Сырьевая смесь для получения белого цемента Российский патент 2022 года по МПК C04B7/02 C04B7/04 C04B7/42 C04B111/20 

Изобретение относится к производству цемента, а именно к составам сырьевых смесей для получения белого цемента, и может быть использовано в промышленности строительных материалов для получения цветных цементов.

Известна сырьевая смесь для получения белого портландцементного клинкера [авторское свидетельство SU на изобретение №431130, МПК С04В 7/08, опубл. 05.06.74, бюл. 21], содержащая, вес. %: известняк 65-70, каолин 15-17, электротермофосфорный шлак 13-20.

В качестве прототипа принята сырьевая смесь для получения белого цемента [авторское свидетельство SU на изобретение №759475, МПК С04В 7/02, опубл. 30.08.1980], которая включает известняк, каолин, кремнеземсодержащий компонент и минерализующую добавку (минеральный компонент) - кремнефтористый натрий, содержащую кремнефтористый магний или окись магния, или сульфат натрия при соотношении кремнефтористого натрия и кремнефтористого магния или окиси магния, или сульфата натрия соответственно от 1,5:1 до 1,5:3, от 1:1 до 1:3, от 1:1 до 1:3 при следующем соотношении компонентов, вес. %: каолин - 8,5-18,0; кремнесодержащий компонент - 5,5-10,0; минерализующая добавка - 0,5-1,2; известняк - остальное.

С существенными признаками изобретения сырьевой смеси совпадает следующая совокупность признаков прототипа: известняк, каолин, кремнесодержащий компонент и активный минеральный компонент.

Недостатком известных сырьевых смесей является высокий расход топлива на их обжиг.

Изобретение направлено на расширение ассортимента сырьевых смесей для получения белого цемента.

Это достигается тем, что сырьевая смесь для получения белого цемента содержит известняк, каолин, кремнесодержащий компонент и активный минеральный компонент. Предложенное решение дополнительно содержит - известь строительную и гипсосодержащий компонент побочного продукта производства фосфорной кислоты - фосфогипс, при содержании гидратной воды не более 30% к общей массе сухого вещества. В качестве активного минерального компонента применяют опоку с содержанием SiO₂ 70-90%, Al₂O₃ 7-18% при следующем соотношении компонентов при пересчете на сухое вещество, мас. %: каолин - 8,5-18%, кремнесодержащий компонент - 5,5-10%, опока - 0,54-1,40%, известь строительная - 0,02-0,06%, фосфогипс - 0,1-1,0%, известняк - остальное.

Характеристика используемых материалов:

1. Каолин - глинистый компонент с низким содержанием Fe₂O₃ (месторождение «Журавлиный Лог»).

2. Кремнесодержащий компонент, например, кварцевые пески с содержанием оксида железа не более 0,5%.

3. Активный минеральный компонент - опока (ГОСТ Ρ 56196-2014 Добавки активные минеральные для цементов. Общие технические условия). Опока - это природный минерал. Необходимое содержание активного SiO₂ может колебаться 70-90%, Al₂O₃ - 7-18. Следует отметить, что чем выше содержание SiO₂, тем выше его активность, как активного компонента добавки по отношению к цементу. В качестве примера была рассмотрена опока месторождения Брянской и Московской области.

4. Известь строительная (ГОСТ 9179-2018. Известь строительная. Технические условия).

5. Фосфогипс. Известно, что фосфогипс является побочным продуктом производства фосфорной кислоты из апатитов и фосфоритов методом сернокислотной обработки. Химическая реакция протекает по схеме: Ca5F(PO₄)₃+5H₂SO₄=3H₃PO₄+5CaSO₄+HF. По химическому составу фосфогипс на 96-98% состоит из сернокислого кальция, который в зависимости от условий производства фосфорной кислоты может находиться в двуводной, полуводной или безводной модификациях. В качестве примесей в фосфогипсе могут присутствовать 1,0-1,5% пятиоксида фосфора (Р₂О₅), некоторое количество кремнезема и полуторные оксиды (Al₂O₃ и Fe₂O₃). Использование фосфогипса нашло широкое применение в качестве минерализатора при обжиге портландцементных сырьевых смесей и как добавки при помоле цемента вместо гипсового камня. Однако, фосфогипс, вводимый в цемент в качестве регулятора сроков схватывания, обычно содержит до 25% влаги и загрязнен примесями фосфорной и фтороводородной кислот, которые могут понижать прочность цементов, особенно в ранние сроки твердения.

