ТД АсбоЦем. Все права защищены. www.asbocem.ru (495) 799-40-54
Влияние состава и свойств сырья на технологические
параметры подготовки сырьевой смеси
Переход к промышленному выпуску особо быстротвердеющих и высокопрочных цементов марок
М700-М900 требует улучшения технологических параметров на всех стадиях производства цемента в мешках. Подготовка сырьевой смеси к обжигу должна обеспечить: постоянство химического состава сырьевой смеси, поступающей в печь для получения клинкера нормированного состава, высокую реакционную способность сырьевой смеси как в области твердофазовых реакций, так и в зоне спекания, наиболее благоприятное физическое состояние сырьевой смеси в печи для эффективного восприятия тепла от пылегазового потока.
Реакционная способность цементных сырьевых смесей в основном зависит от химического состава смеси, природы сырья и его дисперсности. Различная реакционная способность цементных сырьевых смесей одинакового химического состава и дисперсности обусловлена различиями в физико-химической природе основных сырьевых компонентов - известкового и силикатного.
Глины, используемые цементной промышленностью, по своему генезису представляют собой горные породы осадочного происхождения с примесями как остатков материнской породы, так и минералов, осаждавшихся одновременно с глинистыми минералами или впоследствии принесенных извне. Многие глины содержат песок, окислы железа и магния, зерна неразложившихся полевошпатовых минералов, глауконит, пирит. Как правило, наиболее крупные частички, затрудняющие процессы спекания, принадлежат именно этим примесям. Остатки полевошпатовых пород и глауконит, кроме того, вносят в состав глины весьма нежелательные при производстве высокопрочных и быстротвердеющих цементов щелочи.
Глины вносят в цементную сырьевую смесь главным образом кислотные и амфотерные окислы SiО2, Аl2О3 и Fе2О3. Силикатный модуль глин обычно колеблется в пределах 2-3, в редких случаях поднимаясь до 4-5, глиноземный - от 1,5 до 2,5 и в отдельных случаях повышается до 3-4.
Глины часто содержат и различные малые составляющие: гипс, рудные минералы, окислы Ва, Sr, Сц, Ni, Мо и многие другие. Некоторые из них оказывают положительное влияние на процесс клинкерообразования и, внедряясь в кристаллическую решетку клинкерных минералов, повышают их гидравлическую активность.
Из основных глинистых минералов в составе глин наиболее часто присутствуют следующие: каолинит, монтмориллонит и гидрослюды. Реже встречаются галлуазит, аллофан и другие минералы. Глинистые минералы характеризуются весьма небольшими размерами кристаллов - 2-4 мк, однако при наличии природных "клеев" - солей железа и тому подобных веществ эти кристаллы группируются в агрегаты частиц, обладающие в зависимости от генезиса различной плотностью, размучиваемостью и достигающие в поперечнике нескольких десятков микрон. Количество агрегированных частиц, имеющих коллоидные размеры, изменяется у различных глин от 5 до 80%.
Реакционная способность глин определяется их химическим составом, типом структуры глинистых минералов, комплексом обменных катионов и величиной удельной поверхности.
По данным Ю. М. Бутта и В. В. Тимашева, наиболее высокой реакционной способностью в период протекания твердофазовых реакций (400-1250°C) характеризуются монтмориллонит, затем галлуазит, биотит, каолинит, а наименьшей - пирофиллит, мусковит и вермикулит. При дальнейшем повышении температуры реакционная способность этих глинистых минералов выравнивается.
Кислые окислы содержатся также в суглинках, сланцах, лёссах, песках. Однако эти разновидности цементного сырья характеризуются малой реакционной способностью, и использование их при производстве высококачественных цементов нежелательно.
Для производства высокопрочных и быстротвердеющих цементов наиболее благоприятны глины монтмориллонитового типа, легко размучивающиеся в воде, имеющие высокую удельную поверхность и не содержащие или содержащие в малом количестве посторонние примеси в виде песка, полевого шпата, охры и т. п.
Карбонатные породы, при меняемые в цементной промышленности в качестве известкового компонента сырьевой смеси, имеют различные микрокристаллические структуры, плотность, размалываемостъ, влажность, водопоглощение.
Наряду с размучивающимися карбонатными породами - мелами, рыхлыми и неплотными известняками - встречаются плотные мраморовидные породы с весьма высокой твердостью. Все они, как и глины, являются осадочными горными породами, состоящими из частиц кальцита и экзогенных минералов, в том числе органического происхождения.
Для технологии цемента особое значение имеют такие свойства известняковых пород, как их чистота, способность к размучиванию или размалываемость, определяющие в конечном счете дисперсность карбонатного компонента в сырьевой смеси и его реакционную способность.
Как и глины, известняки содержат в своем составе также и неорганические примеси, иногда нежелательные, например окремнелые твердые разности и кварцевые включения, реже - полезные, содействующие более быстрому протеканию реакций клинкерообразования, например гипсы или малые легирующие примеси в частности карбонаты марганца, сульфат стронция и др.
Некоторые цементные заводы работают на мергелях или смесях мергелей с глинами или известняками. Мергели представляют собой тонкую природную смесь глин и известняков в различных соотношениях. Тесный контакт между частицами глины и известняка вплоть до взаимного их проникания обусловливает весьма высокую реакционную способность этой разновидности цементного сырья.
Например, петрографический анализ мергелей завода "Октябрь" показал, что они представляют собой достаточно равномерный по составу конгломерат известкового и силикатного компонентов, и только в выветрелых разностях изредка встречаются небольшие скопления карбонатных или глинистых частиц, что не отражается существенно на однородности сырьевой смеси. Известковый компонент мергеля, вследствие условий генезиса и наличия примесей, имеет некоторые искажения кристаллической решетки.
Кроме дефектов, вызванных присутствием посторонних катионов, кальцит мергеля завода "Октябрь" характеризуется также наличием микротрещин (лакун), повышающих реакционную способность мергеля.
На рис.1 показан кристалл кальцита из сырьевой смеси, содержащий глинистые включения и сохранивший свою внешнюю форму. Подобные явления (в результате низкотемпературной диффузии при породообразовании) по мнению А. Смекала, обусловливают дефекты структуры, повышающие химическую активность материала.
 Спектральный анализ показал, что в состав основной породы мергелей завода "Октябрь" в небольших количествах входят: Мn, Ti, Р, Ni, Ва, Sr, Рb, Сr. Из них, как известно, фосфор и барий, а иногда и другие содействуют ускорению процессов клинкерообразования.
В отличие от мергелей заводов Новороссийской группы, характеризующихся высокой твердостью, мергели Амвросиевского завода способны размучиваться. уникальным сырьем являются мергели польского завода в г. Грошовице, имеющие химический состав, отвечающий требованиям портландцементной сырьевой смеси, и в то же время полностью "распускающиеся" в воде с образованием тонкодисперсного шлама ("шламирующиеся мергели").
|
Т о р г о в ы й Д о м А с б о Ц е м
КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ
|
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
(495) 799-40-54 asbocem@mail.ru