RU2832453C1 - Method of intensifying process of burning portland cement clinker with fluorine-containing wastes in furnaces by dry method - Google Patents
Method of intensifying process of burning portland cement clinker with fluorine-containing wastes in furnaces by dry method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2832453C1 RU2832453C1 RU2024118373A RU2024118373A RU2832453C1 RU 2832453 C1 RU2832453 C1 RU 2832453C1 RU 2024118373 A RU2024118373 A RU 2024118373A RU 2024118373 A RU2024118373 A RU 2024118373A RU 2832453 C1 RU2832453 C1 RU 2832453C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fluorine
- clinker
- portland cement
- production
- cement clinker
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 title abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 27
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N dialuminum tricalcium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Al+3].[Ca++].[Ca++].[Ca++] HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims abstract description 4
- AGWMJKGGLUJAPB-UHFFFAOYSA-N aluminum;dicalcium;iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Ca+2].[Ca+2].[Fe+3] AGWMJKGGLUJAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 20
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 10
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FTOZMXOHOKRHNL-UHFFFAOYSA-N ethyl 2,3-dihydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(O)CO FTOZMXOHOKRHNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству портландцементного клинкера и оптимизации процесса его обжига путем введения фторсодержащего отхода электролитического производства алюминия, и может быть использовано при получении портландцементного клинкера сухим способом. The invention relates to the building materials industry, in particular to the production of Portland cement clinker and the optimization of the process of its firing by introducing fluorine-containing waste from the electrolytic production of aluminum, and can be used in the production of Portland cement clinker by a dry method.
Наиболее затратным в плане топливно-энергетических ресурсов является обжиг портландцементного клинкера – основной передел производства портландцемента, требующий постоянного поиска путей его оптимизации.The most expensive process in terms of fuel and energy resources is the firing of Portland cement clinker – the main stage of Portland cement production, which requires a constant search for ways to optimize it.
Известен способ получения клинкера белого цемента (патент RU на изобретение № 2752767, опубл. 03.08.2021, бюл. №22). Способ включает в себя приготовление сырьевой смеси, подачу минерализатора, обжиг сырьевой смеси во вращающейся печи сухого способа производства и резкое охлаждение клинкера в воде. Сырьевую смесь предварительно смешивают с пылью пылеулавливающих устройств, а минерализатор 2C2S⋅CaF2, подают через пылевую форсунку. A method for producing white cement clinker is known (RU patent for invention No. 2752767, published on 03.08.2021, bulletin No. 22). The method includes preparing a raw mix, feeding a mineralizer, firing the raw mix in a rotary kiln using a dry production method, and rapidly cooling the clinker in water. The raw mix is pre-mixed with dust from dust collecting devices, and the mineralizer 2C 2 S⋅CaF 2 is fed through a dust nozzle.
Недостатком известного способа является использование в качестве минерализатора пылевидного материала 2C2S⋅CaF2, получаемого путем трехкратного обжига из химических реактивов или природных компонентов высокой чистоты, в том числе флюорита, что влечет за собой дополнительные затраты на синтез минерализатора, а также его повышенный расход от 1,5% до 11%. The disadvantage of the known method is the use of 2C2S⋅CaF2 powdered material as a mineralizer, obtained by triple firing from chemical reagents or high-purity natural components, including fluorite, which entails additional costs for the synthesis of the mineralizer, as well as its increased consumption from 1.5% to 11%.
