Сырье для цемента: СЫРЬЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТА

СЫРЬЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТА

Основные материалы, которые используются при производстве цемента – минералы, содержащие   оксид кальция,  кремнезем, глинозем и оксид железа.

Эти компоненты редко встречаются в одном виде сырья, поэтому для производства цемента  подбирают сырьевую смесь по следующим компонентам:

КАРБОНАТНЫЙ КОМПОНЕНТ (богатый известью) содержится в сырьевой смеси в кол-ве 76-80%:

• Известняк. Твердость по шкале Мооса 1,8-3,0. Чем древнее геологическая фракция, тем тверже. Одна из разновидностей известкового шпата – мрамор.
• Мел. В отличие от известняка имеет более рыхлую, землистую структуру, поэтому относится к сырью специально предназначенному для мокрого способа производства. Мел – мягкое сырье, не требует дробления.
• Мергель – известняк с примесями кремнезема и глинистых веществ, а также оксида железа, это переходная ступень к глинам. Твердость мергеля ниже твердости известняка, чем больше глинистых веществ, тем ниже его твердость. Это прекрасное сырье для производства цемента.

Каждый из этих материалов имеет различный коэффициент размалываемости.  Чем выше значение данного коэффициента, тем легче этот материал подвержен измельчению. Ниже в таблице приведены коэффициенты размалываемости для основных материалов для производства цемента.

ГЛИНИСТЫЙ КОМПОНЕНТ (бедный известью)

Глинистые минералы имеют тонкозернистую структуру,  размеры зерен не превышают 2 мкм.

КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ

Добавляют в тех случаях, когда химический  состав сырьевой смеси не отвечает установленным требованиям. Например, для повышения кремнезема применяют песок, трепел. При недостатке оксида железа для снижения температуры спекаемости клинкера и увеличения коэффициента насыщения добавляют колчеданные огарки, железную руду. Это приводит к экономии газа при обжиге. Для необходимого обеспечения содержания СаСО3 используют карбонатный и глинистый компоненты, которые имеют разные карбонатные составляющие СаСО3 (

Выбор состава смеси материалов с полезными компонентами, в большинстве случаев, обусловливается географическим расположением  завода и легкостью поставки исходного сырья.

Единственное, что общее на всех заводах по производству цемента – это сложность измельчения исходного материала, так как материал достаточно тверд по своим физическим характеристикам и имеет высокие показатели абразивности. Поэтому в данной отрасли строительной промышленности при измельчении материала в трубных мельницах использует высококачественные помольные шары с повышенной твердостью по всему сечению. Компания Энергостил на протяжении десяти лет поставляет помольные шары цементным заводам, которые расположены не только на территории Украины, но и за ее пределами.

Сырье. Книга «Цемент».

Библиотека строителя

Для производства цемента могут применяться как природные вещества, так и промышленные продукты. Исходными материалами служат минералы, содержащие главные составные части цемента: оксид кальция, кремнезем, глинозем и оксид железа.

Эти компоненты редко содержатся в нужном соотношении в каком-либо одном виде сырья. Поэтому часто приходится подбирать сырьевую смесь по расчету из составляющей, богатой известью (карбонатный компонент), и составляющей, бедной известью, но содержащей кремнезем, глинозем и оксид железа (глинистый компонент). Двумя основными компонентами сырьевой смеси для получения цемента, как правило, служат известняк и глина или известняк и мергель.

Содержание карбонатного компонента в цементной сырьевой смеси обычно достигает 76—80%. Поэтому химические и физические свойства этого компонента оказывают решающее влияние на выбор технологии производства цемента и производственных агрегатов.

Известняк

Карбонат кальция СаС0³ широко распространен в природе. Для производства портландцемента пригоден карбонат кальция всех геологических формаций. Наиболее чистыми формами известняка являются известковый шпат (кальцит) и арагонит. Известковый шпат имеет гексагональную кристаллическую структуру, а арагонит — ромбическую. Плотность известкового шпата равна 2,7, а арагонита — 2,95 т/м³. Макрозернистой разновидностью известкового шпата является мрамор. Однако использовать мрамор для производства цемента неэкономично.

Наиболее распространенными и часто похожим на мрамор формами карбоната кальция являются известняк и мел. Известняк имеет в основном мелкозернистую кристаллическую структуру. Твердость известняка определяется его геологическим возрастом: чем древнее геологическая формация, тем, как правило, тверже известняк. Твердость известняка находится в интервале от 1,8 до 3,0 по шкале твердости Мооса, а плотность — в интервале от 2,6 до 2,8 т/м³. Наиболее чистый известняк имеет белый цвет. Чаще всего в известняке содержатся примеси глинистых веществ и соединений железа, которые и определяют его цвет.

