Kiedy klinkier jest używany do produkcji cementu, ważne jest, aby zwiększyć jego zawartość glinu i zmniejszyć zawartość siarki i alkaliów. Pozwoli to na uzyskanie pożądanej barwy i pożądanego poziomu twardości cementu.
Obniżenie zawartości alkaliów
W ostatnich latach zawartość alkaliów w klinkierze stała się ważnym czynnikiem branym pod uwagę przy produkcji cementu. Wynika to z faktu, że siarczan alkaliczny może zakłócać hydratację cementu, zwłaszcza w późnym wieku. Wysoka zawartość siarczanów alkalicznych może również prowadzić do fałszywego wiązania pasty cementowej. Ogólnie rzecz biorąc, zawartość alkaliów w cemencie wynosi od 0,4 do 1,6%.
Ilość alkaliów w klinkierze może być zmniejszona poprzez kontrolę ilości stosowanego środka aktywnego. Można ją również modyfikować poprzez zainstalowanie w piecu “upustu alkaliów”. Siarczany alkaliczne są złożoną mieszaniną sodu i potasu. Są one zwykle obecne w gazie piecowym jako Na2O i K2O.
Siarczan alkaliczny szybko rozpuszcza się w wodzie. Jednakże w kontakcie z kwasem, takim jak kwas siarkowy, siarczan alkaliczny będzie utrzymywał się jako stały kondensat.
Niektóre z surowców, które mogą wytwarzać siarczan alkaliczny, obejmują łupek, wapień, węgiel i klinkier cementowy. Ponadto, część siarczanu może być mechanicznie zamknięta przez klinkier.
Siarczany alkaliczne, które są produkowane to aftalit (K3NS-4), thenardyt (Na2SO4) i arcanit (K2SO4). Siarczany te są w dużej mierze emitowane do atmosfery. Innym źródłem siarczanów alkalicznych są paliwa, np. ropa naftowa.
Można zapobiec tworzeniu się siarczanu alkalicznego, jeśli do pieca zostanie dodany reaktywny tlenek glinu. Zwykle osiąga się to przez dodanie nadmiaru reaktywnego tlenku glinu do granulowanego żużla wielkopiecowego. Wynika to z faktu, że tlenek glinu nie pozwoli jonom siarczanowym na tworzenie monosiarczanów.
Glinem stosowanym w klinkierze cementowym może być glinian trójwapniowy lub aluminoferryt czterowapniowy. Glinian trójwapniowy zmniejsza skłonność siarczanów do atakowania cementu.
Produkcja klinkieru odpornego na siarczany rozpoczęła się po II wojnie światowej. Zazwyczaj klinkier ten ma mniejszą zawartość alkaliów i zawiera większy udział ferrytu i belitu.
Niektóre z produktów odpadowych powstających podczas procesu produkcyjnego to chlorotoluen, czterochlorek węgla i perchloroetylen. Czterochlorek węgla jest zazwyczaj wykorzystywany jako produkt uboczny, ponieważ zawiera 4% chloroformu. W zależności od rodzaju odpadów, mogą być one utylizowane w postaci płynnej lub stałej. Ciekłe produkty odpadowe mogą być poddane recyklingowi poprzez wymywanie rozpuszczalnych soli alkalicznych z pyłu spalinowego.
Zmniejszenie zawartości siarki
Niniejszy wynalazek ma na celu zmniejszenie zawartości siarki w klinkierze poprzez kontrolę reakcji klinkieru. Zajmuje się również kwestią tworzenia pierścieni w piecach cementowych oraz korozją spowodowaną obecnością wanadu.
W niniejszym wynalazku, dodatek do paliwa oparty na metalu ziem alkalicznych jest stosowany do wychwytywania siarki i wanadu w paliwie. Pomaga to w stabilizacji związku siarki, co zmniejsza emisję SO2. Skrzynka kontrolna 80 steruje prędkością wyciągu 65 w oparciu o zawartość siarki w schłodzonym klinkierze cementowym.
Do optymalizacji procesu wypalania klinkieru potrzebny jest wysoki poziom kontroli. Metoda ta poprawi jakość klinkieru i żywotność urządzeń, a także zmniejszy zużycie ciepła. Istnieje wiele czynników, które należy wziąć pod uwagę przy wykonywaniu tego zadania.
Po pierwsze, typ palnika będzie miał wpływ na wielkość i kształt płomienia. Należy określić optymalny typ dla danej operacji. Inne czynniki to rodzaj gazu, ilość tlenu pod płomieniem oraz czas ogrzewania w wyższej temperaturze.
Następnie trzeba będzie określić, ile tlenu trzeba dostarczyć do strefy spiekania. Możesz użyć zaworu linii kanałowej, aby dostarczyć dodatkowe powietrze do pieca. Gdy tylko uda się ustalić prawidłową proporcję powietrza do strefy spiekania, będzie można zminimalizować rozkład siarczanu wapnia.
Wreszcie, musisz zrozumieć chemię surowej mieszanki. Ogólnie rzecz biorąc, jest to złożony cykl, z dwoma fazami. Każda faza ma wpływ na reakcję klinkieru. Zazwyczaj wczesny kryształ belitu ma powolną przemianę w alit. Z drugiej strony, duży kryształ belitu może zablokować konwersję.
Ostatecznie, zawartość siarki w klinkierze może być kontrolowana za pomocą kilku prostych procesów. Na przykład, wyższy procent fluorków w surowej mieszance zwiększy spalalność, a wyższa zawartość CaO w materiale wsadowym spowoduje twardszy klinkier.