Наиболее близким решением по технической сущности, принятым за прототип является способ получения портландцемента по первому пункту (патент RU на изобретение № 2383506, опубл. 10.03.2010, бюл. №7). Известный способ включает получение портландцементного клинкера, содержащего трехкальциевый силикат, двухкальциевый силикат, трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит, спеканием исходной сырьевой смеси, включающей кальциевый, алюмосиликатный, железистый компоненты и фторсодержащий минерализатор – фторуглеродсодержащие отходы электролитического производства алюминия, охлаждение и помол клинкера с гипсом. В качестве минерализатора используют фторуглеродсодержащие отходы индивидуально или в сочетании с фторидом кальция. Под фторуглеродсодержащими отходами понимают смесь пыли электрофильтров, шлама газоочистки и хвостов угольной пены или же их индивидуальное использование. The closest solution in technical essence, accepted as a prototype, is the method for obtaining Portland cement according to the first point (RU patent for invention No. 2383506, published 10.03.2010, bulletin No. 7). The known method includes obtaining Portland cement clinker containing tricalcium silicate, dicalcium silicate, tricalcium aluminate and tetracalcium aluminoferrite, sintering the initial raw mixture, including calcium, aluminosilicate, iron components and a fluorine-containing mineralizer - fluorocarbon-containing waste from the electrolytic production of aluminum, cooling and grinding the clinker with gypsum. Fluorocarbon-containing waste is used as a mineralizer individually or in combination with calcium fluoride. Fluorocarbon-containing waste is understood to be a mixture of electrostatic precipitator dust, gas cleaning sludge and coal foam tailings or their individual use.
Недостатком прототипа является недостаточная эффективность минерализатора, заключающаяся в высоком расходе топлива для поддержания высокой температуры обжига, что может приводить к пережогу клинкера и снижению качественных показателей портландцемента. Также недостатками является нестабильный химический и фазовый состав смеси фторуглеродсодержащих отходов. The disadvantage of the prototype is the insufficient efficiency of the mineralizer, consisting in high fuel consumption to maintain a high firing temperature, which can lead to clinker overburning and a decrease in the quality indicators of Portland cement. Another disadvantage is the unstable chemical and phase composition of the mixture of fluorocarbon-containing waste.
Изобретение направлено на интенсификацию процесса обжига портландцементного клинкера, производимого сухим способом, которая заключается в снижении удельного расхода топлива на обжиг портландцементного клинкера, в снижении температуры обжига, при сохранении качественных показателей готового продукта.The invention is aimed at intensifying the process of firing Portland cement clinker produced by a dry method, which consists in reducing the specific fuel consumption for firing Portland cement clinker, in reducing the firing temperature, while maintaining the quality indicators of the finished product.
Технический результат достигается тем, что в способе интенсификации процесса обжига портландцементного клинкера состоящего, в основном, из трехкальциевого силиката С3S, двухкальциевого силиката С2S, трехкальциевого алюмината C3А и четырехкальциевого алюмоферрита C4АF, включающем в себя подготовку сырьевых компонентов, гомогенизацию их с минерализатором, процесс спекания и охлаждение клинкера, при сухом способе производства используют в качестве минерализатора термически обработанный фторсодержащий отход электролитического производства алюминия. The technical result is achieved in that in the method for intensifying the process of firing Portland cement clinker consisting mainly of tricalcium silicate C3S , dicalcium silicate C2S , tricalcium aluminate C3A and tetracalcium aluminoferrite C4AF , which includes the preparation of raw components, their homogenization with a mineralizer, the sintering process and cooling of the clinker, in the dry production method, thermally treated fluorine-containing waste from the electrolytic production of aluminum is used as a mineralizer.
