RU2847600C1 - Mineralizer for firing cement clinker - Google Patents
Mineralizer for firing cement clinkerInfo
- Publication number
- RU2847600C1 RU2847600C1 RU2025106720A RU2025106720A RU2847600C1 RU 2847600 C1 RU2847600 C1 RU 2847600C1 RU 2025106720 A RU2025106720 A RU 2025106720A RU 2025106720 A RU2025106720 A RU 2025106720A RU 2847600 C1 RU2847600 C1 RU 2847600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mineralizer
- cement
- firing
- alite
- composition
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к составу минерализатора, применяемого при обжиге цементного клинкера.The present invention relates to a composition of a mineralizer used in the firing of cement clinker.
Известен минерализатор - искусственный плавиковый шпат, применяемый при обжиге цементного клинкера (RU 2015127670, опубл. 11.01.2017).A mineralizer is known - artificial fluorspar, used in the firing of cement clinker (RU 2015127670, published 11.01.2017).
Основным недостатком вышеуказанного минерализатора является то, что его состав нестабилен, в отличие от состава предложенного минерализатора. При этом не обеспечивается ускоренный набор прочности цемента в первые двое суток твердения.The main drawback of the above-mentioned mineralizer is that its composition is unstable, unlike that of the proposed mineralizer. It also does not ensure accelerated cement strength gain during the first two days of curing.
Ближайшим аналогом заявленного минерализатора является патент №2604693 С1, опубл. 10.12.2016, в котором описан минерализатор, полученный при переработке отходов предприятий химической промышленности, содержащий искусственный плавиковый шпат - CaF2, и фосфат кальция - Са3(PO4)2.The closest analogue of the claimed mineralizer is patent No. 2604693 C1, published on 12/10/2016, which describes a mineralizer obtained by processing waste from chemical industry enterprises, containing artificial fluorspar - CaF 2 , and calcium phosphate - Ca 3 (PO 4 ) 2 .
Основным недостатком вышеуказанного минерализатора является то, что его использование в цементной сырьевой смеси не обеспечивает ускоренное твердение цемента и снижение температуры обжига при его получении.The main disadvantage of the above-mentioned mineralizer is that its use in the cement raw mix does not ensure accelerated hardening of the cement and a reduction in the firing temperature during its production.
Целью предложенного изобретения является снижение температуры на этапе появления расплава при обжиге цементной сырьевой смеси с заявленным составом минерализатора, что ускоряет протекание реакции алитообразования, т.е. образования алита - трехкальциевого силиката, что способствует повышению производительности вращающейся печи при одновременном снижении удельного расхода тепла на обжиг клинкера при этом создаются более благоприятные условия для растворения СаО и C2S - двухкальциевого силиката и кристаллизации алита C3S - трехкальциевого силиката.The purpose of the proposed invention is to reduce the temperature at the stage of melt formation during the firing of a cement raw mix with the stated composition of the mineralizer, which accelerates the reaction of alite formation, i.e. the formation of alite - tricalcium silicate, which contributes to an increase in the productivity of the rotary kiln while simultaneously reducing the specific heat consumption for firing clinker, while creating more favorable conditions for the dissolution of CaO and C 2 S - dicalcium silicate and the crystallization of alite C 3 S - tricalcium silicate.
Поставленная цель достигается за счет использования при обжиге цементной сырьевой смеси минерализатора, содержащего, мас. %: искусственный плавиковый шпат CaF2 - 53, фосфат кальция Са3(PO4)2 - 45, вода - остальное.The stated goal is achieved by using a mineralizer during the firing of the cement raw mix, containing, by weight %: artificial fluorspar CaF 2 - 53, calcium phosphate Ca 3 (PO4) 2 - 45, water - the rest.
Добавка минерализатора указанного состава в цементную сырьевую смесь позволяет на 5-10% повысить производительность вращающейся печи при одновременном снижении удельного расхода тепла на обжиг клинкера. Минерализатор особенно эффективен при обжиге трудноспекающихся сырьевых смесей с повышенными значениями коэффициента насыщения (КН), силикатного и глиноземного модулей (n и р), а также смесей, содержащих кристаллический кварц и известняк.Adding a mineralizer of this composition to the cement raw mix increases rotary kiln productivity by 5-10% while simultaneously reducing the specific heat consumption for clinker firing. The mineralizer is particularly effective when firing difficult-to-sinter raw mixes with elevated saturation coefficients (SC), silicate and alumina moduli (n and p), as well as mixes containing crystalline quartz and limestone.
