Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск
Вхід в абонемент


Интернет реклама УБС






ИССЛЕДОВАНИЯ декарбонизации

В портландцементного ПРОИЗВОДСТВЕ

И ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСИ фторид натрия

Изучено влияние примеси NaF на процессы декарбонизации и минерализации. Установлено, что 2% NaF резко ускоряют процесс. Это объясняется тем, что добавка NaF уменьшает концентрацию СаО за счет ускорения реакции взаимодействия его с SiO2 в мергеля и частично в Огарков. Результаты данной работы позволяют снизить затраты тепла на процесс спекания портландцементного клинкера.

исследований влияние добавки NaF на процесс декарбонизациы и минерализации. Установлено, что 2% NaF резко ускоряют процесс. Это объясняется тем, что примесь NaF уменьшает концентрацию по счет ускорение реакции взаимодействия его с SiO2 в мергель и огарков. NaF ускоряет роспад кальцита. Результаты данной работы дают возможность существенно понизить затраты тепла на процесс обжига портландцементного КЛИНКЕРА.

Портландцемент - наиболее важный и распространенный вид цемента. Его получают при нагревании известняка и глины или других материалов подобного валового состава и с высокой активностью до температуры 14500С. Проходит частичное плавление и образуются гранулы клинкера. Типичный клинкер имеет примерный состав: 67% CaO, 22% SiO2, 5% Al2O3, 3% Fe2O3, и 3% других компонентов и преимущественно содержит четыре главных фазы - Алит, Белита, алюминатных и ферритной фазы [1]

Чистая С3S содержит 73,7% СаО и 26,3% SiO2. Алита в клинкере преимущественно содержат 3-4% примесных оксидов. рентгеновские исследование порошков показывают, что в большинстве клинкеров Белита присутствует в виде в-модификации. Чистая С2S содержит 34,9% SiO2 и 65,1% СаО. Клинкерные Белита преимущественно содержат 4-6% примесных оксидов, главными из которых являются Al2O3 и Fe2O3. Рентгеноспектральный микроанализ алюминатных фазы клинкеров провести достаточно трудно из-за наложения пиков данной фазы на другие [2]. Чистая С3А содержит 62,3% СаО и 37,7% Al2O3. Ферритной фаза тесно перемешана с алюминатных. Типовой состав С4АF - 4,6% СаО, 21,0% Al2O3 и 32,9% Fe2O3. Фаза содержит около 10% примесей и намного меньше Fe2O3. Состав примерно соответствует формуле Ca2AlFe0, 6Mg0, 2Si0, 15Ti0, 05O5, выведенный из С4АF путем замещения некоторого количества Fe3 + на Mg2 + и одинаковые количества Si4 + и Ti4 +. Каждая фаза образуется при определенной температуре.

При спекании клинкера в цементной печи происходят высокотемпературные химические процессы. Это прежде всего декарбонизация и минерализация, от которых зависят сырьевые и энергетические затраты и качество цемента.

В табл.1. приведены содержание различных оксидов в наиболее распространенных марках портландцемента [2-3]. Здесь также приведены примерные фазовый состав этого материала. Главные компоненты портландцементом - высокоосновные силикаты кальция Ca3SiO5. и в-Са2SiO4 Кроме того, в портландцементе присутствуют алюминат кальция Ca3Al2O6 и алюмоферритов кальция приблизительного состава Ca4Al2Fe2O10.

Таблица 1

Химический и фазовый состав портландцементов

наиболее распространенных марок

Оксид | Содержание,% | Фаза | Содержание,%

CaO | 63 | C3A (Ca3Al2O6) | 5-12

SiO2 | 20 | C3S (Ca3SiO5) | 50-70

Al2O3 | 6 | в-C2S (Ca2SiO4) | 20-30

Fe2O3 | 3 | C4AF (Ca4Al2Fe2O10) | 5-12

SO3 2

MgO 2

Другое 3

В технологии вяжущих веществ принята несколько иная система обозначения компонентов, входящих в состав цемента. Каждый оксид сказывается одной буквой: СаО = С, SiO2 = S, Al2O3 = A, Fe2O3 = F, H2O = H. Формулы различных фаз в этих обозначениях выглядят следующим образом:

Ca2SiO4 = 2CaO? SiO2 = C2S

Ca3SiO5 = 3CaO? SiO2 = C3S

Ca3Al2O6 = 3CaO? Al2O3 = C3A

Ca4Al2Fe2O10 = 4CaO? Al2O3? Fe2O3 = C4AF

Целью данной работы было исследовать декарбонизации и минерализацию цементного сырья и влияние на них малых примесей NaF.

Первым этапом было исследовать реакционную способность сырья. Опыты проводились между известняком и огарков, мергелем и огарков, СаСО3 и Fe2O3, огарки и СаСО3. В качестве модельной реакции рассматривали взаимодействие кальций карбоната (ч.д.а.) с железа (iii) оксидом (ч.д.а.), которая сопровождалась потерей массы за счет выделения карбон (IV) оксида. Опыты проводились в изотермических условиях в течение двух часов при 600-10000С через каждые 500С. Соотношение кальций оксида в сырье с железа (iii) оксидом было одинаковое во всех образцах - моль на моль. Расчет производится по данным химического анализа сырья химический состав которой представлен в табл.2. Мергель и известняк являются основным источником СаО, входящий в процессе технологии в цементный клинкер, а в огарки значительное содержание Fe2O3. СаО - это основной оксид в составе портландцементного клинкера: на его долю приходится 63-67%. NaF как и другие незначительные количества щелочных оксидов (0,2-0,3%) производит минерализующий влияние на процесс формирования портландцементного клинкера, что обусловлено снижением температуры образования и увеличением количества жидкой фазы, а также ускорением растворения Белита в расплаве за счет подвижности ионов Na + и K + [4]. Следует обратить внимание на то, в мергеля и огарки содержится значительное содержание SiO2 и Al2O3, которых в известняке мало. Для вычисления теоретического выхода используется ВПП-это как правило СО2.

Таблица 2

Химический состав сырьевых материалов в% (по массе)

Сырье | ВПП | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | В содержание примесей

Известняк |

43.03 | 1.23 | 0.412 | 0.210 | 54.5 | 0.340 | 0.06 | 99.8

Мергель |

32.78 | 18.73 | 5.09 | 1.62 | 40.17 | 0.70 | 0.68 | 99.77

Огарок |

5.87 | 12.70 | 3.33 | 68.10 | 1.18 | 0.42 | 5.02 | 99,77

Как видно из рис.1 быстрее процесс декарбонизации происходит в мергеля, а в известняке несколько медленнее по сравнению с модельной реакцией, т.е. проводилось сравнение СаСО3 в известняке и мергеля и СаСО3 (ч.д.а.),

Рис.1 декарбонизации известняка, мергеля и модельной реакции

Термическое разложение огарков даже при 6000С полностью завершается (рис.2). Это объясняется нами тем, что имеющиеся в огарков и мергеля примеси SiO2 ускоряют спекания.

Рис.2 Сравнение реакционной способности огарков по сравнению

с модельной реакцией

Чтобы исследовать температуру которой можно снизить процесс декарбонизации в качестве примеси добавлялся NaF в количестве 1 - 5% по массе. Состав сырьевой смеси в соответствии с условиями производства. Равномерность распределения примеси, т.е. минерализатора, достигался методом постепенных разбавлений. Опыты проводились в изотермических условиях в течение двух часов при 500-7500С с интервалом 500С. Минерализаторами в цементной промышленности называются такие вещества, которые, будучи добавлены в небольшом количестве (0,1 - 1%) в


Страницы: 1 2