Сырье для цемента
Сырьевые материалы для производства портландцемента
Основное сырье для производства портландцементного клинкера — карбонатные и глинистые горные породы Наряду с сырьевыми материалами природного происхож дения применяют искусственные материалы (отході промышленности). Кроме того, в производстве портланд цемента используют различные корректирующие добавки.
Содержание карбонатного компонента в цементної сырьевой смеси обычно достигает 75—80 %. Поэтому химические и физические свойства этого компонента ока- зывают решающее влияние на выбор технологии портландцемента и производственного оборудования.
Из карбонатных пород для производства портландцемента в основном применяют известняковые горные породы с высоким содержанием углекислого кальция СаСОз (40—100%) или оксида кальция СаО (22,5— 56 %) —известняки, мел, известковый мергель и др.
Содержание глинистых пород в сырьевой смеси должно быть в пределах 20—25 %- Глинистые породы — глина, суглинки, лесс и другие обеспечивают сырьевой смеси необходимое количество и соотношение кислотных оксидов Si02, А120з И Fe203. К химическому составу глинистых пород предъявляют следующие требования: количество СаО не ограничивается; допустимое содержание MgO зависит от размера его в известковом ком-поненте с учетом того, что в клинкере содержание MgO не должно быть более 5 %; количество Na20 и К20 в сумме не более 1 % .
Среди искусственных сырьевых материалов при производстве портландцемента наиболее распространены доменные гранулированные шлаки и нефелиновый (бе- литовый) шлам.
Доменные гранулированные шлаки представляют собой силикатные и алюмосиликатные расплавы, получаемые при выплавке чугуна в доменных печах. Благодаря своему химическому составу (Si02 — 38—40 %; СаО — 43—44 %; А1203 — 5—14 %) они могут использоваться вместо глинистого и части карбонатного компонентов.
В связи с низким содержанием Fe203 шлак вводят в сырьевую смесь с корректирующей добавкой (железистой). Применение гранулированных доменных шлаков в качестве сырьевого компонента для получения клинкера возможно лишь при сухом способе производства портландцемента, когда исключено взаимодействие его с водой при помоле и хранении, вызывающее загустевание шлама (сырьевой смеси).
Нефелиновый (белитовый) шлам — отход комплексной переработки нефелинов и сиенитов на глинозем и со- допродукты. Химический состав шлама, %: Si02— 29— 30, А120з —2—4, Fe203 — 2,5—3,8, СаО — 55—58, MgO —0,2—1,8, Na20— 1—2,5. Шлам заменяет глинистый компонент и на 50 % известковый. Но в связи с тем, что в нем мало Fe203 и А1203, приходится вводить две корректирующие добавки (глиноземистую и железистую).
Корректирующие добавки применяют для получения сырьевой смеси заданного химического состава. Обычно для облегчения спекания клинкера стремятся понизить глиноземный модуль, повышая содержание оксида железа. В качестве железистых добавок используют колчеданные огарки, колошниковую пыль, железные руды. В колчеданных огарках содержится 70—72 % Fe203, в колошниковой пыли — около 50%, в железных рудах— 25—70 %.
Для увеличения глиноземного модуля вводят высоко-глиноземистые добавки, содержащие 40—45 % А1203 (низкосортные бокситы), глины с высоким содержанием Al203. Однако они, как правило, значительно увеличивают себестоимость сырьевой смеси, поэтому их применение ограничено.
Для увеличения силикатного модуля служат высоко-кремнеземистые добавки, содержащие 80—95 % Si02 (трепел, диатомит, опока, маршалит). Нежелательной кремнеземистой добавкой является кварцевый песок, который плохо усваивается в процессе спекания сырьевой смеси.
