Виробництво цементу, в технології якого використовують спеціальний гідравлічний шлак
Виготовлення цементу на основі доменного шлаку
Етап отримання клінкеру входить в традиційну технологію виготовлення цементу. Клінкер - це суміш глини і вапняку гранульованого типу, яка прожарюється до 1400 ° С.
Головними мінусами цієї технології є:
• Велика енергоємність;
• Висока капіталомісткість;
• Тривалий термін окупності;
• Погане вплив на природу.
Альтернативна технологія виготовлення так званого безклінкерний цементу спрямована на те, щоб прибрати частково або зменшити всі вище перераховані негативні наслідки традиційного виробництва цементу. У технологічному процесі при «холодному» способі виробництва відсутній етап високотемпературної прокалки клінкеру. На цій стадії прогартовує клінкеру відбувається в дорогих барабанних печах, які обертаються. Тому даний етап відрізняється високим рівнем енергетичних витрат. При «холодному» виробництві капітальні та енергетичні витрати істотно нижче. Технологія виготовлення безклінкерний цементу дозволяє знизити собівартість в кілька разів навіть за умови використання малотоннажних установок.
безклінкерний цемент
Це шлако-лужний тип цементу. Він використовується в тих же областях, що і традиційний. Фізичні та хімічні характеристики цього типу цементу не відрізняються від традиційного виду цементу. Що ж стосується бетону і розчину для будівельних цілей з цього цементу, то він характеризується високим ступенем протистояння до зносу, а також не боїться впливу агресивних середовищ. Додатково бетон і розчин з цього типу цементу має низьку температуру гідратації.
Шлаки є основою шлако-лужного цементу. Його отримують двома способами:
1. Al2O3, SiO2, CaO (є базисними компонентами для виробництва шлаку високої якості) перемішуються в певних пропорціях і потім розплавляються. На вибір можна взяти наступні види сировини:
• зольную пил, пуццолану, вулканічний попіл;
• доломітізірованнийвапняк або карбонат кальцію, вапняк, вапняну глину;
• глину або вапно (містять пісок) і сам пісок;
• відходи мінерального походження, які містять кремній, кальцій, алюміній.
2. Використання отриманого в результаті виробництва чавуну готового доменного шлаку.
Виробництво цементу, в технології якого використовують спеціальний гідравлічний шлак
У цього виду виробництва є три стадії, які відрізняються від стадій виготовлення традиційного цементу: плавлення, охолодження розплаву, помел цементу.
Плавлення сировини з метою отримання шлаку
Сировина спочатку пропускають через устаткування попереднього нагрівання. Потім його плавлять в плавильної печі при температурі приблизно в 1450 ° C. Піч для плавлення схожа на скловарну піч. Тільки нагрів печі забезпечує вугілля, пиловидне паливо, газ або традиційний вид палива.
Шлак з великим рівнем потенційної реакційною здатністю можна отримати за умови швидкого охолодження розплаву. Гранулят здатний зберігатися протягом довгого часу без втрат даного якості.
Гранульований шлак, який вже охолоджений, потрібно подрібнити до порошкоподібного стану. Після цього він здатний вступати в реакцію при контакті з водою.
виробництво цементу
Щоб зробити цемент, який можна відразу використовувати, потрібно перемішати три компоненти:
• гранульований і висушений шлак;
• додатковий матеріал в порошкоподібному стані;
• активатор в малій кількості.
Щоб отримати цемент з потрібним рівнем якості, компоненти перемішуються і дозуються в необхідних пропорціях.
У малих дозах (від 2% до 5% від обсягу суміші) додають активатор. Вибираючи вид і кількість активатора, можна отримати будь-яку потрібну марку цементу. За рахунок використання базових компонентів можна зробити різноманітні марки цементу. При виробництві певної марки змінюється лише доза і види компонентів для змішування.
Необхідно використовувати компоненти, які б стримували високий рівень реакційної здатності отриманого шлаку. До стримуючих добавок відноситься пил з золи або інший хімічно інертний компонент.
Стадії виготовлення цементу, які притаманні виключно для виготовлення шлакового цементу, були викладені вище. Інші стадії схожі зі стадіями виготовлення традиційного портландцементу:
• Розробка сировинних родовищ, підготовка матеріалу в якості сировини, дроблення, помел, зберігання компонентів до моменту настання стадії попереднього нагріву і стадії плавлення.
• Перемішування перед стадією попереднього нагріву і плавлення різних добавок.
• Розфасовка в мішки цементу з подальшою доставкою на склад після стадії перемішування шлаків, активатора і додаткових матеріалів.
Цемент, який зроблений таким способом, має низький рівень температурної гідратації при отриманні бетону. Тому його можна використовувати у виготовленні бетону монолітного типу, який укладають в маси великого розміру. Стійкість до впливу середовищ агресивного характеру (стічні води, морська вода) є додатковою перевагою даного типу бетону.
Цемент, отриманий безклінкерний методом, має високий рівень споживчих якостей. Варто також відзначити той факт, що даний спосіб отримання цементу (в порівнянні з традиційним) в меншій мірі впливає на навколишнє середовище.
