Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2015 » Ноябрь » 20 » Дополнительные компоненты сырья цементной промышленности.
19:22
Дополнительные компоненты сырья цементной промышленности.

     Кроме основного сырья (карбонат кальция, оксид алюминия и диоксид кремния), в составе клинкера содержится значительное количество побочных примесей различной природы. Кроме воды и органических включений, которые уходят при обжиге в виде газов, многие примеси не столь легко отделяются и могут негативно повлиять на свойства конечной продукции.
    Основные примеси, содержание которых строго регламентируется при выборе сырья цементной промышленности, следующие:
    Сера. Соединения серы содержатся практически во всех горных породах, среди цементного сырья сера встречается в больших количествах в глинах (в среднем до 0,25% от массы сухого вещества), несколько меньше серы в известняках (порядка 0,12-0,19%). Кроме того, много серы может содержаться в сырье, включающем оксид железа, в колчеданных огарках и железной руде содержится достаточно много сульфида железа в виде, соответственно, пирита (FeS) и марказита (FeS2). Но, содержание оксида железа в общей массе клинкера обычно не велико, поэтому, требования к содержанию серы с данным сырье не столь строгие, как в основных компонентах клинкера.
    Так же, сера попадает в цемент вместе с топливом, которое сгорает в печи для нагревания клинкера на фазе обжига. Природный газ практически не содержит соединений серы, и его вклад можно не учитывать, при использовании мазута или углей стоит учитывать их зольность, тем более, что мазут чаще всего сжигают в камерных печах непосредственно на входе в роторную печь для обжига клинкера, что обуславливает попадание в цемент практически всей серы, содержащейся в мазуте. Экспериментально было остановлено, что с сырьевой смесью в состав клинкера вносится порядка 0,4-4,0% серы на килограмм массы, а с топливом (высокосернистым мазутом) до 2,2 грамма серы на килограмм обжигаемой массы.
    При обжиге соединения серы разлагаются с выделением диоксида серы, который соединяется с парами оксидов щелочных металлов и оседает в более холодной зоне печи (зона предварительного прогрева сырья). Для снижения содержания серы и соединений щелочных металлов в клинкера, часть газов при обжиге клинкера отводят из печи. Для этого служит отдельная линия (байпас), которая заканчивается очистными аппаратами для предотвращения попадания в атмосферу пыли и соединений серы.
    Если масштабы производства не позволяют позаботиться о байпасе газов из печи для обжига, тогда полезно помнить, что высокое содержание щелочных компонентов в цементе позволяет несколько повысить максимально допустимое содержание в клинкере соединений серы. В этом случае в цементе присутствуют сульфаты щелочных металлов, которые повышают начальную твердость цемента, но, заметно снижают долговечность цементных конструкций во влажных местах.
    Раньше иногда практиковали специальные добавки сульфата кальция (гипс) в цемент для регулировки скорости отверждения массы. Чем больше добавить гипса, тем быстрее твердеет цемент. Но, сегодня это не используется, с одной стороны, по причине использования не всегда оптимального сырья, с другой стороны, долговечность цементных конструкций сегодня намного важнее регулирования скорости схватывания (преимущественно в связи с требованиями норм безопасности и по экономическим причинам).
    Максимальное содержание серы в силикатных цементах различных марок колеблется в пределах 3-4%. Превышение данных норм приводит к так называемому, “сульфатному вспучиванию цементов”, в СССР существовал другой технически-бытовой термин: “цементная чума”.
    Фосфор. Чаще всего, в сырье цементной промышленности содержится мало соединений фосфора, как правило, содержание фосфора не превышает 0,1-0,3% (в пересчете на Р2О5). Иногда высокое содержание фосфора встречается в известковых породах, а так же, при переработке отходов фосфоритной горнодобывающей отрасли. В этих случаях регламентировано максимальное содержание фосфора в клинкере до 2,0-2,5% (Р2О5). При этом следует помнить, что содержание оксида фосфора (V) выше 0,5% уже приводит к снижению начальной прочности цемента, что очень нежелательно для высоконагруженных и ответственных конструкций.
    Оксид магния. Заметное количество оксида магния связано в составе основного сырья цементной промышленности, содержание связанного MgO в клинкере может доходить до 2% по массе. Так же, оксид магния содержится в сырье цементной промышленности в свободном виде (минерал периклаз). Периклаз в результате обжига становится мелкодисперсным гидрофильным порошком, который при замешивании цемента начинает реагировать с водой, давая гидроксид магния. Гидроксид магния занимает в несколько раз больший объем, чем первоначальная окись магния, а реакция происходит намного дольше, чем отверждение цемента, что приводит к образованию внутренних напряжений в железобетонном изделии. Для предотвращения разрушения изделия, максимальное содержание свободного оксида магния в готовом цементе ограничено 0,5-1,5%.
     Большая часть всего магния попадает в цемент с известковым компонентом, в котором оксид магния входит в составе доломита (CaCO3*MgCO3). Кроме того, много оксида магния может оказаться и в доменных шлаках. При работе с данными видами сырья, следует проводить предварительный анализ сырья и принимать меры по регулировке состава клинкера.

Категория: Химия элементов | Просмотров: 672 | Добавил: Chemadm | Теги: цементная, производство цемента, цемент, промышленность цемента | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]