6. Известняк с содержанием железа не более 0,1%).

Было приготовлено два состава предлагаемой сырьевой смеси для получения белого цемента (табл.1).

Пример 1 исполнения изобретения показан на составе №1, представленном в табл. 1. Перед измельчением в мельнице мокрого спооба производства часть сырьевых ингредиентов: фосфогипс - побочный продукт производства фосфорной кислоты и опоку, предварительно проверяют на наличие посторонних включений и засоряющих примесей. Проводят соответствующую сортировку. После чего измельчают до размера зерен не более 5,0 мм. После чего отдельно опоку, известь и фосфогипс загружают в отдельные три бункера объемом 6 м³, определяют суммарную расчетную влажность компонентов, которая составляет 25%. Определяют суммарную расчетную кислотность компонентов, рН которой составляет 6,5-7. Затем по транспортным лентам направляют в автоклав промышленного типа рабочим объемом 6 м³. Подачу сырья регулируют посредством весовых датчиков. Подачу пара и воды регулируют также посредством датчиков по объему. Общее количество гидратной воды в смеси не должно превышать 30% с учетом влажности подаваемого сырья.

Затем расчетное количество всех сырьевых ингредиентов, при пересчете на сухое вещество, соответственно, каолина - 8,5%, кремнесодержащего компонента - 10%, опоки - 0,54%, извести строительной - 0,02%, фосфогипса - 0,1%, известняка - 80,84% измельчают в мельнице мокрого способа производства. Полученный шлам обжигают во вращающихся печах мокрого способа производства. Охлаждение клинкера белого цемента резкое в воде.

Предлагаемое изобретение позволяет расширить ассортимент сырьевых смесей для получения белого цемента.

Изобретение относится к производству цемента, а именно к составам сырьевых смесей для получения белого цемента, и может быть использовано в промышленности строительных материалов для получения цветных цементов. Направлено на расширение ассортимента сырьевых смесей для получения белого цемента. Это достигается тем, что сырьевая смесь для получения белого цемента содержит известняк, каолин, кремнесодержащий компонент и активный минеральный компонент. Предложенное решение дополнительно содержит известь строительную и гипсосодержащий компонент побочного продукта производства фосфорной кислоты - фосфогипс, при содержании гидратной воды не более 30% к общей массе сухого вещества. В качестве активного минерального компонента применяют опоку с содержанием SiO₂ 70-90%, Al₂O₃ 7-18% при следующем соотношении компонентов при пересчете на сухое вещество, мас. %: каолин 8,5-18, кремнесодержащий компонент 5,5-10, опока 0,54-1,40, известь строительная 0,02-0,06, фосфогипс 0,1-1,0, известняк остальное. 1 табл.

Сырьевая смесь для получения белого цемента, содержащая известняк, каолин, кремнесодержащий компонент и активный минеральный компонент, отличающаяся тем, что дополнительно содержит известь строительную и гипсосодержащий компонент побочного продукта производства фосфорной кислоты - фосфогипс, при содержании гидратной воды не более 30% к общей массе сухого вещества, а в качестве активного минерального компонента применяют опоку с содержанием SiO₂ 70-90%, Al₂O₃ 7-18% при следующем соотношении компонентов при пересчете на сухое вещество, мас. %:

Каолин 8,5-18 Кремнесодержащий компонент 5,5-10 Опока 0,54-1,40 Известь строительная 0,02-0,06 Фосфогипс 0,1-1,0 Известняк остальное