Мел

С точки зрения геологии мел является относительно молодой осадочной породой, образовавшейся в меловой период. В противоположность известняку мел имеет более рыхлую, землистую структуру; это свойство позволяет отнести мел к сырью, как бы специально предназначенному для мокрого способа производства цемента. Поскольку добыча мела производится без взрывных работ и, кроме того, мел не требует дробления, применение такого сырья значительно снижает стоимость производства цемента. Обычно содержание карбоната кальция в меле составляет 98—99% при незначительных примесях Si0₂, А1₂0₃ и MgC0₃.

Книга Вальтера Дуды «Цемент».

Книга «Цемент»

1. Книга Вальтера Дуды «Цемент». Предисловие.
2. Сырье для производства цемента. Карбонатные породы
3. Сырье для производства цемента. Глина.
4. Сырье для производства цемента. Мергель.
5. Корректирующие добавки цементной смеси.
6. Дополнительные компоненты цементной сырьевой смеси. (часть 1)
7. Дополнительные компоненты цементной сырьевой смеси. (часть 2)
8. Состав портландцементного клинкера.
9. Расчетный минералогический состав клинкера.
10. Гидравлический модуль цемента.
11. Формулы для определения содержания извести в клинкере.
12. Прочие модули.
13. Расчет состава сырьевой смеси.
14. Расчет по заданному значению гидравлического модуля.
15. Расчет по заданному значению коэффициента насыщения известью.
16. Скачать книгу «Цемент» Автор: В. Дуда.

Сырье для производства цемента

Минералы природного происхождения, а также промышленные продукты/побочные продукты могут использоваться для производства цемента при условии, что основные компоненты цемента (CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3) присутствуют в требуемом соотношении при смешивании, а примеси или нежелательные компоненты, такие как щелочи, сера, хлориды, Mgo и т. д., находятся ниже допустимых уровней для обеспечения качества цемента и эксплуатационной стабильности. пропорции всех необходимых минералов к 2- или 5-компонентным смесям, включающим один или два сорта известняка, сланца или глины/силикатона, а также одну или несколько добавок для повышения уровня SiO2, Al2O3 или Fe2O3. Сырая мука обычно содержит 78-80% CaCO3, так что известняк может приближаться к этому уровню только в той степени, в которой он также содержит другие ингредиенты. Необходимо иметь достаточное количество флюса/жидкости (Al, Fe, Mg, F) ​​для обеспечения плавления в печи, но содержание MgO не должно превышать 4-5%, иначе цемент может расширяться. Избыток щелочей (K, Na) влияет как на работу печи (наросты), так и на качество продукта (щелочно-агрегатная реакционная способность). Избыток серы вызывает отложения в печи и ограничивает добавление гипса, что может привести к проблемам схватывания. Стехиометрическое отношение щелочей к сере обычно поддерживается в пределах 0,8-1,2.

Известь Компонент
Известняк: Распространенными формами карбоната кальция, используемыми в качестве сырья для производства цемента, являются известняк и мел. Известняк имеет преимущественно мелкозернистую кристаллическую структуру, его твердость составляет от 1,8 до 3,0 по шкале Мооса. твердости и удельного веса 2. К 2.8. Известняк обычно содержит примеси глинистого вещества или соединений железа, что влияет на его цвет. Только самые чистые сорта известняка имеют белый цвет.

Глинистый компонент

Корректирующие ингредиенты
Если первичные компоненты, необходимые в цементной сырьевой смеси, не присутствуют в требуемом процентном соотношении, корректирующие материалы используются в качестве добавок. Например, для увеличения содержания SiO2 в качестве добавки используется песок, глина с высоким содержанием кремнезема и т.д. Аналогично, для увеличения содержания глинозема в сырьевой смеси используются бокситы или богатая глиноземом глина, а для увеличения содержания железного компонента в качестве добавок используются железная руда, пиритные огарки и т. д.

