Понедельник, 06.07.2020, 23:55
Приветствую Вас Гость | RSS         
Меню сайта

Категории каталога
Аналитические обзоры [5]
Научные исследования [7]
Статьи [2]

Главная » Статьи » Исследования, статьи, обзоры » Научные исследования

Влияние хлора на процесс минералообразования при обжиге клинкера
Влияние хлора на процесс минералообразования при обжиге цементного клинкера


Классен А.Н., канд. техн. наук, ст. науч. сотр.,

Минакова Е.П., аспирант, Беляева М.В., инженер,

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова

Интенсификация работы печей сухого способа осложняется обра­зованием настылей в системе запечных теплообменников, нарушающих аэродинамический и тепловой режимы работы печи. Это сопровожда­ется сокращением вы­работки клинкера, увеличением простоев печи, повышением удельного расхода топлива и электроэнергии.

Наросты в газоходах теплообменников представляют собой слоис­тый материал серо-желтого цвета. Фазо­вый состав настылей зави­сит от наличия R2O, SO3 и Clˉ в сырьевых ма­териалах и топливе.

В процессе обжига при температуре выше 800°С и в результате химических реакций щелочные соединения возгоняются и переходят в печные газы. В циклонных тепло­обменниках вследствие интенсивного контакта газов с частица­ми материала происходит почти полная их кон­денсация. Только часть этих соединений выходит из печи с клинке­ром, остальная – накапливается и циркулирует в печном агрегате. Щелочи в газовой фазе вступают в реакцию с СО2, SО2 и ионами Clˉ, образуя кар­бонаты, сульфаты и хлориды щелочных ме­таллов, которые плавятся и конденсируются в газоходах в виде насты­лей. Наличие хлора в мате­риале ускоряет возгонку щелочей, поэтому содержание его в шихте для сухого способа строго лимитируется – не более 0,012% [1, 2].


Исследование влияния хлора на процессы минералообразова­ния проводилось на промышленном шламе с КН=0,92, силикатным модулем 2,27 и глиноземистым 1,41. Содержание хлора в шламе составило 0,03% (№1), затем в него ввели 1% хлора в виде NaCl (№2).

На дериватографе фирмы «МОМ» с новой системой «Экохром» и с записью параметров на компьютере был выполнен диф­ференциально-термический анализ до 14500С смесей №1 и №2, отличающихся только содержанием хлора (рис. 1). Как установлено, что хлор снижает темпе­ратуру декарбонизации с 905 до 8850С.

Влияние хлора на реакци­онную способность смесей определялось по интен­сивности процессов декарбониза­ции и минерало­образования, ха­рактеризующихся количеством СаОсв при температурах 750, 850, 950, 1250, 1350 и 1450 0С без вы­держки (табл. 1).








            При нагрева­нии смесей №1 и №2 установлено, что де­карбониза­ция мела при 750 0С незначи­тельна, содержание СаОсв=0%. При нагре­вании до 850 0С четко видно, что присутствие хлора ускоряет процесс декарбонизации мела, поэтому содержание СаОсв в спеках смеси №1 равно 17,1, тогда как в смеси №2 - 22,6 %. При 950 0С максимум СаОсв в смеси №1 – 39,4%, а в смеси №2 меньше, т.к. в смеси №2 од­новременно происходит процесс белитообразования, что подтвержда­ется наличием небольшого экзоэффекта на кривой ДТА при 960 0С. До­полнительная выдержка 30 минут при 950 0С не увеличила содержание СаОсв в спеках, так как процесс декарбонизации завершен, а белитооб­разование в смеси №1 наблюдается при 1000 0С (экзоэффект на дерива­тограмме).



Как показывает рентгенофазовый анализ (рис. 2), спек смеси №1 при 8500С представлен СаСО3 (3,04; 2,49; 2,28; 2,09 Å), SiO2 (3,35 Å), СаОсв (2,78; 2,41 Å) и в очень небольшом ко­личестве спурритом 2С2S·СаСО3 (2,71; 2,67; 2,63 Å). В спеках смеси №2 в присутствии по­вы­шенного содержания хлора процесс декарбони­зации мела более ин­тен­сивный, значительно снизилось содержание СаСО3 (3,04 Å), увели­чи­лось количество СаОсв. (2,78; 2,41 Å) и спуррита (2,71; 2,67; 2,63 Å).

В спеках смесей при 950 0С СаСО3 уже не обнаружива­ется, т.к. он полностью декарбонизировался. Спек в основном состоит из СаОсв, присутствие хлора ускорило процесс белитообразования, о чем свиде­тельствует снижение интенсивности дифракционного макси­мума SiO2 и увеличение интенсивности отражений белита С2S.

Дальнейшее повыше­ние температуры ускоряет процессы минера­лообразова­ния. В спеках смеси № 1 при 12500С содержание СаОсв сни­жается с 39,4 до 13,3 %, а после по­явления расплава происходит интен­сивное об­разование алита С3S, и содер­жание СаОсв снижается до 5,2% при 1350 0С и до 0,4 % при 1450 0С. Присутствие хлора в смеси №2 ока­зывает положительное влияние, при всех температурах в спеках со­дер­жание СаОсв в смеси №2 меньше.

Одновременно определялось содержание хлора в спеках смесей №1 и №2 (табл. 2). При 7500С содержание хлора в смеси №1 снизилось с 0,03 до 0,004%, а в смеси №2 - с 1,03 до 0,42%, т.е. к 750 0С возгонка хлора из сырьевых смесей составила 86-59%. Таким образом, в печь хлор посту­пает в значительно меньшем количе­стве. При 1450 0С без выдержки воз­гонка хлора составила почти 100%.

Физико-механические испытания показали, что цемент №2, полу­ченный из смеси с повышенным содержа­нием хлора по прочности не уступает це­менту №1 и соответствует марке 500.

Таким образом, хлористые соли интенси­фицируют дис­социацию СаСО3, синтез клинкерных минералов и не снижают прочности цемента. Однако ввиду высокой летучести хлора и для пре­дотвращения образо­вания настылей и зарастания газоходов необходимо байпасировать часть газов с последующей их очисткой и утилизацией, что приведет к повышенному расходу топлива и электро­энергии.

 

Литература

 

1.  Дуда В. Цемент. – М.: Стройиздат, 1981. – 464 с.

2.  Ананенко Н.Ф., Никифоров Ю.В. Опыт перевода заводов с мокрого способа на сухой и полусухой способы производства за рубежом // Обзорная инфор­мация ВНИИЭСМ. – 1981. – Вып. 2. – 36 с.

Категория: Научные исследования | Добавил: cement (03.10.2008)
Просмотров: 2488 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 5.0/1 |
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа

Поиск

Друзья сайта

Статистика
Rambler's Top100 Яндекс цитирования
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


При использовании любых материалов гиперссылка на сайт www.cement.ucoz.ru обязательна © cement.ucoz.ru 2007 - 2020