Na koniec należy zrozumieć, że zmniejszenie zawartości siarki w klinkierze nie jest łatwym zadaniem. Niemniej jednak, korzyści z jego wykonania są znaczne.
Ogranicz zawartość P2O5
Osiągnięcie maksymalnej zawartości C3S i SAF w klinkierze jest krytycznym elementem uzyskania dobrych właściwości hydraulicznych. Wpływa również na twardość i wytrzymałość klinkieru. Niniejszy artykuł ma na celu zbadanie wpływu siarczanów i zasad na skład fazowy klinkieru.
Ilość reaktywnego ortorhombicznego C3A zmniejsza się wraz ze wzrostem zawartości siarki w surowcach. Wysoki moduł tlenku glinu może zwiększyć zawartość C3S w klinkierze. Ponadto, wyższa zawartość C3S może stabilizować polimorfy o wyższej temperaturze, takie jak a’.
Reaktywność klinkieru zależy od modułu tlenku glinu i zawartości siarczanów. Na przykład klinkier o module glinu od 0,9 do 1,7 nie wymaga korekty mineralogii Bogue’a.
Zwiększenie zawartości P2O5 w klinkierze powoduje zwiększenie ilości belitu i obniżenie wytrzymałości. Wzrost zawartości P2O5 wpływa również negatywnie na ciepło hydratacji. Zwiększony stosunek wody do cementu jest kolejnym czynnikiem wpływającym na wiązanie klinkieru.
Wysoka zawartość wolnego CaO jest niedopuszczalna w klinkierze z cementu portlandzkiego. Może to być wynikiem tworzenia się KC23S12. Tworzenia się KC23S12 można uniknąć poprzez zrównoważenie stosunków molowych zasad i siarczanów w klinkierze.
Odpowiedni klinkier można wyprodukować przy zawartości P2O5 do 22,5%. Aby to osiągnąć, klinkier musi być szybko schłodzony. Niewyrównane chłodzenie może prowadzić do redyslokacji C2S i C3A. Dlatego ważne jest monitorowanie rzeczywistej mineralogii klinkieru, aby uniknąć degradacji właściwości hydraulicznych.
Skład klinkieru powinien być ściśle monitorowany, ponieważ skład klinkieru zależy od równowagi siarczanów i zasad. Optymalizacja form polimorficznych minerałów klinkieru ma zatem kluczowe znaczenie dla poprawy właściwości hydraulicznych klinkieru.
Fosforan wapnia jest składnikiem surowca. Wielu autorów badało jego zachowanie pod wpływem ciśnienia i temperatury. Nadal jednak nie wiadomo, czy jest on odpowiednim surowcem do produkcji klinkieru. Niemniej jednak stwierdzono, że wpływa on na krzemiany wapnia klinkieru portlandzkiego.
Cement wysokoalkaliczny charakteryzuje się szybkim wiązaniem. Może powodować problemy z trwałością betonu. Jeśli klinkier zawiera zbyt dużo siarczanów, może mieć również podobne skutki.
Zwiększenie zawartości glinu
Jeśli chcesz zwiększyć zawartość glinu w klinkierze, możesz to zrobić na kilka sposobów. Jedną z metod jest użycie zaprawy z odpadami cementowymi. Innym jest użycie proszku żelaza jako surowca do produkcji klinkieru cementowego o wysokiej zawartości belitu. Wreszcie, można to również zrobić poprzez spalanie klinkieru w piecu w wyższej temperaturze.
W niniejszej pracy badano wpływ SO3 na właściwości klinkieru belitowego. Stwierdzono, że dodanie SO3 do klinkieru belitowego zwiększyło wytrzymałość klinkieru w fazie wczesnej. Klinkier tego typu nie miał jednak charakterystycznego piku sulfoaluminianu wapnia. Zamiast tego klinkier ten wykazywał większą zawartość C2S. Może to świadczyć o niskiej zawartości tlenku glinu w klinkierze.
Zwiększono również stopień hydratacji żeli krzemionkowych. W procesie tym uzyskano bardziej znaczące zmniejszenie zawartości C3A. Ponadto w belicie rozpuszczono większą ilość Al2O3. Poprzez zwiększenie zawartości glinu w klinkierze możliwa jest zmiana jego barwy.
Opracowano model termodynamiczny do symulacji ewolucji zespołu faz podczas reakcji karbonatyzowanej pasty cementowej z portlandytem. Zgodnie z modelem reakcja charakteryzuje się całkowitą hydratacją pasty w ciągu 28 dni.
Asamblaż fazowy badano w próbkach spiekanych metodą XRD. Zaobserwowano pik dyfrakcyjny w temperaturze 1350 degC. W tej temperaturze zawartość C3S i C4AF jest niższa. Tymczasem zawartość C2S i b-C2S jest wyższa.
Na zawartość C2S i C3S ma wpływ czas kalcynacji. Podczas pierwszej kalcynacji zwiększa się stosunek alitu do belitu. Natomiast podczas drugiej kalcynacji wskaźnik alit-belit maleje. Tak więc zawartość C2S i stosunek alitu do belitu wzrasta stopniowo.
Wyniki modelowania termodynamicznego wykazały, że dodatek SO3 do klinkieru alitowo-belitowego poprawia wytrzymałość klinkieru w fazie wczesnej. Obecność SO3 może jednak obniżać zawartość tlenku glinu w klinkierze.
Jednak zawartość ta nie zmniejsza się w klinkierze po kalcynacji z wapieniem. Poza tym udział tlenków żelaza nie ma istotnego znaczenia dla wytrzymałości cementu.
Podobne tematy