Способ интенсификации процесса обжига при сухом способе производства портландцементного клинкера, состоящего, в основном, из трехкальциевого силиката С3S, двухкальциевого силиката С2S, трехкальциевого алюмината C3А и четырехкальциевого алюмоферрита C4АF, включает в себя подготовку и гомогенизацию сырьевых компонентов вместе с фторсодержащим отходом с получением сырьевой смеси с влажностью 1%, ее подачу в печную систему, конкретно в циклонный теплообменник между I и II ступенями циклонов, спекание клинкера при пониженной температуре и его охлаждение. В качестве фторсодержащего отхода в данном случае используют электродный бой – фторсодержащий отход электролитического производства алюминия, большую часть которого составляют углерод и криолит – гексафтороалюминат натрия Na3AlF6, прошедший предварительную подготовку, которая заключается в термической обработке, позволяющей удалить из его состава – горючую составляющую – углерод. Необходимость данной подготовки вызвана опасностью использования электродного боя в исходном виде при подаче в циклонный теплообменник в область высоких температур, а также возможностью локального превышения оптимальной температуры в циклонном теплообменнике или декарбонизаторе в местах окисления горючей составляющей, что может привести к частичной возгонке фтора. Для реализации предлагаемого способа в сырьевую смесь вводят термически обработанный фторсодержащий отход в количестве 0,25-0,75 вес.% в пересчете на фтор.The method of intensifying the firing process in the dry method of producing Portland cement clinker consisting mainly of tricalcium silicate C 3 S, dicalcium silicate C 2 S, tricalcium aluminate C 3 A and tetracalcium aluminoferrite C 4 AF includes the preparation and homogenization of raw components together with fluorine-containing waste to obtain a raw material mixture with a moisture content of 1%, its feeding into the kiln system, specifically into the cyclone heat exchanger between the first and second stages of the cyclones, sintering the clinker at a low temperature and cooling it. In this case, electrode scrap is used as fluorine-containing waste - fluorine-containing waste from the electrolytic production of aluminum, most of which is carbon and cryolite - sodium hexafluoroaluminate Na 3 AlF 6 , which has undergone preliminary preparation, which consists of heat treatment, allowing to remove from its composition - the combustible component - carbon. The need for this preparation is caused by the danger of using the electrode scrap in its original form when feeding it into a cyclone heat exchanger in the high-temperature region, as well as the possibility of locally exceeding the optimum temperature in the cyclone heat exchanger or decarbonizer in places where the combustible component is oxidized, which can lead to partial sublimation of fluorine. To implement the proposed method, thermally treated fluorine-containing waste is introduced into the raw mixture in an amount of 0.25-0.75 wt.% in terms of fluorine.
В качестве исходной сырьевой смеси используется смесь состоящая из карбонатного, алюминатного, силикатного и железистого компонентов, рассчитанная на получение рядового портландцементного клинкера. Характеристика сырьевой смеси представлена в таблице 1.The initial raw mix used is a mixture consisting of carbonate, aluminate, silicate and ferrous components, designed to obtain ordinary Portland cement clinker. The characteristics of the raw mix are presented in Table 1.
Таблица 1Table 1
Характеристика исходной сырьевой смесиCharacteristics of the initial raw material mixture
В качестве фторсодержащего отхода используют электродный бой – фторсодержащий отход из отвалов техногенных отходов предприятия по производству алюминия, например, Красноярского края, большую часть которого составляют углерод и криолит – гексафтороалюминат натрия Na3AlF6. Согласно заявленному способу фторсодержащий отход – электродный бой – для использования в сухом способе производства портландцемента подвергают предварительной термической обработке. Состав фторсодержащего отхода после термической обработки представлен в таблице 2.Electrode scrap is used as fluorine-containing waste – fluorine-containing waste from the dumps of industrial waste of an aluminum production plant, for example, in Krasnoyarsk Krai, most of which is carbon and cryolite – sodium hexafluoroaluminate Na 3 AlF 6. According to the declared method, fluorine-containing waste – electrode scrap – is subjected to preliminary heat treatment for use in the dry method of Portland cement production. The composition of fluorine-containing waste after heat treatment is presented in Table 2.
Таблица 2Table 2
Химический состав боя электродного, %Chemical composition of electrode waste, %
В состав сырьевой смеси фторсодержащий отход вводят в количестве от 0,25 вес.% до 0,75 вес.% в пересчете на фтор. Добавку не вводят в количестве менее 0,25 вес.% по причине недостаточной эффективности, и в количестве более 0,75 вес.% с целью недопущения образования избыточного количества щелочных соединений в клинкере и перерасхода фторсодержащего отхода. В качестве контрольного образца использовали сырьевая смесь без добавления минерализующих добавок. Fluorine-containing waste is introduced into the raw mix in an amount from 0.25 wt.% to 0.75 wt.% in terms of fluorine. The additive is not introduced in an amount of less than 0.25 wt.% due to insufficient efficiency, and in an amount of more than 0.75 wt.% in order to prevent the formation of an excessive amount of alkaline compounds in the clinker and overconsumption of fluorine-containing waste. The raw mix without the addition of mineralizing additives was used as a control sample.