При виготовленні цементу традиційним методом сировину у величезних кількостях добувають, як правило, із землі з подальшим отриманням з нього матеріалу для цементу. У технологічному процесі використовують технологію випалу, спікання або плавлення і помелу. Всі зазначені вище етапи виробництва є енерговитратними. До того ж вони негативно впливають на природу.
Варто також відзначити, що виробництво цементу традиційним методом паралельно супроводжується викидами відпрацьованих газів в атмосферу і забрудненням її пилом. Від цих негативних впливів не звільнені виробництво безклінкерний цементу. Однак воно є чистішим за екологічними показниками.
Використання при виробництві безклінкерний цементу вторинної сировини допомагає зберегти ресурси Землі.
Вартість виробництва безклінкерний цементу, як і традиційного, формується з однакових складових. Обсяг вкладень на виготовлення однієї тонни цементу обох цих виробництв також практично не відрізняється. Однак виготовлення безклінкерний цементу є рентабельним навіть на підприємствах з малими потужностями. Тому виробляти цей вид цементу можна навіть в регіонах, в яких вже є виробництво цементу традиційним методом.
Можливість використовувати виробником для виготовлення безклінкерний цементу більш різноманітний перелік первинної і вторинної сировини може знизити матеріальні витрати. Виробник, використовуючи більш дешеву сировину, зможе зменшити матеріальні витрати.
Виготовлення цементу на основі доменного шлаку
Другий вид виготовлення безклінкерний цементу полягає в наступному. Відбувається процес переробки металургійних шлаків і отримання гідравлічних в'яжучих типів цементу, які схожі з марками цементу М300 або М400.
У першій половині 20 століття було виявлено, що доменні шлаки (за умови володіння ними потрібного хімічного складу і змісту скла) можуть бути активізовані. При цьому умови шлак отримує потенційні гідравлічні властивості. Інший виявленої здатністю доменного шлаку стала його можливість вступу в реакцію з солями лужних металів. Головні етапи виготовлення в себе включали: помел до стану порошку доменного шлаку і додавання лужний субстанції.
Вже протягом 80 років робилися кроки зробити і застосувати лужно активоване шлаковий цемент. У масштабах промислового рівня цей тип цементу реалізовувався на території України, Скандинавії, Польщі. Цей вид цементу здебільшого використовувався у виготовленні блоків з бетону.
Доменний шлак в більшості випадків є головною сировиною. З використанням лужних солей проводилася активізація. Високий рівень якості кінцевого продукту при застосуванні цього типу цементу був доведений ще з моменту запуску промислового виробництва.
Процес виготовлення цементу складається з ряду взаємопов'язаних і безперервних етапів:
• подача сировини в необхідних дозах з місць зберігання і формування шихти в потрібних пропорціях (суміш з шлаку, добавок мінерального походження, хімічного активатора);
• сушка в барабанній сушарці приготовленої шихти;
• тонкий помел шихти в кульової млині, надання якостей цементу;
• фасування і транспортування приготованого цементу.
У доменну піч при виготовленні чавуну занурюють залізну руду, флюсовий камінь і кокс. З печі виходить розплавлений чавун і шлак. До складу шлаку входять здебільшого кварц, оксид алюмінію, оксид кальцію і магнію. Охолодження повітрям і холодною водою, дроблення, помел - це основні чотири способи обробки шлаку в розплавленому стані, кожен з яких надає матеріалу відмінні характеристики.
На 95% доменний шлак складається з кварцу, а також оксидів алюмінію, кальцію і магнію, а решта 5% складають сполуки заліза і сірки, марганець і інші елементи в незначній кількості. В охолодженому повітрям шлаку вони об'єднуються в різноманітні силікати і алюмосилікатні мінерали. У шлаках, які пройшли обробку дробленням і помел, ці елементи містяться в формі скла. Сировина, що використовується для виробництва шлаку, відбирається і перемішується ретельно, тому його хімічний склад коливається в малому діапазоні.
На заводах Уралу і Кузбасу, а також на інших підприємствах шлаки, як і хімічні активатори з добавками мінерального походження, накопичуються тоннами. Підприємства витрачають для утилізації відходів величезні кошти.
Можна назвати наступні переваги методу виготовлення цементу на основі металургійного шлаку:
1. Обладнання для виробництва нескладне, технологічний процес простий.
2. В якості сировини можна використовувати відходи промисловості.
3. Питомі капіталовкладення і більш низькі енергетичні витрати.
4. Маленька потужність виробництва дає можливість зменшити час між процесом виготовлення цементу і його використання.
5. За бажанням замовника є можливість виготовляти цемент з прискореної швидкістю затвердіння.
6. Незначно збільшуючи собівартість товару, є можливість виготовляти цементи в широкому колірному діапазоні.
7. Виробництво відрізняється гнучкістю: при необхідності можна перейти до виробництва інших марок і типів цементу.
Статті по розділах: