения является сырьевая смесь для получения глиноземистого цемента, включающая, мас.%: глиноземсодержащий шлам - вторичный продукт очистки сточных вод обработки алюминиевых сплавов - 52-95, карбонатный шлам - вторичный продукт водоочистки алюминиевой ленты - 5-48, а также способ получения глиноземистого цемента путем обжига указанной сырьевой смеси при температуре 1400-1500°С, с последующим измельчением продукта обжига (см. SU № 1604772, опубл. 07.11.1990, МПК 7 С 04 В 7/32).

Недостатками известной сырьевой смеси и способа получения глиноземистого цемента также являются отсутствие ранней прочности, отсутствие стабильности при длительном твердении, повышенная температура клинкерообразования.

Целью настоящего изобретения является снижение температуры клинкерообразования, повышение ранней прочности и стабильности при длительных сроках твердения цементного камня.

Поставленная цель достигается за счет того, что сырьевая смесь для получения глиноземистого цемента, включающая глиноземсодержащий шлам и карбонатный шлам, в качестве глиноземсодержащего шлама содержит алюминатный шлам - отход от очистки природной воды, хлорированный и нейтрализованный до рН 8,5-9, а в качестве карбонатного шлама - шлам-отход водоумягчения ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанный глиноземсодержащий шлам 50-56

указанный карбонатный шлам 44-50.

В способе получения глиноземистого цемента, включающем смешение глиноземсодержащего шлама и карбонатного шлама с последующим обжигом полученной смеси и измельчением продукта обжига, в качестве глиноземсодержащего шлама используют алюминатный шлам, хлорированный и нейтрализованный до рН 8,5-9, - отход от очистки природной воды, а в качестве карбонатного шлама - шлам-отход от водоумягчения ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный глиноземсодержащий шлам - 50-56, указанный карбонатный шлам - 44-50, а обжиг полученной смеси осуществляют при температуре 1300-1350°С.

Для приготовления сырьевой смеси используют алюминатный шлам-отход от очистки природной воды, хлорированный и нейтрализованный до рН 8,5-9, имеющий состав, мас.%: (на прокаленное вещество) Аl2O3 - 86,4, СаО - 1,5, SiO2 - 6, MgO - 2,6, F2O3 - 0,6, R2O - 1,0, SO3 - 1,4, Cl- - 0,5; шлам - отход водоумягчения ТЭЦ, имеющий состав, мас.%:

СаО - 92, SiO2 - 2,5, F2O3 - 1,5, MgO - 3, R2O - 1,0.

Вышеприведенные химические составы являются предпочтительными, но допустимы колебания в составах до 10% как в сторону уменьшения, так и увеличения, в зависимости от исходного сырья, используемого на конкретном предприятии.

Указанные компоненты перемешивают в шлам-бассейне и полученную смесь подвергают обжигу во вращающейся печи при температуре 1300-1350°С, продукт обжига охлаждают и размалывают в шаровой мельнице до остатка на сите №008 не более 10%.

Испытания полученного глиноземистого цемента проводят по действующему ГОСТу №969-91 на образцах - балочках 4×4×16 см.

Составы сырьевых смесей и свойства полученного глиноземистого цемента приведены в таблицах 1 и 2.

таблица 1Составы сырьевых смесей
№п/пхлорированный алюминатный шламшлам водоумягчения
15050
25644
35446

Состав 1 - хлорированный алюминатный шлам нейтрализован до рН 8,5,

Состав 2 - хлорированный алюминатный шлам нейтрализован до рН 8,7,

Состав 3 - хлорированный алюминатный шлам нейтрализован до рН 9.

таблица 2Свойства полученного глиноземистого цемента
№ п/пПрочность при сжатии в возрасте 6 часов, МПаПрочность при сжатии в возрасте 3 суток, МПаПрочность при сжатии в возрасте 28 суток, МПаПрочность при сжатии в возрасте 6 месяцев, МПа
1250405500510
2200380550580
3230400570600
прототип-300450400

Состав 1 обжиг сырьевой смеси осуществляют при 1300°С,

Состав 2 обжиг сырьевой смеси осуществляют при 1320°С,

Состав 3 обжиг сырьевой смеси осуществляют при 1350°С,

Прототип - обжиг сырьевой смеси осуществляют при 1450°С.

Вышеприведенные результаты испытаний свидетельствуют о том, что глиноземистый цемент, полученный из вышеприведенной сырьевой смеси, имеет пониженную температуру клинкерообразования, обладает повышенной ранней прочностью и стабильной прочностью при длительном твердении цементного камня.

1. Сырьевая смесь для получения глиноземистого цемента, включающая глиноземсодержащий шлам и карбонатный шлам, отличающаяся тем, что в качестве глиноземсодержащего шлама она содержит алюминатный шлам-отход от очистки природной воды, хлорированный и нейтрализованный до рН 8,5-9, а в качестве карбонатного шлама - шлам-отход водоумягчения ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Указанный глиноземсодержащий шлам 50-56

Указанный карбонатный шлам 44-50

2. Способ получения глиноземистого цемента, включающий смешение глиноземсодержащего шлама и карбонатного шлама с последующим обжигом полученной смеси, охлаждением и измельчением продукта обжига, отличающийся тем, что в качестве глиноземсодержащего шлама используют алюминатный шлам-отход от очистки природной воды, хлорированный и нейтрализованный до рН 8,5-9, а в качестве карбонатного шлама - шлам-отход водоумягчения ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный глиноземсодержащий шлам - 50-56, указанный карбонатный шлам - 44-50, а обжиг полученной смеси осуществляют при температуре 1300-1350°С.

www.findpatent.ru

Способ получения высокоглиноземистого цемента

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, к способам получения высокоглиноземистого цемента. Сущность изобретения: готовят сырьевую смесь смешиванием 24 - 26% карбоната кальция и 74 - 76% глинозема. Формуют двухслойные гранулы. Центральную часть гранулы накатывают из добавки, содержащей высокоглиноземистый цемент и пыль-унос из осадительных камер электрофильтров в соотношении 1 : 1 до 1 : 2 в количестве 3 - 10%. Обжиг проводят при температуре 1300 - 1380oС. При формовании гранул смесь увлажняют до 10 - 16%. Гранулирование ведут до размера гранул 5 - 10 мм. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к получению алюминатов кальция, используемых в качестве строительных материалов, цементов, связующего при производстве катализаторов и футеровочных материалов в химической промышленности.

Известен способ получения смеси моно- и диалюминатов кальция, используемых в качестве высокоглиноземистого цемента, включающий смешивание технического глинозема, отхода производства хлористого алюминия и известнякового компонента, обжиг полученной смеси при 1400-1450оС и последующее дробление, и помол образовавшегося клинкера до удельной поверхности 3000 см2/г [1] (прототип).

Недостатки известного способа недостаточная прочность и жаростойкость полученного продукта и нестабильность качества.

Известен способ получения смеси моно и диалюминатов кальция, также используемых в качестве цемента, заключающийся в обработке сточных вод, содержащих хлорид алюминия, суспензией мела в щелочном растворе с последующим обжигом сырьевой смеси (а.с. СССР N 1495322, кл. С 04 В 7/38, 1987).

Данный способ достаточно прост и надежен, однако качество получаемого продукта недостаточно стабильно.

Известен способ получения высокоглиноземистого цемента путем смешивания 65-75% технического глинозема и 25-35% вторичного продукта производства аммофоски, обжига смеси при 1300-1350оС с получением клинкера минералогического состава Са:Ca2=1:1 (а.с.СССР N 1578096, кл. С 04 В 7/32, 1988).