Высокая эффективность предложенного состава минерализатора объясняется понижением температуры появления расплава при введении 1…3% добавки минерализатора в цементную сырьевую смесь. Действительно расплав при использования минерализатора, содержащего, мас. %: искусственный плавиковый шпат CaF2 - 53, фосфат кальция Са3(PO4)2 - 45, вода - остальное, появляется при температуре 1135°С вместо 2065°С, что имеет место в системе СаО - SiO2. В системе СаО - SiO2 - Al2O3 - Fe2O3 - MgO - Na2O-K2O, SO3 расплав появляется при температуре 1228°С. В результате зона спекания во вращающейся печи из-за низкотемпературного появления расплава при добавлении минерализатора смещается к холодному концу и становится больше по протяженности, так как не только появление, но и кристаллизация жидкой фазы происходит при более низкой температуре. Следовательно, минерализатор создает более благоприятные условия для реакций, протекающих в расплаве.High efficiency of the proposed mineralizer composition is explained by decrease in melt appearance temperature upon introduction of 1...3% of mineralizer additive into cement raw mix. Indeed, when using mineralizer containing, by weight %: artificial fluorspar CaF 2 - 53, calcium phosphate Ca 3 (PO4) 2 - 45, water - the rest, melt appears at temperature of 1135°C instead of 2065°C, which occurs in system СаО - SiO 2. In system СаО - SiO 2 - Al 2 O 3 - Fe 2 O 3 - MgO - Na 2 OK 2 O, SO 3 melt appears at temperature of 1228°C. As a result, due to low-temperature melt appearance upon addition of mineralizer, sintering zone in rotary kiln shifts to cold end and becomes larger in length, since not only appearance, but also crystallization of liquid phase occurs at lower temperature. Consequently, the mineralizer creates more favorable conditions for reactions occurring in the melt.
На основе сырьевой смеси Горнозаводского цементного завода были приготовлены экспериментальные пробы, которые - обжигались в силитовой печи при температуре 1450°С с изотермической выдержкой 30 минут. В сырьевые смеси вводился предложенный минерализатор, содержащий мас. % CaF2 - 53, Са3(PO4)2 - 45, вода - остальное, в количестве 0,2; 04; 0,65 и 0,85% в расчете на клинкер. В параллельные пробы в качестве минерализующей добавки вводился минерализатор по прототипу.Experimental samples were prepared using the raw mix of the Gornozavodsky Cement Plant and fired in a silite kiln at 1450°C with an isothermal hold of 30 minutes. The proposed mineralizer, containing 53 wt.% CaF2, 45 wt.% Ca3 ( PO4 ) 2 , and the remainder water, in amounts of 0.2; 0.4; 0.65, and 0.85% based on clinker, was added to the raw mixes. A prototype mineralizer was added as a mineralizing additive to parallel samples.
Ниже приведен химический состав в мас. %, используемой цементной сырьевой смеси Горнозаводского цементного завода: Al2O3 - 13,2, SiO2 - 14,17, СаО - 42,50, Fe2O3 - 2,52, MgO - 1,32, K2O - 0,41, Na2O - 0,13, SO3 - 0,14, ппп - 34, и химический состав цементной сырьевой смеси, мас. %: Катав-Ивановского цементного завода Al2O3 - 23,70, SiO2-13,8, СаО - 42,59, Fe2O3 - 2,61, MgO - 1,35, K2O - 0,78, Na2O - 0,33, SO3 - ппп - 34,6.Below is the chemical composition in wt. % of the cement raw mix used by the Gornozavodsky Cement Plant: Al 2 O 3 - 13.2, SiO 2 - 14.17, CaO - 42.50, Fe 2 O 3 - 2.52, MgO - 1.32, K 2 O - 0.41, Na 2 O - 0.13, SO 3 - 0.14, ppb - 34, and the chemical composition of the cement raw mix, wt. %: Katav-Ivanovsky Cement Plant Al 2 O 3 - 23.70, SiO 2 -13.8, CaO - 42.59, Fe 2 O 3 - 2.61, MgO - 1.35, K 2 O - 0.78, Na 2 O - 0.33, SO 3 - ppb - 34.6.
