CC BY
1РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД 1Миронюк Н.А, 2Махсудова Н.Д, 3Якубжанова З.Б, 4Адилматова М.М
1'2'3'4Институт общей и неорганической химии АН РУз strom13.00@mail.ru https://doi.org/10.5281/zenodo.10659475
Аннотация. В статье приведены результаты исследований физико-механических свойств цементов на основе синтезированных клинкеров с использованием изверженных горных пород - диабаз-порфиритов месторождения «Чимкурган-Писталитау» как легкоплавкого компонента сырьевой смеси для обжига клинкера.
Ключевые слова: вулканическая горная порода, диабаз-порфирит, сырьевая смесь, помол смеси, обжиг, клинкер, цемент, физико-механические свойства.
Аннотация. Мацолада клинкер куйдириб олиш учун осон суюцланувчи компонент -вулцон тог жинси - диабаз-порфирит асосида синтез цилиб олинган цементларнинг физик-механик хоссаларини тадциц этиш буйича натижалар келтирилган.
Калит сузлар: вулцон тог жинси, диабаз-порфирит, хом ашё аралашмаси, аралашмани туйиш, куйдириш, клинкер, цемент, физик-механик хоссалар.
Abstract. The article presents the results of studies of the physical and mechanical properties of cements based on synthesized clinkers using igneous rocks - diabase-porphyrites of the Chimkurgan-Pistalitau deposit as a low-melting component of the raw mixture for clinker fifmg.
Keywords: volcanic rock, diabase-porphyrite, raw material mixture, mixture grinding, firing, clinker, cement, physical and mechanical properties.
Для достижения Национальных целей и задач в области устойчивого развития на период до 2030 года, Концепция охраны окружающей среды Республики Узбекистан устанавливает все аспекты сохранения экологического равновесия в республике, начиная с «совершенствования экологически безопасной системы обращения с отходами», до «экономического стимулирования разработки и внедрения безотходных и малоотходных технологий в производство, а также технологий по переработке отходов горнодобывающих и перерабатывающих производств». При этом, особую актуальность для цементной промышленности имеют технологические решения, направленные на снижение энергоёмкости производства клинкера, так как в себестоимости портландцемента до 7080% составляет стоимость клинкера. На его производство используются теплоносители в виде природного газа или каменного угля, затраты на которые составляют более 20% полной себестоимости цемента [1]. Как показали исследования, проведенные рядом ученых, имеются реальные возможности еще большего снижения расхода теплоносителя на обжиг клинкера применением в качестве компонента сырьевой смеси различных видов изверженных горных пород, имеющих значительно низкую температуру плавления, чем традиционные природные алюмосиликатные сырьевые материалы. Исследованиями, проведенными также в Институте общей и неорганической химии АН РУз установлено, что изверженные горные породы, повсеместно залегающие на территории Узбекистана с запасами в сотни миллионов тонн, могут использоваться как комплексное алюмосиликатное и железосодержащее сырье, обеспечивающее производство клинкера
при температуре на 100-150оС ниже, чем их производство на основе природных глинистых материалов и железосодержащих минерализаторов.
В связи с этим, целью проводимых исследований является исследование возможности применения одного из видов изверженных горных пород - диабаз-порфиритов месторождения «Чимкурган-Писталитау» как легкоплавкого компонента сырьевой смеси для обжига клинкера. При проведении технологических испытаний по оценке качества сырьевых компонентов с использованием диабаз-порфиритов месторождения «Чимкурган-Писталитау» для синтеза портландцементного клинкера применялись следующие методы: химический анализ сырьевых компонентов и продуктов обжига выполняли в соответствии с ГОСТ 5382 «Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа», оценку качества сырья проводили в соответствии с требованиями O'z DSt 2950:2015 «Материалы сырьевые для производства портландцементного клинкера. Технические условия», температура плавления диабаз-порфирита месторождения «Чимкурган-Писталитау» определена по специальной методике, разработанной в НЛиИЦ «Стром» ИОНХ АН РУз с использованием высокотемпературной электронагревательной печи. Составы сырьевых смесей и клинкеров рассчитаны по специальной программе в соответствии с разработанной методикой расчета для получения клинкеров по ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Общие технические условия»; ГОСТ 22266-94 «Цементы сульфатостойкие. Технические условия».