Качественную оценку заявленного способа оценивают по полноте усвоения свободного оксида кальция в клинкерные минералы путем исследования каждого образца этилово-глицератным методом. Результаты исследования приведены в таблице 3. The qualitative assessment of the claimed method is assessed by the completeness of the assimilation of free calcium oxide into clinker minerals by examining each sample using the ethyl-glycerate method. The results of the study are presented in Table 3.
Таблица 3Table 3
Влияние вводимого фторсодержащего отхода на количество свободного оксида кальция в продуктах обжигаEffect of introduced fluorine-containing waste on the amount of free calcium oxide in roasting products
образца№p/p
sample
Анализ полученных в процессе обжига образцов показал, что использование фторсодержащего отхода предложенным способом способствует завершению процессов клинкерообразования с полным усвоением свободной окиси кальция в температурном интервале 1375-1450°С при том, что в сырьевой смеси без добавления фторсодержащего отхода процессы клинкерообразования при температуре 1450°С протекают не в полной мере, о чем говорит присутствие неусвоенного оксида кальция в количестве 0,163%. Следовательно, предложенный способ интенсификации процесса обжига клинкера позволяет снизить температуру на 50-75°С при введении термически обработанного фторсодержащего отхода в сырьевую смесь в количестве 0,5-0,75 вес.%. The analysis of the samples obtained during the firing process showed that the use of fluorine-containing waste by the proposed method contributes to the completion of clinker formation processes with the complete assimilation of free calcium oxide in the temperature range of 1375-1450°C, given that in the raw mix without the addition of fluorine-containing waste, the clinker formation processes at a temperature of 1450°C do not proceed to the full extent, as evidenced by the presence of undigested calcium oxide in the amount of 0.163%. Consequently, the proposed method for intensifying the clinker firing process makes it possible to reduce the temperature by 50-75°C when introducing thermally treated fluorine-containing waste into the raw mix in an amount of 0.5-0.75 wt%.
Пример реализации изобретения (таблица 3, образец 3).An example of the invention implementation (table 3, sample 3).
Готовят сырьевую смесь с использованием фторсодержащего отхода электролитического производства алюминия. Сырьевая смесь состоит из карбоната кальция (79,56 г), оксида кремния (IV) (14,49 г), оксида алюминия (3,18 г), оксида железа (III) (2,77 г). В качестве фторсодержащего отхода электролитического производства алюминия используют электродный бой в количестве 0,5 г в пересчете на фтор.A raw mix is prepared using fluorine-containing waste from the electrolytic production of aluminum. The raw mix consists of calcium carbonate (79.56 g), silicon oxide (IV) (14.49 g), aluminum oxide (3.18 g), iron oxide (III) (2.77 g). Electrode scrap is used as fluorine-containing waste from the electrolytic production of aluminum in an amount of 0.5 g in terms of fluorine.
Усредненную с фторсодержащим отходом сырьевую смесь подвергают прессованию в цилиндрические образцы диаметром 2 см и массой 2 г. Образцы обжигают партиями в лабораторной печи со скоростью нагрева 6 град/мин в интервале температур 1250–1450°С с изотермической выдержкой в течение 15 минут и дальнейшим резким охлаждением на воздухе. The raw material mixture averaged with fluorine-containing waste is pressed into cylindrical samples with a diameter of 2 cm and a mass of 2 g. The samples are fired in batches in a laboratory furnace at a heating rate of 6 degrees/min in a temperature range of 1250–1450°C with isothermal holding for 15 minutes and subsequent rapid cooling in air.
