CC BY
11
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 234 Ш74
О ПРОЦЕССАХ КЛИНКЕРООБРАЗОВАНИЯ В СМЕСЯХ НА ОСНОВЕ НЕФЕЛИНОВОГО ШЛАМА
В. А БУТКЕШ14, Н, С. ДУБОВСКАЯ
(Представлена научным семинаром кафедры-технологии силикатов)
Для комплексною использования, включающего производство цемента, нефелиновых пород Ужурского месторождения, расположенного в Красноярском крае, необходимы исследования процессов клинкерооб-разования в сырьевых смесях, содержащих нефелиновый шлам. Содержание в последнем щелочных окислов и некоторых минералов клинкера в гидратированном виде сказывается на процессах клинкерообразования в этих смесях.
Настоящая работа посвящена исследованию процессов в сырьевых смесях, приготовленных с использованием нефелинового шлама в качестве глинистого компонента.
Предварительные исследования нефелинового шлама показали, что в составе исследуемых проб отсутствуют окислы щелочных металлов, а окись кальция входит в состав гидратированных силикатов кальция. Природа алюмооиликатной составляющей сырьевой смеси 1в да:н,ном случае отличается от природного глинистого сырья. Авторы сочли обоснованным предположение, что процессы разложения карбонатной составляющей и образование клинкерных минералов будут носить специфический характер, и провели исследование процессов клинкерообразования в сырьевых смесях в широком интервале величин коэффициента насыщения.
Химические составы используемых известняка и шлама и рассчитанных сырьевых смесей приводятся в табл. 1. Процентное содержание составляющих в смесях приведено в табл. 2.
Из известняка и нефелинового шлама, взятых в указанных соотношениях по весу, готовилась серия шихт. Шихты обжигались в силито-вой печи с двухчасовой выдержкой.
В продуктах обжига химическим методом устанавливались потери при прокаливании, свободная окись кальция и рассчитывалась окись
Таблица 1
Химический состав материалов
Наименование кн Содержание, %
материалов ъю, А1.,Оа Ре.Оу СаО N[$0 п.п.п .
Известняк 1,41 1,49 0,6 53,21 0,41 42,88
Нефел. шлам — 24,82 7,06 4,02 46,74 2,12 15,24
Смесь № 1 0,64 20,84 6,11 3,44 47,84 1,83 19,94
» 2 0,80 17,44 5,31 2,94 48,78 1,58 23,95
» 3 0,90 15,94 4,94 2,73 49,19 1,49 25,71
>> 4 0,95 15,27 4,79 2,62 49,38 1,42 26,52
Таблица 2
Компонентный состав смесей
Содержание смеси, °0 Модули К II
известняка нефел. шла^а п Р
17,0
31,5 37,9 40,8
83.0
68,5
62.1 59,2
2,19 2,10 2,08 2,06
1,77 1,80 1,80 1,82
0,64 0,80 0,90 0,95
кальция, иступившая во взаимодействие при обжиге. При расчете учитывалась окись кальция, связанная в соединении нефелинового шла-ма [1].
Результаты определений и расчетов представлены па рис. 1, 2, 3. Процессы разложения карбонатной составляющей смеси протекают главным образом ¡в интервале тем)перату,р 500—900°. Причем состав сырьевой смеси, т. е. содержание в ней нефелинового шлама существенной роли не играет. Скорость декарбонизации практически остается ПО-
20
18
16
/4
- 12
10
£ с
1- 6
ъ
Й- и
£
¿5 г
0
\ / - КН'ОМ 2 - КН * ОМ 1 -КН--0М 4 -хИ'0.95
к
\\\
\
\\
\\
|==
ДО? 700 800 900 то Температура1 вС
та
Рис. 1. Потери при прокаливании продуктов обжига
¿ОС <00 800 № Т2МПЦЩЦИ, V
Рис. 2, Содержание свободной окиси кальция в продуктах обжига
'Стошиной. Об этом можно 'судить ¡по 'изменению -потерь при прокаливал™ и содержанию свободной окиси кальция в продуктах обжига в указанном интервале температур.
После 900° окись кальция начинает усваиваться кислотными окислами с образованием соединений клинкера. С 900° кривая содержания свободной окиси кальция круто поворачивает вниз. При этом рассчитанное количество усвоенной окиси кальция (рис. 3) у т|рех исследуемых шихт растет.
Активное образование соединений клинкера имеет место при 1000-1100°. Выше 1100° усвоение окиси кальция продолжается, но значительно медленнее, при 1200е свободной окиси кальция остается небольшое коли-
Рис. 3. Скорость усвоения окиси кальция при обжиге смесей
1000 'ЮО 1?д0 Температура , °С
чество: 1—3%. Опытные образцы .из шихт 1 и \2 три этой температуре сильно оплавляются и в охлажденом состоянии содержат большое количество клинкерного стекла, легко обнаруживаемого невооруженным глазом.
Пользуясь диаграммой состояния системы СаО—8Ю2—А1203 нами рассчитаны кривые плавкости исследуемых составов шихт и установлен фазовый состав продуктов охлаждения [2].
На основе шихт 1 и 2 возможно получить белитовые клинкеры, а на основе шихт 3 и 4—алитовые с содержанием трехкальцевого силиката, соответственно 12—34% и 57—67%.
Таким образом, ¡нефелиновый шлам может быть использован в составе 'Сырьевой смеси в качестве тлиишстого компонента 1в широком .интервале его дозировки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ю. В. Никифоров, Р. А. Зозуля, Ж- М. О р ш е р. О процессах клинкере-образования в сырьевых смесях на основе магнезиальных доменных шлаков. Труды Гипроцемента, вып. XXXIII, Стройиздат, М.—Л., 1967.
2. Г. В. К У к о л е в. Химия кремния и физическая химия силикатов. Высшая школа, М, 1966.