На рисунке 1 (приложение) приведен график изменения прочности цементов в 2-суточном возрасте в зависимости от количества минерализатора, вводимого при обжиге сырьевых смесей Горнозаводского завода.Figure 1 (Appendix) shows a graph of the change in the strength of cements at 2 days of age depending on the amount of mineralizer introduced during the firing of raw mixtures of the Mining Plant.
Цементы размалывали до одинаковой удельной поверхности - 400 м2/кг и испытывали в малых образцах из цементного теста с водоцементным отношением 0,28.The cements were ground to the same specific surface area of 400 m2 /kg and tested in small cement paste samples with a water-cement ratio of 0.28.
Выявленные зависимости указывают на эффективность добавки синтетического минерализатора, позволяющего монотонно увеличивать активность цемента в ранние сроки твердения в отличие от добавки по прототипу, обозначенный как (CaF2 реакт.). Прирост прочности по сравнению с бездобавочным цементом составил 25% при введении минерализатора по изобретению в количестве 0,8 мас. %, содержащего синтетический плавиковый шпат CaF2 - 53 мас. %, Са3(PO4)2 - 45, вода - остальное. В двадцати восьмисуточном возрасте также наблюдается тенденция к увеличению прочности цементного камня с увеличением добавки минерализатора, что подтверждается основанными на опытах дифрактограммами а-э (см. приложение), на которых показан набор прочности цементов из сырья Горнозаводского и Катав-Ивановского заводов с добавкой минерализатора по изобретению На дифрактограммах четко фиксируются основные клинкерные фазы: алит (3.038; 2,78; 261 и 1,766 Å); белит (2,901; 2, 77; 2,19 Å); фаза трехкальциевого алюмината (2,69 и 1.91 Å), а также четырехкальциевый алюмоферрит (2,65; 1,93 Å). Как следует из дифрактограмм, набор прочности с патентуемым минерализатором достигал 30% в первые двое суток.The revealed dependencies indicate the effectiveness of the addition of a synthetic mineralizer, which allows for a monotonous increase in cement activity in the early stages of hardening, in contrast to the additive according to the prototype, designated as (CaF 2 reactive). The increase in strength compared to cement without additives amounted to 25% with the introduction of the mineralizer according to the invention in an amount of 0.8 wt.%, containing synthetic fluorspar CaF 2 - 53 wt.%, Ca 3 (PO4) 2 - 45, and water - the rest. At the age of twenty-eight days, a tendency towards an increase in the strength of the cement stone with the increase in the addition of the mineralizer is also observed, which is confirmed by the experimentally based a-e diffraction patterns (see Appendix), which show the strength gain of cements from raw materials of the Gornozavodsky and Katav-Ivanovsky plants with the addition of a mineralizer according to the invention. The diffraction patterns clearly reveal the main clinker phases: alite (3.038; 2.78; 261 and 1.766 Å); belite (2.901; 2.77; 2.19 Å); tricalcium aluminate phase (2.69 and 1.91 Å), as well as tetracalcium aluminoferrite (2.65; 1.93 Å). As follows from the diffraction patterns, the strength gain with the patented mineralizer reached 30% in the first two days.
Также определяли содержание несвязанного оксида кальция при температуре 1100°С с минерализатором по изобретению.. Результаты анализа усвоения извести в смесях Горнозаводского цементного завода представлены на рисунке 2 (см. приложение).The content of unbound calcium oxide was also determined at a temperature of 1100°C with a mineralizer according to the invention. The results of the analysis of lime absorption in mixtures of the Gornozavodsky Cement Plant are presented in Figure 2 (see Appendix).
Наблюдается практически линейная зависимость связывания оксида кальция от количества вводимого заявленного минерализатора, что свидетельствуют об ускорении процессов минералообразования в сырьевых смесях.A practically linear dependence of calcium oxide binding on the amount of the declared mineralizer introduced is observed, which indicates the acceleration of mineral formation processes in raw mixtures.
Микроскопический анализ, выполненный на аншлифах клинкеров горнозаводского цементного завода, указал на более совершенную кристаллизацию клинкерных минералов с добавкой предложенного минерализатора в сравнении с клинкерами с добавкой минерализатора по прототипу (рисунок 3).Microscopic analysis performed on polished sections of clinkers from the mining cement plant indicated a more perfect crystallization of clinker minerals with the addition of the proposed mineralizer in comparison with clinkers with the addition of a mineralizer according to the prototype (Figure 3).
На рисунке 4 приведен график изменения прочности цементов в 2-суточном и в 28-суточном возрасте в зависимости от количества минерализатора предложенного состава, вводимого при обжиге сырьевых смесей Горнозаводского завода.Figure 4 shows a graph of the change in the strength of cements at 2 days and 28 days of age depending on the amount of mineralizer of the proposed composition introduced during the firing of raw mixtures of the Mining Plant.
На рисунках 5-10 приведены дифрактограммы, характеризующие минералогический состав клинкеров, получаемых из цементных сырьевых смесей с добавкой предложенного минерализатора, а именно:Figures 5-10 show diffraction patterns characterizing the mineralogical composition of clinkers obtained from cement raw mixes with the addition of the proposed mineralizer, namely:
На рисунке 5 - сырьевая цементная смесь Горнозаводского цементного завода, содержащая 0,2 мас. % минерализатора, содержащего мас. %: CaF2 - 53, Са3(PO4)2 - 45, вода - 2;Figure 5 shows the raw cement mixture of the Gornozavodsky cement plant, containing 0.2 wt.% of a mineralizer containing by weight %: CaF 2 - 53, Ca 3 (PO 4 ) 2 - 45, water - 2;
На рисунке 6 - сырьевая цементная смесь Горнозаводского цементного завода, содержащая 0,4 мас. % минерализатора, содержащего мас. %: CaF2 - 53, Са3(PO4)2 - 45, вода - 2;Figure 6 shows the raw cement mixture of the Gornozavodsky cement plant, containing 0.4 wt.% of a mineralizer containing by weight %: CaF 2 - 53, Ca 3 (PO 4 ) 2 - 45, water - 2;
На рисунке 7 - сырьевая цементная смесь Горнозаводского цементного завода, содержащая 0,65 мас. % минерализатора, содержащего мас. %: CaF2 - 53, Са3(PO4)2 - 45, вода - 2;Figure 7 shows the raw cement mixture of the Gornozavodsky Cement Plant, containing 0.65 wt.% of a mineralizer containing by weight %: CaF 2 - 53, Ca 3 (PO 4 ) 2 - 45, water - 2;
На рисунке 8 - сырьевая цементная смесь Горнозаводского цементного завода, содержащая 0,8 мас. % минерализатора, содержащего мас. %: CaF2 - 53, Са3(PO4)2 - 45, вода - 2;Figure 8 shows the raw cement mixture of the Gornozavodsky cement plant, containing 0.8 wt.% of a mineralizer containing by weight %: CaF 2 - 53, Ca 3 (PO 4 ) 2 - 45, water - 2;
На рисунке 9 - сырьевая цементная смесь Катав-Ивановского цементного завода без добавления минерализатора;Figure 9 shows the raw cement mixture of the Katav-Ivanovsky cement plant without the addition of a mineralizer;
На рисунке 10 - сырьевая цементная смесь Катав-Ивановского цементного завода, содержащая 0,7 мас. % минерализатора, содержащего мас. %: CaF2 - 53, Са3(PO4)2 - 45, вода - 2.Figure 10 shows the raw cement mixture of the Katav-Ivanovsky cement plant, containing 0.7 wt.% of mineralizer containing by weight %: CaF 2 - 53, Ca 3 (PO 4 ) 2 - 45, water - 2.
Цементы размалывали до одинаковой удельной поверхности - 400 м2/кг и испытывали в малых образцах из цементного теста с водоцементным отношением 0,28.The cements were ground to the same specific surface area of 400 m2 /kg and tested in small cement paste samples with a water-cement ratio of 0.28.
Выявленные зависимости (приложение, рисунок 1 и 4) указывают на эффективность добавки заявленного минерализатора, позволяющего монотонно увеличивать активность цемента в ранние сроки твердения в отличие от добавки химического реактива CaF2. Прирост прочности по сравнению с бездобавочным цементом составил 25% при введении заявленнного минерализатора в количестве 0,8% в пересчете на CaF2. В двадцати восьми суточном возрасте также наблюдается тенденция к увеличению прочности цементного камня с увеличением добавки минерализатора.The identified dependencies (Appendix, Figures 1 and 4) indicate the effectiveness of adding the stated mineralizer, which allows for a monotonous increase in cement activity during the early stages of hardening, in contrast to the addition of the chemical reagent CaF2 . The strength increase, compared to cement without additives, was 25% with the addition of the stated mineralizer at a rate of 0.8%, calculated as CaF2 . At 28 days of age, a trend toward an increase in the strength of the cement stone with increasing amounts of mineralizer was also observed.