Вспомогательные компоненты
Здесь обсуждаются некоторые из наиболее важных вспомогательных компонентов, количество которых в цементе ограничено либо стандартными спецификациями, либо производственным опытом.
Оксид магния (MgO) 0-5%:
MgO соединяется до 2% по весу с клинкерной фазой, а сверх этого он появляется в виде свободного MgO (периклаз). Созревший кристаллический периклаз взаимодействует с водой с образованием Mg(OH)2, но эта реакция протекает медленно, в то время как другие реакции отверждения уже завершены. Поскольку Mg(OH)2 занимает больший объем, чем MgO, и образуется в том же месте, где находится частица периклаза, он может расщепить связку затвердевшего цементного теста, что приведет к трещинам расширения. Быстрое охлаждение клинкера (закалка) в охладителе помогает заморозить MgO в стеклообразной форме, которая остается такой, какая она есть, и не гидратируется, что создает проблемы с расширением в цементном тесте.
Щелочи:
Некоторое количество Na2O (оксид натрия) и K2O (оксид калия) входит в состав клинкерных примесей C3A, C4AF и C4AF. Большинство оставшихся остается водорастворимыми. Повышенный процент щелочей, особенно водорастворимых щелочей, отрицательно влияет на прочность (28 сут). Низкощелочные цементы должны иметь Na-эквивалент ниже 0,6% по весу. Если щелочи не уравновешены сульфатами, они останутся очень летучими и могут накапливаться в циркуляции между печью и подогревателем, увеличивая проблемы с входом в печь, покрытиями стояков печи. Основными источниками щелочей являются сырье и уголь.
Сера (SO3):
Сульфаты могут присутствовать в клинкере примерно до 3%. Сера в сырье увеличивает выбросы SOx и вызывает отложения в подогревателе. Сульфат может образовывать стабильное соединение с калием (K2SO4) и, в меньшей степени, с натрием (Na2SO4). Сульфаты в клинкере поступают из сырья и топлива. Сульфаты должны быть уравновешены щелочами, иначе избыток или недостаток сульфатов по отношению к щелочам усилит явления циркуляции летучих.
Cl Хлориды:
Хлориды образуют стабильные соединения со щелочами и более летучи, чем сульфаты. Около 1% в горячем блюде считается максимальным для бесперебойной работы. Клинкер может содержать примерно от 0,012 до 0,023% хлора. Байпас, обычно известный как щелочной байпас, может потребоваться для удаления хлоридов из системы печи.

Сырье для цемента

Знаете ли вы о Сырье для цемента, Итак, давайте узнаем, какое сырье используется для производства цемента?

Как известно, основными составляющими цемента являются известь, диоксид кремния и глинозем.

Различные ингредиенты цемента, их приблизительное процентное содержание и диапазон могут быть описаны следующим образом:

Ингредиенты обычного цемента, как указано выше, выполняют следующие функции:

Известь (CaO): Это важный компонент цемента, и его соотношение должно тщательно соблюдаться. Избыток извести делает цементы непрочными и вызывает их расширение и разрушение.

С другой стороны, при недостатке извести снижается прочность цемента, что приводит к быстрому схватыванию цемента.

Кремнезем ₍ SiO _2): Это также важный компонент цемента, который придает прочность цементу за счет образования двукальциевых и трехкальциевых силикатов. При избыточном количестве кремнезема прочность цемента повышается, но в то же время увеличивается время его схватывания.

_{Глинозем (} Al ₂ O _{3) :} Этот ингредиент придает цементу свойство быстрого схватывания. Он действует как флюс и снижает температуру спекания.

Однако высокая температура необходима для образования подходящего типа цемента, и, следовательно, глинозем не должен присутствовать в избыточном количестве, так как он ослабляет цементы.

Оксид железа (FeO ₃ ): Этот ингредиент придает цементу цвет, твердость и прочность.

Магнезия (MgO): Этот ингредиент, если присутствует в небольшом количестве, придает цементу твердость и цвет. Высокое содержание магнезии делает цемент неустойчивым.

Сульфат кальция (CaSO ₄ ): Этот ингредиент находится в форме гипса, и его функция заключается в увеличении времени начального схватывания цемента.

Сера (S): Очень небольшое количество серы полезно для создания звука цемента. Если его в избытке, это приводит к тому, что цемент становится непрочным.

Щелочи : Большая часть щелочей, присутствующих в сырьевых материалах  , уносится дымовыми газами при нагревании, а цемент содержит лишь небольшое количество щелочей.

При избытке в цементе вызывают ряд неприятностей, таких как щелочно-агрегатная реакция, высолы и окрашивание при применении в бетоне, кирпичной кладке, кладочном растворе.

Некоторые вредные компоненты цемента:

Присутствие следующих двух оксидов отрицательно влияет на качество цемента.

1. Оксиды щелочных металлов K ₂ O и NaO ₂ .
2. Оксид магния MgO.

Если количество оксидов щелочных металлов превышает 1 процент, это приводит к разрушению бетона, изготовленного из этого цемента.