СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА
RAW MATERIAL MIXTURE FOR OBTAINING PORTLAND-CEMENT CLINKER

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству клинкера - полуфабриката цемента.
Известна сырьевая смесь для получения цементного клинкера, включающая карбонатный, глинистый и железосодержащий компоненты и минерализующую добавку - смесь галогенидов щелочных металлов с галогенидами щелочно-земельных или переходных металлов в соотношении 1:(0,5-2,5) при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
Глинистый компонент
10-20
Железистый компонент
1-5
Минерализующая добавка
0,5-4,5
Карбонатный компонент -
остальное
(См. патент РФ №2101247, МПК С04В 7/42, бюл. №7, 1998 г.).
Клинкер, полученный из такой сырьевой смеси, характеризуется невысокой прочностью.
Известна сырьевая смесь для производства портландцементного клинкера, включающая карбонатный компонент 70-82%, глинистый компонент 15-19%, железосодержащий компонент 2-5%, минерализатор - карбонат магния и сульфат калия 1-10% (а.с. СССР №529133, МПК С04В 7/42, бюл. №35, 1976 г.).
Недостатком этой сырьевой смеси является незначительный минерализующий эффект с большим расходом топлива и низкими техноэкономическими показателями.
Наиболее близкой по составу к предлагаемому изобретению является сырьевая смесь для производства портландцементного клинкера, включающая карбонатный компонент 70-82%, глинистый компонент 9,5-11,5%, железосодержащий компонент 1,8-2,0%, минерализатор - осадки нейтрализации сливных вод химического отделения ферросплавного цеха 0,5-0,6% (патент РФ №2240989, МПК С04В 7/42, бюл. №33, 2004 г.).
Недостатком этой сырьевой смеси является незначительный минерализующий эффект с большим расходом топлива и низкими техноэкономическими показателями, а также недостаточная размолоспособность клинкера.
Задачей изобретения является расширение сырьевой базы, утилизация отходов производства.
Это достигается тем, что в сырьевую смесь для получения портландцементного клинкера, состоящего из карбонатного, глинистого и железосодержащего компонентов, в качестве минерализаторов вводятся отход сульфатных остатков ванадиевого производства (в дальнейшем - отход).
2
5
2
2
3
2
4
Его химический состав, вес.%: VO - 1,5-4,0, MnO - 10,0-25,0, СаО - 15-25, оксид Fe - 0,3-2,0, MgO - 2,0-4,0, TiO - 0,05-1,2, AlO - 0,2,-0,4, SiO - 2.0-5.0, CaSO - 30-60.
Соотношение компонентов сырьевой смеси для получения портландцементного клинкера, вес.%:
Глинистый компонент
9,5-11,5
Железистый компонент
1,8-2,0
Отход сульфатных остатков ванадиевого
производства
0,8-1,0
Карбонатный компонент -
остальное
Указанные выше отличительные признаки каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи и являются существенными. Использование предлагаемого сочетания существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «новизна».
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи, является не очевидной для специалистов в данной области техники и свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется описанием конкретных, но не ограничивающих его примеров реализации, приведенных в нижеследующей таблице.
Приготовление сырьевой смеси (шлама) при мокром способе производства осуществляется по следующим стадиям.
Карбонатный компонент - известняк проходит 2-стадийное дробление и размалывается в шаровых мельницах с добавлением воды и железосодержащего осадка. Полученный шлам откачивается в вертикальные промежуточные бассейны. Глинистый компонент обрабатывается в мельнице самоизмельчения «Гидрофол» и сюда же подается осадок, затем смесь в шаровых мельницах домалывается. Осадок дозируется ковшом экскаватора. Полученный глинистый шлам откачивается в вертикальные бассейны.
3
3
После проведения химического анализа всех размолотых компонентов производится расчет и заливка всех компонентов в горизонтальный бассейн емкостью 6000 м, где происходит усреднение, пневмомеханическое перемешивание и корректировка шлама до заданных химических параметров. Готовый шлам перекачивается в расходный бассейн емкостью 6000 м, откуда поступает на обжиг во вращающуюся печь 5×185 м. Обжиг происходит при температуре 1280°С, т.е. температура обжига снижена на 170°С с применением минерализатора - отхода сульфатных остатков ванадиевого производства.
Состав сырьевой смеси-шлама приведен в таблице
КОМПОНЕНТЫ
Состав, вес.%
1
2
3
Известняк
87,9
86,7
85,5
Глина
9,5
10,5
11,5
Железосодержащие
1,8
1,9
2,0
Отход сульфатных остатков ванадиевого производства
0,8
0,9
1,0
Известково-гипсовую композицию получают при обработке известковым молоком растворов гидрометаллургического производства пентаоксидата ванадия, содержащих серную кислоту, с последующей фильтрацией. Вещественный состав известково-гипсовой композиции ОАО «Ванадий-Тула» согласно ТУ 5744-002-12462473-2004, мас.%:
2
3
2
2
4
2
5
АlO - 0,3, SiO - 3,5, CaO - 20,0, оксид Fe - 1,15, MgO - 3,0, MnO - 17,5, ТiO - 0,63, CaSO - 45,0, VO - 2,7, п.п.п. - 6,22. Сумма 100.
Эффективность предложенной сырьевой смеси с добавлением Отхода
сульфатных остатков ванадиевого производства состоит в следующем.
1. Повышается степень декарбонизации сырья и снижается температура обжига,
2. Сокращается расход топлива на 5-9,0%.
3. Увеличивается производительность вращающейся печи на 8,5-9%.
2
4. За счет качественного обжига улучшается размолоспособность клинкера, что повышает его прочностные показатели в 28-суточном возрасте на 60-65 кг/см.
Испытания нового состава сырьевой смеси-шлама проводились на ОАО «Щуровский цемент» г.Коломна в 2007 г. на вращающейся печи. Установлено отсутсвие негативных воздействий на качественные характеристики клинкера. Отмечена тенденция к улучшению технологических характеристик (снижение температуры обжига, улучшение показателя размолоспособности клинкера и др.)