Введение заявленного состава минерализатора увеличивает интенсивность отражений силикатных фаз, особенно заметных в области 32-35°С. При этом относительная интенсивность характеристических отражений в области 30 и 52°С несколько снижается. На дифрактограммах (см. приложение) увеличивается интенсивность отражения 1,762 Å, что характерно для M1 модификаций алита C3S. Увеличение доли M1 способствует повышенной гидравлической активности алитовой фазы.The introduction of the stated mineralizer composition increases the intensity of silicate phase reflections, particularly noticeable in the 32-35°C range. At the same time, the relative intensity of characteristic reflections in the 30 and 52°C range decreases slightly. In the diffraction patterns (see appendix), the intensity of the 1.762 Å reflection increases, which is characteristic of the M1 modifications of alite C3S . An increased proportion of M1 contributes to increased hydraulic activity of the alite phase.
Кроме того, на дифрактограммах с увеличением дозировки минерализатора, снижается доля трехкальциевого алюмината. Трехкальциевый алюминат разрушается и появляется фаза майенита (С12А7). Выделяющийся при этом избыток кальция идет на увеличение доли трехкальциевого силиката, обладающей повышенной гидравлической активностью.Furthermore, in diffraction patterns, the proportion of tricalcium aluminate decreases with increasing mineralizer dosage. Tricalcium aluminate decomposes, and a mayenite phase (C12A7) appears. The excess calcium released during this process increases the proportion of tricalcium silicate, which has increased hydraulic activity.
Следует отметить, что при обжиге сырьевых смесей на основе сырья Катав-Ивановского цементного завода процесс разложения трехкальциевого алюмината проявляется не так явно, как в спеках из сырья Горнозаводского завода. Даже при добавлении 0,7% минерализатора, содержащего фторид кальция, в спеках наблюдается четкие отражения С3А (2,69 и 1,31 Å). Сырьевые смеси обоих заводов исследовались методомсканирующей калориметрии. В сырьевой смеси Горнозаводского цементного завода четко фиксируется небольшой эндотермический эффект в области 243°С, обусловленный удалением межпакетной воды из минералов группы монтмориллонита, входящего в состав сырьевой смеси. Большой и четко выраженный эндоэффект при 820°С связан с разложением, входящего в сырьевую смеськарбоната кальция. С повышением температуры при 900°С фиксируется эффект образования первичного белита - С2S. При 1265° эффект синтеза белита - двухкальциевого силиката выражен более отчетливо, после чего при температуре 1308°С, наблюдается появление клинкерного расплава.It should be noted that during the firing of raw mixes based on the Katav-Ivanovsky Cement Plant's feedstock, the decomposition of tricalcium aluminate is not as pronounced as in the sinters from the Gornozavodsky Plant's feedstock. Even with the addition of 0.7% calcium fluoride-containing mineralizer, clear C3A reflections (2.69 and 1.31 Å) are observed in the sinters. The raw mixes from both plants were studied using scanning calorimetry. The Gornozavodsky Cement Plant's raw mix clearly exhibits a small endothermic effect at 243°C, caused by the removal of interstitial water from the montmorillonite group minerals included in the raw mix. A large and clearly pronounced endothermic effect at 820°C is associated with the decomposition of calcium carbonate included in the raw mix. With an increase in temperature at 900°C, the effect of the formation of primary belite - C2S is recorded. At 1265°, the effect of the synthesis of belite - dicalcium silicate is expressed more clearly, after which, at a temperature of 1308°C, the appearance of clinker melt is observed.
Добавка 0,7% заявленного минерализатора в виде реактива, понизила интенсивность экзоэффекта формирования белита при 903°С, но показала наличие небольших эндоэффектов в области температур 950-1050°С, что связано с появлением низкотемпературных легкоплавких расплавов. В температурном интервале от 1300 до 1380°С наблюдается целая группа слабовыраженных эндотермических эффектов, обусловленных формированием фторсодержащего клинкерного расплава.The addition of 0.7% of the declared mineralizer as a reagent reduced the intensity of the exothermic effect of belite formation at 903°C, but revealed the presence of minor endothermic effects in the temperature range of 950-1050°C, which is associated with the formation of low-temperature, low-melting melts. In the temperature range from 1300 to 1380°C, a whole group of weak endothermic effects is observed, caused by the formation of a fluorine-containing clinker melt.
Добавка 0,5% минерализатора ускорило процессы формирования белита на ранних стадиях и в области температур от 900 до 1000°С, также наблюдается слабые эффекты, связанные с формированием легкоплавких расплавов. Основной клинкерный расплав формируется в области температур 1287-1380°С и характеризуется тремя эндоэффектами 1287°, 1321° и 1350°С.The addition of 0.5% mineralizer accelerated belite formation in the early stages and in the temperature range of 900 to 1000°C. Weak effects related to the formation of low-melting melts were also observed. The main clinker melt formed in the temperature range of 1287-1380°C and was characterized by three endoeffects: 1287°, 1321°, and 1350°C.
Сырье Катав-Ивановского завода характеризуется наличием эндоэффекта при 556°С, что указывает на присутствие в сырье глинистых минералов каолинитовой группы. При температурах в области 900-1000°С, также наблюдаются эндоэффекты, обусловленные плавлением низкотемпературных расплавов.The raw materials from the Katav-Ivanovsky plant exhibit endoeffects at 556°C, indicating the presence of kaolinite-type clay minerals. At temperatures in the range of 900-1000°C, endoeffects are also observed, caused by the melting of low-temperature melts.
Процесс массового синтеза двухкальциевого силиката в смеси с заявленным составом смещается в область более низких температур пик 1125°С. Наличие в области температур 900-1050°С слабовыраженных эндотермических эффектов, указывает на появление легкоплавких промежуточных расплавов в системах CaSO4 - R2O и CaO - SiO2 - Al2O3 - Fe2O3 - CaF2, что ускоряет процессы силикатообразования. Клинкерный расплав имеет два эндоэффекта при 1275° и 1300°С, а при температурах 1200-1400° наблюдается снижение массы образца, обусловленное возгонкой щелочных оксидов.The process of mass synthesis of dicalcium silicate in a mixture with the stated composition shifts to a region of lower temperatures, with a peak of 1125°C. The presence of weakly expressed endothermic effects in the temperature range of 900-1050°C indicates the formation of low-melting intermediate melts in the CaSO4 - R2O and CaO - SiO2 - Al2O3 - Fe2O3 - CaF2 systems, which accelerates the silicate formation processes. The clinker melt exhibits two endothermic effects at 1275 ° and 1300°C, and at temperatures of 1200-1400°C, a decrease in the sample mass is observed due to the sublimation of alkali oxides.
Температура обжига цементной сырьевой смеси Горнозаводского цементного завода с добавкой минерализатора по изобретению и по прототипу и прочность цемента через 1-2 суток и в 28 суточном возрасте (приведена в таблице 1).The firing temperature of the cement raw mix of the Gornozavodsky cement plant with the addition of a mineralizer according to the invention and the prototype and the strength of the cement after 1-2 days and at 28 days of age (given in Table 1).
Как следует из таблицы, температура обжига цементной сырьевой смеси с использованием минерализатора по изобретению ниже, чем при использовании минерализатора по прототипу, а прочность в 1-2 суточном возрасте выше на 25-30%, а в 28-суточном возрасте выше на 15%.As follows from the table, the firing temperature of the cement raw mix using the mineralizer according to the invention is lower than when using the mineralizer according to the prototype, and the strength at 1-2 days of age is 25-30% higher, and at 28 days of age it is 15% higher.
Для оценки эффективности влияния заявленного минерализатора, содержащего синтетический шпат, и фосфат кальция на процесс связывания оксида кальция, сырьевые смеси обжигали при температуре 1100°С и определяли содержание несвязанного оксида кальция.To evaluate the effectiveness of the influence of the declared mineralizer containing synthetic feldspar and calcium phosphate on the process of calcium oxide binding, the raw mixtures were fired at a temperature of 1100°C and the content of unbound calcium oxide was determined.
Сравнительная прочность цементов в зависимости от количества минерализатора, вводимого при обжиге сырьевых смесей, показало следующие результаты:Comparative strength of cements depending on the amount of mineralizer introduced during firing of raw mixes showed the following results:
Цементы размалывали до одинаковой удельной поверхности - 400 м2/кг и испытывали в малых образцах из цементного теста с водоцементным отношением 0,28.The cements were ground to the same specific surface area of 400 m2 /kg and tested in small cement paste samples with a water-cement ratio of 0.28.
Кроме этого были проведены исследования и лабораторные испытания на сырье Горнозаводского цементного завода с использованием, в качестве минерализатора, прототипа с содержанием CaF2 - 23,33-39,43 мас. %, Са3(PO4)2 - 29,54-43,47 мас. % и заявленного минерализатора с содержанием CaF2 - 53% и Са3(PO4)2 - 45%, которые показали следующие результаты:In addition, research and laboratory tests were conducted on raw materials from the Gornozavodsky Cement Plant using, as a mineralizer, a prototype with a content of CaF 2 - 23.33-39.43 wt. %, Ca 3 (PO 4 ) 2 - 29.54-43.47 wt. % and the declared mineralizer with a content of CaF 2 - 53% and Ca 3 (PO 4 ) 2 - 45%, which showed the following results:
1) Активность цемента с заявленным составом минерализатора CaF2 - 53% и Са3(PO4)2 - 45% в ранние сроки твердения (1-2 суток) выше на 30%, а также выше в 28-суточном возрасте на 15%, по сравнению с цементом, поученным с использованием прототипа минерализатора со следующим составом - CaF2 - 23,33-39,43 мас. %, Са3(PO4)2 - 29,54-43,47 мас. %.1) The activity of cement with the declared mineralizer composition CaF 2 - 53% and Ca 3 (PO 4 ) 2 - 45% in the early stages of hardening (1-2 days) is 30% higher, and also 15% higher at 28 days of age, compared to cement obtained using a prototype mineralizer with the following composition - CaF 2 - 23.33-39.43 wt. %, Ca 3 (PO 4 ) 2 - 29.54-43.47 wt. %.
2) Также достигнут результат по снижению температуры обжига при получении готового клинкера, с 1350 при использовании прототипа минерализатора, до 1308 градусов по Цельсию, с использованием заявленного минерализатора.2) A result was also achieved in reducing the firing temperature during the production of finished clinker, from 1350 when using a prototype mineralizer, to 1308 degrees Celsius, using the declared mineralizer.
3) Таким образом, используя заявленный минерализатор при обжиге цементного клинкера, достигнут новый технический результат, ранее неизвестный.3) Thus, by using the declared mineralizer in the firing of cement clinker, a new technical result, previously unknown, was achieved.
Таким образом, выявленные зависимости подтвердили эффективность добавки минерализатора, содержащего фторид кальция и фосфат кальция с указанным в формуле изобретения соотношением, позволяющим монотонно увеличивать активность цемента в ранние сроки твердения, два три дня на 30%. В двадцати восьми суточном возрасте также наблюдается тенденция к увеличению прочности цементного камня с при использовании добавки минерализатора, содержащего 53 мас. % фторида кальция - CaF2, 45 мас. % фосфата кальция - Са3(PO4)2 и воду - остальное.Thus, the identified dependencies confirmed the effectiveness of adding a mineralizer containing calcium fluoride and calcium phosphate in the ratio specified in the invention formula, allowing for a monotonous increase in cement activity in the early stages of hardening, two to three days, by 30%. At the age of twenty-eight days, a tendency towards an increase in the strength of the cement stone is also observed with the use of a mineralizer additive containing 53 wt.% calcium fluoride - CaF 2 , 45 wt.% calcium phosphate - Ca 3 (PO 4 ) 2 and water - the rest.