Расчетные химический и минералогический составы получаемого клинкера приведены в таблице 4.The calculated chemical and mineralogical compositions of the resulting clinker are given in Table 4.
Таблица 4Table 4
Характеристика синтезированного клинкераCharacteristics of synthesized clinker
Полноту протекания процессов образования клинкерных минералов в продуктах обжига оценивают по усвоению свободного оксида кальция в клинкерные минералы путем исследования каждого образца этилово-глицератным методом. Результат показывает, что свободный оксид кальция полностью усваивается при температуре 1400°С. The completeness of the processes of formation of clinker minerals in the products of firing is estimated by the assimilation of free calcium oxide into clinker minerals by studying each sample by the ethyl-glycerate method. The result shows that free calcium oxide is completely assimilated at a temperature of 1400°C.
Результаты исследований подтверждают, что фторсодержащий отход электролитического производства алюминия оказывает минерализующий эффект при обжиге портландцементного клинкера, что позволяет снизить температуру обжига на 50°С при использовании электродного боя в количестве 0,5 вес.% в пересчете на фтор.The results of the studies confirm that fluorine-containing waste from the electrolytic production of aluminum has a mineralizing effect during the firing of Portland cement clinker, which makes it possible to reduce the firing temperature by 50°C when using electrode scrap in an amount of 0.5 wt.% in terms of fluorine.
Таким образом с помощью предложенного способа интенсификации процесса обжига портландцементного клинкера фторсодержащими отходами обеспечивается: Thus, with the help of the proposed method of intensifying the process of firing Portland cement clinker with fluorine-containing waste, the following is ensured:
- снижение температуры обжига портландцементного клинкера на 50-75°С при вводе добавки фторсодержащего отхода в количестве 0,25 - 0,75 вес.%; - reduction of the firing temperature of Portland cement clinker by 50-75°C when introducing an additive of fluorine-containing waste in an amount of 0.25 - 0.75 wt.%;
- полнота образования основных клинкерных минералов трехкальциевого силиката С3S, двухкальциевого силиката С2S, трехкальциевого алюмината C3А и четырехкальциевого алюмоферрита C4АF, о чем свидетельствует отсутствие свободного оксида кальция в продуктах обжига;- complete formation of the main clinker minerals tricalcium silicate C 3 S, dicalcium silicate C 2 S, tricalcium aluminate C 3 A and tetracalcium aluminoferrite C 4 AF, as evidenced by the absence of free calcium oxide in the firing products;
- снижение удельного расхода топлива на обжиг клинкера при производстве портландцемента сухим способом с использованием термически обработанного фторсодержащего отхода на 3,0…4,5%; - reduction of specific fuel consumption for clinker firing in the production of Portland cement by the dry method using thermally treated fluorine-containing waste by 3.0...4.5%;
- снижение удельного теплонапряжения на футеровку вращающихся печей сухого способа производства, что должно обеспечить повышение срока ее службы; - reduction of specific heat stress on the lining of rotary kilns of dry production method, which should ensure an increase in its service life;
- эффективная утилизация фторсодержащих отходов электролитического производства алюминия с расширением базы добавок, используемых в производстве портландцементного клинкера;- efficient utilization of fluorine-containing waste from the electrolytic production of aluminum with the expansion of the base of additives used in the production of Portland cement clinker;
- экономически выгодная замена дефицитных, традиционно используемых минерализующих добавок, таких как фторид кальция. - an economically advantageous replacement for scarce, traditionally used mineralizing additives such as calcium fluoride.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2832453C1 true RU2832453C1 (en) | 2024-12-24 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2851915C1 (en) * | 2025-05-21 | 2025-12-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method for producing portland cement clinker |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1154330A (en) * | 1965-08-20 | 1969-06-04 | Gvnii Tsementnoj Promy | Improvements in or relating to Rapid-Hardening Portland-Cement |