Известен способ получения высокоглиноземистого цемента путем смешивания известнякового компонента и глиноземистого формования гранул с добавкой метилцеллюлозы до влажности 1-2% дробления и помола [2] Недостатки известного способа недостаточная стабильность качества получаемого продукта, т.е. разброс от партии к партии по показателям прочности и сопротивлению к деформативному воздействию высоких температур, низкая активность компонентов сырьевой смеси вызывает необходимость применения высоких температур синтеза, малый выход продуктов реализации.

Цель изобретения разработка способа получения высокоглиноземистого цемента-смеси моно- и диалюминатов кальция минералогического состава Са:Ca2=1:1, обладающей высокой стабильностью качества по прочности и огнеупорности.

Поставленная цель достигается способом получения высокоглиноземистого цемента, включающим приготовление сырьевой смеси путем смешивания карбоната кальция и глинозема, гранулирование смеси, обжиг, охлаждение, дробление полученного клинкера и помол. Сырьевую смесь гранулирует совместно с добавкой, содержащей высокоглиноземистый цемент и пыль-унос из осадительных камер электрофильтров в соотношении 1:1 до 1:2 в количестве до 10% от массы сырьевой смеси. Обжиг осуществляют при температуре 1300-1380оС. Дробление полученного клинкера перед помолом проводят до размера частиц до 2 мм. Гранулирование проводят послойно, сначала накатывают гранулы из добавки, содержащей высокоглиноземистый цемент и пыль-унос из осадительных камер электрофильтров в соотношении от 1:1 до 1:2 в количестве до 10% от массы смеси, после чего на гранулирование подают сырьевую смесь. Гранулированию подвергают смесь исходных компонентов, увлажненную до влажности 10-16% и гранулирование ведут до размера гранул 5-10 мм.

Заявленный состав исходной сырьевой смеси и проведение процесса в точном соответствии с указанной последовательностью операций и их параметрами позволяет получать продукт стабильного качества, обладающий высокой прочностью, огнеупорностью и высоким сопротивлением деформативному воздействию высоких температур.

П р и м е р. Для приготовления сырьевых смесей используют 25% карбоната кальция и 75% глинозема. Измельченные исходные компоненты сырьевой смеси перемешивают. Используют добавку, содержащую высокоглиноземистый цемент и пыль-унос из осадительных камер электрофильтров в соотношении от 1:1 до 1:2 в количестве 10% от массы смеси. В гранулятор подают сначала указанную добавку в заданном количестве и накатывают гранулы, затем сырьевую смесь из исходных компонентов. Смесь увлажняют до 16% В результате грануляции получают гранулы размером 5-10 мм. Прочность гранул равна 16 кг/см2. Полученные гранулы обжигают в печи при температуре 1300-1380оС. Полученный клинкер охлаждают и подвергают дроблению до размера частиц до 2 мм. После дробления осуществляют помол дробленого клинкера до удельной поверхности 3000-3500 см2/г. Полученный высокоглиноземистый цемент подвергают испытаниям. Результаты испытаний представлены в таблице.

Из результатов испытаний явствует, что полученный по данному способу высокоглиноземистый цемент отличается высокой стабильностью качества.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТОГО ЦЕМЕНТА, включающий приготовление сырьевой смеси путем смешения карбоната кальция 24 - 26%, глинозема 74 -76% и добавки, формование двухслойных гранул, обжиг, охлаждение, дробление полученного клинкера и помол, отличающийся тем, что в качестве добавки используют высокоглиноземистый цемент и пыль-унос из осадительных камер электрофильтров в соотношении от 1:1 до 1:2 в количестве 3-10% от массы сырьевой смеси, при этом центральную часть гранул накатывают из указанной добавки, обжиг осуществляют при 1300 - 1380oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при формовании гранул сырьевую смесь увлажняют до влажности 10-16% и гранулирование ведут до размера гранул 5 - 10 мм.

Рисунок 1

www.findpatent.ru


Смотрите также