Полученный на основе переработки фторапатита минерализатор вышеуказанного состава представляет собой тонкодисперсный порошок, не требующий дополнительного измельчения. Сочетание в составе минерализатора фторида кальция и фосфата кальция в указанном соотношении позволяет расценивать его как высокоэффективный минерализатор при производстве портландцементного клинкера.The mineralizer obtained from processing fluorapatite with the above-mentioned composition is a finely dispersed powder that requires no additional grinding. The combination of calcium fluoride and calcium phosphate in the specified ratio makes it a highly effective mineralizer for the production of Portland cement clinker.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2847600C1 true RU2847600C1 (en) | 2025-10-09 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9212091B2 (en) * | 2011-08-18 | 2015-12-15 | Heidelbergcement Ag | Method and additive for increasing early strength |
| RU2604693C1 (en) * | 2015-09-02 | 2016-12-10 | Александр Николаевич Москаленко | METHOD OF PRODUCING ARTIFICIAL FLUORSPAR (CaF2) FROM PHOSPHORIC ACID PRODUCTION WASTES (PHOSPHOGYPSUM) FOR USE IN MAKING CEMENT |
| RU2015127670A (en) * | 2015-07-09 | 2017-01-11 | Александр Николаевич Москаленко | APPLICATION OF ARTIFICIAL FLUAR SPARK, OBTAINED FROM PHOSPHOGYPS WASTE, AS A MINERALIZER IN THE PRODUCTION OF CEMENT CLINKER |
| DE102020100254A1 (en) * | 2020-01-08 | 2021-07-08 | Thyssenkrupp Ag | Integrated process for the production of a building material from phosphogypsum |
| US20230039227A1 (en) * | 2020-01-08 | 2023-02-09 | Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag | Integrated method for the commercial and industrial utilisation of calcium sulphate whilst obtaining rare earth elements from the production of phosphoric acid |
| US20230373789A1 (en) * | 2020-01-08 | 2023-11-23 | Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag | Method for producing phosphoric acid and calcium sulphate quality suitable for a clinker process for the commercial and industrial utilization of calcium sulphate |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9212091B2 (en) * | 2011-08-18 | 2015-12-15 | Heidelbergcement Ag | Method and additive for increasing early strength |
| RU2015127670A (en) * | 2015-07-09 | 2017-01-11 | Александр Николаевич Москаленко | APPLICATION OF ARTIFICIAL FLUAR SPARK, OBTAINED FROM PHOSPHOGYPS WASTE, AS A MINERALIZER IN THE PRODUCTION OF CEMENT CLINKER |
| RU2604693C1 (en) * | 2015-09-02 | 2016-12-10 | Александр Николаевич Москаленко | METHOD OF PRODUCING ARTIFICIAL FLUORSPAR (CaF2) FROM PHOSPHORIC ACID PRODUCTION WASTES (PHOSPHOGYPSUM) FOR USE IN MAKING CEMENT |
| DE102020100254A1 (en) * | 2020-01-08 | 2021-07-08 | Thyssenkrupp Ag | Integrated process for the production of a building material from phosphogypsum |
| US20230039227A1 (en) * | 2020-01-08 | 2023-02-09 | Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag | Integrated method for the commercial and industrial utilisation of calcium sulphate whilst obtaining rare earth elements from the production of phosphoric acid |
| US20230373789A1 (en) * | 2020-01-08 | 2023-11-23 | Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag | Method for producing phosphoric acid and calcium sulphate quality suitable for a clinker process for the commercial and industrial utilization of calcium sulphate |
| EP4087816B1 (en) * | 2020-01-08 | 2023-12-06 | thyssenkrupp Polysius GmbH | Integrated method for producing a building material from phosphogypsum |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2193339C (en) | Hydraulic cement with accelerated high strength development | |
| EP0476031B1 (en) | Very early setting ultra high early strength cement | |
| RU2513572C2 (en) | Hydraulic binding agent based on sulfo-aluminous clinker and portland cement clinker | |
| FI115298B (en) | cement composition | |
| RU2547866C2 (en) | Additive for hydraulic binding material based on clinker from belite and calcium sulphoaluminate-ferrite | |
| CA1062735A (en) | Hydraulic cements | |
| AU603413B2 (en) | Hydraulic binders and building elements formed of non-traditional materials | |
| Mehta et al. | Utilization of phosphogypsum in Portland cement industry | |
| US3857714A (en) | High calcium sulfate expansive clinker | |
| US20240034680A1 (en) | Hydraulic binder with low carbon footprint and high early strength | |
| RU2847600C1 (en) | Mineralizer for firing cement clinker | |
| JP7605838B2 (en) | Cement admixture and cement composition | |
| EP4137323A1 (en) | Hydraulic binder with low carbon footprint and high early strength | |
| US4019917A (en) | Early strength cements | |
| CA1153024A (en) | Portland cement clinker | |
| SU1235838A1 (en) | Binding agent | |
| JP7755367B2 (en) | Expansive admixture | |
| RU2784967C1 (en) | Raw mixture for obtaining an active mineral additive for cement and method for its preparation | |
| SU1085949A1 (en) | Raw mix for producing sulfoaluminate clinker | |
| GB2055786A (en) | Portland cement clinker | |
| Jarosinski et al. | Effect of portland cement on strength development of phosphoanhydrite-pozzolana cement | |
| SU950691A1 (en) | Raw mix for producing portland cement clinker | |
| Mix | Clinker Synthesis in the Presence of a Significant Amount of SO3 in | |
| SU967983A1 (en) | Raw mix for producing portaland cement clinker | |
| SU1689321A1 (en) | Raw mixture for producing belite grouting cement |