| RU2383506C1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") | Method for production of portland cement (versions) |
| RU2013122923A (en) * | 2013-05-17 | 2014-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "БайкAL") | METHOD FOR PROCESSING SODIUM-FLUOR-CARBON-CONTAINING WASTES OF ELECTROLYTIC PRODUCTION OF ALUMINUM |
| RU2633620C1 (en) * | 2016-07-05 | 2017-10-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method for intensification of burning process of portland cement clinker by mineralizers (versions) |
| RU2752767C1 (en) * | 2020-11-23 | 2021-08-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» | Method for producing white cement clinker |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1154330A (en) * | 1965-08-20 | 1969-06-04 | Gvnii Tsementnoj Promy | Improvements in or relating to Rapid-Hardening Portland-Cement |
| RU2383506C1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") | Method for production of portland cement (versions) |
| RU2013122923A (en) * | 2013-05-17 | 2014-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "БайкAL") | METHOD FOR PROCESSING SODIUM-FLUOR-CARBON-CONTAINING WASTES OF ELECTROLYTIC PRODUCTION OF ALUMINUM |
| RU2633620C1 (en) * | 2016-07-05 | 2017-10-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method for intensification of burning process of portland cement clinker by mineralizers (versions) |
| RU2752767C1 (en) * | 2020-11-23 | 2021-08-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» | Method for producing white cement clinker |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2851915C1 (en) * | 2025-05-21 | 2025-12-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method for producing portland cement clinker |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7490862B2 (en) | Method for producing cement powder composition | |
| CN111233356B (en) | A method and system for preparing sulfoaluminate cement from all solid waste pretreated with aluminum ash | |
| US8852339B2 (en) | Industrial process for the production of a clinker with a high content of belite | |
| US8021478B2 (en) | Process to produce portland cement clinker and obtained clinker | |
| EP0748302B2 (en) | Method for manufacturing mineralized portland cement clinker | |
| EP2582641A1 (en) | Method for producing a clinker for hydraulic cement with low co2 emission and high resistance | |
| Enríquez et al. | Use of industrial wastes for the synthesis of belite clinker | |
| CN111517679A (en) | Multi-solid waste early strength cement and preparation method thereof | |
| CA2437224A1 (en) | Method for oxidizing treatment of steel plant slag to obtain cement-based materials | |
| RU2832453C1 (en) | Method of intensifying process of burning portland cement clinker with fluorine-containing wastes in furnaces by dry method | |
| CN1016598B (en) | Process of sulfuic acid from supse | |
| CN86103649A (en) | The composition and the manufacture method of A Lite calcium sulphoaluminate cement | |
| CN112279532A (en) | A kind of mineral admixture and preparation method thereof | |
| RU2834608C1 (en) | Method of intensifying process of burning portland cement clinker with fluorine-containing wastes in furnaces of wet production method | |
| CA3232026A1 (en) | Method for producing calcined product comprising .gamma.-2cao sio2 | |
| US2252279A (en) | Manufacture of sulphur dioxide and portland cement from calcium sulphate and the usual additions containing aluminum silicate | |
| RU2577871C1 (en) | Method for producing portland cement | |
| RU2847600C1 (en) | Mineralizer for firing cement clinker | |
| RU2851915C1 (en) | Method for producing portland cement clinker | |
| Miryuk | Activation of cement clinker with high content of belite | |
| RU2814678C1 (en) | Method of producing complex additive for sintering portland cement clinker | |
| CN119898972B (en) | A composite functional additive suitable for co-processing heavy metal-containing waste in cement kilns | |
| RU2784967C1 (en) | Raw mixture for obtaining an active mineral additive for cement and method for its preparation | |
| RU2736592C1 (en) | Method of producing and composition of belite clinker | |
| Delitsyn et al. | UTILIZATION OF ASH FROM THE COMBUSTION OF KUZNETSK AND EKIBASTUZ COALS |