|
| |
  |
Перейти на главную Журналы целесообразно также, как в нефелиновый цемент, вводить в качестве добавок известь и гипс. Нефелиновый портландцемент. Химический состав металлургических шламов позволяет применять их как сырьевые компоненты портландцементного клинкера, а также как активную минеральную добавку в производстве портландцемента и смешанных цементов. Для получения на основе нефелинового шлама сырьевой шихты типичного для портландцемента химического состава вводят в массу четыре компонента: около 41% шлама, 53 - известняка, 4,5 - боксита и 1,5% ипритных огарков. Установлено, что дефицитный боксит может быть заменен небольшими добавками веществ-минерализаторов, ускоряющих процессы клинкерообразования: СаРз - около 0,5 или CaSO - 3% от массы шихты. При введении минерализаторов сырьевая шихта может состоять из двух компонентов: примерно 50% нефелинового шлама и 50% известняка. Особенностью нефелинового шлама является повышенное содержание в нем щелочей, отрицательно влияющих на качество клинкера. В шламе, поступающем на обжиг клинкера, щелочей должно быть не более 2%, а водорастворимых примесей, вызывающих загустение сырьевой смеси,- 0,5%. Возгонка щелочей при обжиге клинкера ускоряется введением минерализаторов или водяного пара. Сырьевую смесь при использовании нефелинового шлама получают совместным мокрым измельчением компонентов с последующим корректированием химического состава. Нефелиновый шлам должен непрерывно перемешиваться для предотвращения возможности оседания твердой фазы. Шламовые ртходы, в отличие от обычного сырья для производства клинкера, содержат белит и другие гидравлически активные минералы. При их применении смесь, в значительной мере подготовленная, поступает во вращающиеся печи и для завершения реакций клинкерообразования требуется меньше топлива и времени, чем при производстве портландцемента на обычном сырье. В цементной промышленности накоплен промышленный опыт применения нефелинового шлама как основного сырьевого компонента портландцементного клинкера. Комплексное производство глинозема, содопррдуктов и цемента (рис. 2.16) на основе нефелинового сырья организовано на Ачинском комбинате. Волховском, Пикалев-ском заводах и других предприятиях. При комплексной переработке нефелинов на 1 т глинозема получают примерно 10 т цемента. Применение нефелинового шлама в качестве компонента цементной сырьевой смеси вместо традиционных видов сырья имеет определенные преимущества. Главное из них - повышение производительности вращающихся печей вследствие увеличения выхода клинкера из 1 т сырьевой смеси. Если для обычной портландцементной сырьевой смеси расход ее на 1 т клинкера - 1,55-1,60, а выход 3 1 4 Т-1 Q / -  Рис. 2.16. Схема комплексного производства глинозема, цемента и содопродуктов: / - скпад нефелиновой руды; 2 - склад известняка; 3 - подача оборотного раствора; 4 - шаровая мельница; 5 - вращающаяся печь; 6 - колосниковый холодильник; 7 - дробилка; 8 - выщелачиватель; Р, /7, 13 - мельницы; 10 - фильтр; 12 - цементная печь; 14 - силосы для цемента; 75 - автоклав; 16 - карбониза-тор; 77 - декомпозер; 7<? - фильтр; 7Р - печь для кальцинации; 2 - силосы для глинозема; 27-выпарные аппараты; 22 - центрифуга; 23 - печь для сушки соды; 24 - силосы для соды; 25- печь для сушки поташа; 26- силосы для поташа клинкера - 0,62-0,64 т, то для сырьевой смеси на основе нефелинового шлама, расход на 1 т продукта - 1,25-1,30 т, а выход клинкера из 1 т смеси - 0,75-0,80 т. Производительность печей повышается на 22-28%. Второе основное преимущество - существенное снижение удельного расхода тепла на обжиг клинкера за счет уменьшения тепловых затрат на карбонизацию известняка (вследствие уменьшения доли известняка в составе сырьевой смеси), а также снижения влажности шлама на 7-8% без применения разжижителей. При использовании разжижителей влажность шлама может быть уменьшена до 24-26%. Общее снижение удельного расхода тепла на 1 т клинкера может составить 25-32%. Определенные сложности в технологии использования нефелинового шлама в производстве портландцемента создают его специфические особенности: склонность к снижению текучести, загустеванию и схватыванию, а также повышению осаждаемости сырьевых цементных шламов. Первую особенность нефелинового шлама связывают с гидратацией содержащегося в нем двухкальциевого силиката. Склонность сырьевых шламов к оседанию объясняется повышенной плотностью нефелинового шлама (3,0-3,1 г/см), а также меньшей водоудержи-вающей способностью, чем у глины. Для нейтрализации повышенной осаждаемости шлама применяют постоянное механическое и пневматическое перемешивание для обеспечения необходимой дисперсности шлама. Нефелиновый и другие шламы в высушенном состоянии могут использоваться как активные минеральные добавки и компоненты смешанных цементов. Для повышения активности шламов эффективно увеличивать тонкость их измельчения до удельной поверхности порядка 5000 см7г. Замена до 15% клинкера в портландцементе нефелиновым шламом не приводит к существенному снижению прочности, а введение 30-70% шлама в цемент снижает его марочную прочность на 20-50%. При содержании в цементе более 15% шлама существенно ускоряются сроки его схватывания. Если нефелиновый шлам используется в качестве активной минеральной добавки, то в нем должно быть не более 2,5% щелочей, в том числе водорастворимых не более 0,5%. Бетоны на смешанных нефелиновых цементах в возрасте 180 сут достигают прочности бетонов на портландцементе, а в более позднем - могут превысить ее. При этом они отличаются более высоким соотношением между прочностями на растяжение и на сжатие. Смешанные нефелиновые цементы низкотермичны и используются как вяжущие для массивных бетонных сооружений. При 50%-ном содержании ылама тепловой эффект твердения снижается на 20-35%, а при 75%-ном - на 40-50% в возрасте 1-7 сут. Применение бокситовых (красных) шламов. Бокситовые шламы, отличающиеся от нефелинового высоким содержанием оксидов железа и алюминия, целесообразно применять в качестве комплексной корректирующей добавки при производстве портландцементного клинкера. Сырьевые смеси с добавкой бокситового шлама (12-15%) имеют повышенную текучесть, влажность их на 5-10% ниже влажности смесей, обычно применяемых в цементном производстве. Обжиг их идет при температуре на 50-70 °С ниже, чем смесей на основе традиционного сырья, чему способствуют высокая дисперсность бокситового шлама, его повышенная реакционная способность. Высокая дисперсность в сочетании с особенностями строения частиц бокситового шлама предупреждает расслоение суспензий, и это выгодно отличает красный шлам от нефелинового. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 |
