УДК 669.712.001

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРОКАРБОАЛЮМИНАТОВ КАЛЬЦИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНЫХ МАРОК

Сизякова Екатерина Викторовна
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
к.т.н., доцент

Аннотация
Статья посвящена возможному использованию гидрокарбоалюминатов кальция, синтезируемых в условиях глиноземного производства, в качестве специальных добавок в производстве быстротвердеющих и высокоглиноземистых цементов.

Ключевые слова: быстротвердеющий цемент цемент, высокоглиноземистый цемент, гидрогранатовый шлам, гидрокарбоалюминат кальция, спекание


THE USE OF HYDROCARBONCONTAMINATED CALCIUM IN CEMENT MAKING SPECIAL STAMPS

Siziakova Ekaterina Viktorovna
National mineral resources university (university of mines)
Ph.D., Assistant Professor

Abstract
The article is devoted to the possible use of hydrocarboncontaminated calcium, Synthe optimize the conditions for alumina production, as additives in the production as cement and high alumina cements.

Keywords: fast-retardely cement cement, gidrokarbonat calcium, high-alumina cement, hydrogenative sludge, sintering


Рубрика: 02.00.00 ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Сизякова Е.В. Использование гидрокарбоалюминатов кальция в производстве цементов специальных марок // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 6. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/06/54634 (дата обращения: 29.09.2017).

Гидрокарбоалюминат кальция получают на глиноземных заводах по способу Горного университета [4] путем взаимодействия алюминатно-содового раствора с Ca(OH)2 и применяют в глиноземном производстве для сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов.

Получаемый гидрокарбоалюминат взаимодействуют с гипсом, этот процесс схематично выражается реакцией:

 

 

В первые 5-6 часов процесса твердения наблюдается  небольшое увеличение объема твердой фазы, не превышающее 10%. В производственных условиях в качестве сульфатного компонента используется фосфогипс, а источником ГКАК может являться нефелиновый шлам, содержащий около 2% гидрокарбоалюмината. Способ получения гидрокарбоалюминатного минерализатора был разработан компанией «Иналюм», причем его высокая активность достигалась за счет осуществления дозировки фосфогипса непосредственно в известняково-шламовую шихту. Технология была проверена в реальных производственных условиях на глиноземном заводе в Пикалево. При использовании нового минерализатора  существенно повысиилсь прочностные показатели выпускаемого портландцемента (наблюдалась увеличение прочности на сжатие на 3-4 МПа), в 4 раза увеличился срок службы футеровки печей в зоне образования клинкера, экономия топлива составила более 1%, технологический режим работы цементных печей стал более стабильным.

В ходе опытно-промышленных испытаний качестве исходных материалов использовали клинкер цементного завода, гипс Новомосковского завода и синтезированный на Пикалевском  глиноземном заводе ГКАК.

Быстротвердеющий цемент, полученный в лабораторных условиях, имел прочность после первых суток – 24 МПа, через 3-е суток – 38 МПа, после 7 суток твердения – 48,5 МПа. В промышленных условиях была получена опытная партия цемента в количестве500 кг, прочность его оказалась по сравнению с лабораторными образцами ниже примерно на 15%, тем не менее его характеристики соответствовали параметрам цемента марки «Rapid-SFS».

Снижение прочностных показателей при переходе в заводские условия по всей видимости была связана особенностями помола клинкера, который на цементном заводе более грубый, т.к. организован в открытом цикле и не обеспечивает  необходимую развитую удельную поверхность (3500 см2/г вместо 5000 см2/г в лаборатории).

В работах [1, 3, 7] показано, что реакция взаимодействия гидроалюминатов – гидрогранатов кальция с гидроксидом алюминия при температурах спекания приводит к образованию низкоосновных алюминатов кальция –

т.е. фаз, являющихся основными в составе высокоглиноземистых цементов (ВГЦ) [7].

В результате исследования реакций взаимодействия гидроалюминатов кальция с Al(OH)3,  продуктом которых являются алюминаты кальция СА и СА2, являющиеся основой высокоглиноземистых цементов,  был разработан способ  [1, 7] производства  высокоглиноземистого цемента спеканием Al(OH)3 гидрогранатовым шламом – побочным продуктом глубокого обескремнивания алюминатного раствора.

Хотя  этот способ эффективнее традиционной технологии получения плавлением глинозема с известняком (температура процесса более 1500 градусов),  но тем не менее использование гидрогранатовых шламов не позволяет  достичь  наивысшей огнеупорности цемента из-за заметного содержания в шламе примесей оксидов железа и кремния. Более чистым исходным компонентом для производства ВГЦ является  гидрокарбоалюминат кальция. Карбоалюминатный шлам характеризуется  значительно большей реакционной активностью   и имеет пониженное содержание нежелатеьных примесей (не более 3%). В результате клинкер получается при температуре спекания  1250-1275оС.

Полученный высокоглиноземистый клинкер дает при помоле гидравлически высокоактивные цементы, размалываемость его значительно лучше, чем у клинекра на основе гидрогранатового шлама. Полученные по описанной технологии опытные образцы ВГЦ  не уступали лучшим мировым образцам. Огнеупорность полученного ВГЦ составляла более 1670оС, активность через 7 суток – 50-56 МПа, содержание примесных оксидов  не превышала 0,9%..


Библиографический список
  1. Сизяков В.М., Корнеев В.И., Андреев В.В. Повышение качества глинозема и попутной продукции при комплексной переработке нефелинов. М., Металлургия, 1986. С.111.
  2. Сизяков В.М. О механизме образования гидрокарбоалюмината кальция и его переходе в трехкальциевый гидроалюминат. ЖПХ, т.71, вып.6, 1998. С.1390-1392.
  3. Сизяков В.М., Корнеев В.И. Научные основы и технология получения новых материалов с добавками гидрокарбоалюминатов кальция. Труды Международной конференции. МГУ. 2000, с.515-521.
  4. Сиязков В.М., Бадальянц Х.А., Костин И.М., Исаков Е.А. Способ получения ненасыщенного твердого раствора ангидрида серной кислоты и/или угольной кислоты в четырехкальциевом гидроалюминате. Патент 1556525 РФ. Кл.С01, F 7/16. 1993.
  5. Андреев В.В., Корнеев В.И., Сизяков В.М. Взаимодействие гидрогранатовых шламов глиноземного производства с гидроксидом алюминия. Цемент, 1979, № 11, с.14-15.
  6. Андреев В.В., Корнеев В.И., Сизяков В.М. Исследование процесса дегидратации гидрогранатовых шламов глиноземного производства. Цемент, 1979, №12, с.13-14.
  7. Кузнецова Т.В., Сычев М.М., Осокин А.П., Корнеев В.И. Специальные цементы. СПб, Стройиздат СПб, 1997, с.314.


Все статьи автора «Сизякова Екатерина Викторовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: