Выбор сырьевых материалов для производства портландцемента

При производстве портландцемента применяют разнообразные материалы, одни из которых идут непосредственно на изготовление клинкера, другие же в виде добавок используются при его помоле (гипс и минеральные добавки).

Сырьевыми материалами для производства клинкера
служат карбонатные горные породы с высоким содержанием углекислого кальция и глинистые породы, содержащие кремнезем, глинозем и окись железа.

Наряду с материалами природного происхождения цементная промышленность во все увеличивающемся объеме
начинает использовать побочные продукты (отходы) разных отраслей промышленности, например доменные шлаки, золы, нефелиновый шлам и др.. Имеется также опыт комплексного производства портландцемента и сернистого газа из смесей гипса или ангидрита (сернокислого кальция) с глиной [5].

Помимо основных сырьевых материалов в производстве портландцемента используют и различные корректирующие добавки.

Карбонатные породы.

Карбонатные породы — осадочные или
 метаморфические горные породы известнякового, доломитового и
 карбонатно-глинистого состава. Все разновидности карбонатных
 пород — известняк, мел, известняк-ракушечник, известковый туф, мергелистый известняк, мергель, за исключением мрамора, — находят применение в производстве портландцемента. Во всех этих
 горных породах наряду с углекислым кальцием СаСОз могут содержаться примеси глинистых веществ, доломита, кварца, гипса. Содержание в известковых породах глинистых веществ не ограничено; примеси доломита и гипса в больших количествах вредны.

Качество карбонатных пород как сырьевого материала для
 производства цемента зависит от их физических свойств и структуры: породы с аморфной структурой легче взаимодействуют при
 обжиге с другими составляющими сырьевой смеси, чем породы с
 кристаллической структурой.

Известняки — один из основных видов известкового сырья. Плотные известняки, широко распространенные, часто имеют мелкокристаллическую структуру. Плотность известняков составляет
 2700—2760 кг/м3; прочность на сжатие до 250—300 МПа; влажность колеблется от 1 до 6%. Наиболее пригодны для производства цемента мергелистые и пористые известняки с невысоким пределом прочности при сжатии, не содержащие кремниевых включений.

Мел — осадочная мягкая, легко растирающаяся горная порода,
 представляющая собой разновидность слабо сцементированного
 мажущего известняка. Мел легко измельчается при добавлении
 воды и является хорошим сырьем для производства портландцемента.

Мергель — осадочная порода, представляющая собой смесь
 мельчайших частиц СаС0₃ и глины с примесью доломита, тонкого кварцевого песка, полевого шпата и др. Мергель — переходная порода от известняков (50—80%) к глинистым породам (20—50%).


Если в мергелях соотношение между СаСО₃ и глинистой породой
 приближается к требуемому для производства портландцемента и
 значения силикатного и глиноземного модулей находятся в допустимых пределах, то мергели называют натуральными или цементными. Структура мергелей различная: плотная и твердая или землисто-рыхлая. Залегают мергели большей частью в виде слоев, отличающихся один от другого по составу. Плотность мергелей колеблется от 2000 до 2500 кг/м3; влажность в зависимости от содержания глинистых примесей 3—20%.

Глинистые породы.

Для цементного производства применяют
 следующие виды глинистых пород: глину, суглинок, глинистый сланец, лесс и лессовидные суглинки [4].

Глины представляют собой тонкодисперсные осадочные
горные породы и легко дают суспензии, когда их разбалтывают с водой. Глины сильно различаются по минералогическому и гранулометрическому составу часто в пределах
даже одного месторождения. Нередко они содержат значительное количество включений в виде песка и гравия, что
вызывает необходимость предварительного их обогащения [5].

Суглинок — глина, содержащая повышенное количество песчаных и пылеватых частиц.

Глинистые сланцы — твердые плотные горные породы с ориентированным расположением слагающих минералов, тонкослоистой
 структурой и хорошо выраженной сланцеватостью — способностью
 легко раскалываться на тонкие пластинки. Глинистые сланцы по
 сравнению с глиной характеризуются меньшей влажностью, более
 постоянным составом и не смерзаются зимой при хранении на складах.

Лесс — пористая тонкозернистая, рыхлая горная порода, состоящая из очень тонких пылевидных частиц кварца, полевого
 шпата, глинистых материалов и некоторых других силикатов. Он
 содержит значительное количество карбоната кальция. Пористость
 лесса 48—50%, пластичность его невелика.

Лессовидный суглинок — суглинок, переходный по своим свойствам к лессу.

Промышленные отходы.

В качестве сырьевых компонентов на
 некоторых цементных заводах используются отходы различных отраслей промышленности. Наиболее широко применяют доменные шлаки, которые представляют собой силикатные и алюмосиликатные расплавы, получающиеся при выплавке чугуна, а также нефелиновый (белитовый) шлам — отход производства окиси алюминия
 из нефелинов, сиенита и других горных пород.

Нефелиновый шлам на 80% состоит из белита (2Ca0-Si₂0), который полностью заменяет глинистый компонент в сырьевой смеси и примерно на 50% карбонатный. При использовании белитового шлама в сырьевую смесь обычно вводят одновременно две
 корректирующие добавки — глиноземистую и железистую. Недостаток нефелинового шлама — наличие повышенного содержания
 щелочей [4].

В моем курсовом проекте в качестве сырьевого материала для производства бездобавочного портландцемента используются мел с плотностью 2,7 т/м³ и естественной влажностью 35% и глина с плотностью 1,6 т/м³ и естественной влажностью 35%.

Дата добавления: 2014-12-10