Результаты анализа по определению химического состава компонентов приведены в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав сырьевых компонентов
№ Наименование сырьевых компонентов Содержание оксидов, в пересчете на 100 %
п.п.п SiO2 AI2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 R2O £
1 Известняк «Шуроб» 42,11 3,41 0,75 0,70 51,08 1,65 0,10 0,20 100,0
2 Глина м-я «Хаудаг» 12,07 53,09 14,46 3,05 10,04 2,76 0,56 3,97 100,0
3 Диабаз-порфирит «Чимкурган- Писталитау» 5,60 46,30 15,08 10,23 6,19 8,80 1,40 6,40 100,0
4 Железосодержащий компонент - 34,71 5,23 49,45 4,10 2,50 0,49 2,70 100,0
5 Гипсовый камень м-я Коровулбазар-2 21,82 3,47 1,58 0,49 30,80 0,80 40,0 8 0,94 100,0
CaSO2.2H20 = 2,15 х 40,08 = 86,18%
Содержание оксидов в химическом составе сырьевых компонентов для производства клинкера на общестроительный и сульфатостойкий цементы регламентируется требованиями О^ DSt 2950:2015 [4].
По данным табл.1, известняк месторождения «Шуроб» и диабаз-порфирит «Чимкурган-Писталитау» по химическому составу полностью соответствуют требованиям указанного нормативного документа, предъявляемым к карбонатному и глинистому сырью для производства портландцементного клинкера, что позволяет рекомендовать их к
применению в качестве компонентов сырьевой смеси для производства портландцементного клинкера.
Исследование микроструктуры глины месторождения «Хаудаг» показало, что она включая частицы различных размеров, представленные плоскостью, на поверхности которой отмечены ромбоэдрические выступы, характерные для кварца.
При помоле сырьевой смеси № 1, регламентируемая НД тонкость помола по остатку на сите № 008 10-12% достигается через ~45 минут против ~35 минут для контрольной сырьевой смеси №13 (рисунок 2).
Рисунок 2. Тонкость помола сырьевых смесей с применением диабаз-
порфиритов месторождения "Чимкурган-Писталитау"
Сырьевые смеси с участием диабаз-порфирита обладают высокой реакционной способностью, усвоение СаОсв и образование клинкерных минералов при их обжиге происходит как в твердой, так и жидкой фазе с завершением процесса клинкерообразования при температуре (1320-1330)оС.
Установлено, что портландцементы, изготовленные из клинкеров, обожженных на базе сырьевых смесей с применением диабаз - порфиритов месторождения «Чимкурган-Писталитау», по физико-механическим характеристикам соответствуют требованиям, предъявляемым ГОСТ 10178-85 на общестроительные цементы марки ПЦ400-Д0.
REFERENCES
1. Указ Президента Республики Узбекистан «Об утверждении Концепции охраны окружающей среды Республики Узбекистан до 2030 года» № УП-5863 от 30 октября 2019 г. Источник: //http://uza.uz/ru/documents /ob-utverzhdenii-kontseptsii-okhrany-okruzhayushchey-sredy-re-31-10-2019.
2. Турсунова Г.Р. Разработка технологии получения портландцементов с новыми видами композиционных добавок //Авт. дисс. доктора философии (PhD). - Ташкент. 2023. - 44 с.
3. O'z DSt 2801:2013 Клинкер портландцементный. Технические условия.
4. O'z DSt 2950:2015 «Сырьевые материалы для производства портландцементного клинкера. Технические условия.
