магистрант Сенгирбаев Б.Б., к.т.н. Альжанова А.Ж., к.т.н. Айтуреев М.Ж., доктор PhD Жакипбаев Б.Е., к.т.н. Колесников А.С., доктор PhD Назарбек У.Б., доктор PhD Айменова Ж.Е., магистр Абеков К.О., магистр Тагыбаев А.Б., магистрант Мамыр Е.Е., магистрант Аралбеков Б.Т., магистрант Пошанов М.Т.

Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова

 

Оптимизация сырьевой смеси путем введения свинцовых шлаков в качестве железосодержащего компонента в производстве цемента

 

В настоящее время отходы, образовавшиеся за счет низкого содержания полезных компонентов в рудах при производстве цветных металлов, занимают большие площади в отвалах, тем самым нарушая экологическую обстановку региона [1-2].

Создание безотходных технологий и вовлечение отходов металлургического производства является прямым путем оптимизации технологических параметров цементного производства с комплексной утилизацией свинцовых шлаков. В Южно-Казахстанской области накоплено свыше 180 млн. тонн промышленных отходов, из которых 9 млн. тонн принадлежат Шымкентскому свинцовому заводу (ЗАО «Южполиметалл») [1-2], применение которых для получения клинкера позволит частично или полностью заменить традиционные виды сырья [3-6]. Химический состав шлаков свинцового завода ЗАО «Южполиметалл» представлен на рисунке 1.

 

Рисунок 1 – Химический состав шлаков свинцового завода ЗАО «Южполиметалл»

Для экспериментальных исследований были составлены 4 серии сырьевых смесей (таблица 1).

 

Таблица 1 – Составы сырьевых смесей

 

№

Сырьевые компоненты

Известняк

Сланец

Свинцовый шлак

1

72,0

22,8

5,2

2

72,4

23,2

4,4

3

72,8

23,6

3,6

4

73,2

24,0

2,8

 

Изменение величины силикатного модуля с 1,5 до 3,0 в сырьевых смесях с КН = 0,9 приводит к уменьшению свинцового шлака с 5,2 до 2,8%, увеличению доли известняка с 72,0 до 73,2%, а сланца с 22,8 до 24,0%. При КН = 0,95 увеличение силикатного модуля с 1,5 до 3,0 приводит к возрастанию глиноземистого модуля с 0,48 до 1,59. С экспериментальной точки зрения в известняково-сланцевых сырьевых смесях со свинцовым шлаком наиболее приемлемыми следует считать смеси с КН = 0,90–0,95 и n = 2,5. При этом величина глиноземистого модуля составляет 1,07–1,08. Дальнейшее увеличение силикатного модуля свыше 2,5 затруднит обжиг клинкера ввиду уменьшения количества жидкой фазы и увеличения содержания C3S и C2S.

В наиболее оптимальных сырьевых смесях с КН = 0,9–0,95 и n = 2,5 удельный расход свинцового шлака составляет 0,052–0,055 т/т, известняка 1,092–1,116 т/т, сланцев 0,352–0,365 т/т, общий расход сырья составляет 1,512–1,520 т/т клинкера.

Минералогический состав клинкера при указанных КН и n, согласно расчетам, находиться в пределах: C3S – 65%; C2S – 15%; C3A – 4,4%; C4AF – 15,6%. Расчетное количество жидкой фазы составляет 26,12%.

Таким образом, наиболее оптимальными с КН = 0,9–0,95 и n = 2,5 следует считать сырьевые смеси следующего состава: известняк 72,8%, сланец 23,6% и свинцовый шлак 3,6% (таблица 1).

 

Литература:

1.                 Дарибаев Ж.Е., Абишова Г.У., Ахметова Ш. Технология переработки гранулированных шлаков свинцового производства. // Серия техническая. – 2012. - №2. – С.65-67

2.                 Жаркенов М.И. сырьевой потенциал Казахстана // Горный журнал. – 1997. - №10. – С.14-17

3.                 Б.Б. Сенгирбаев, А.Ж. Альжанова, Б.Е. Жакипбаев, А.Ш. Кулмаханова, Е.Н. Кочеров, А.С. Колесников Использование свинцовых шлаков в разработке сырьевых смесей при оптимизированном производстве цемента. Материалы Десятой Международной научно-практической конференции теоретических и прикладных разработок молодых ученых «Современные научно-практические решения и подходы, 2016». Научное издательство «Инфинити». – Москва, 2016. –С.21-25

4.                 Борисов И.Н., Мануйлов В.Е. Энерго- и ресурсосбережение в производстве цемента при комплексном использовании техногенных материалов. Сборник докладов 3-го (XI) Международного совещания по химии и технологии цемента. Москва, 2009. – С.36-41

5.                 Таймасов Б.Т., Альжанова А.Ж. Разработка математической модели влияния температуры обжига на усвоение СаО в сырьевых смесях со свинцовым шлаком. Сборник докладов 3-го (XI) Международного совещания по химии и технологии цемента. Москва, 2009. – С.193-197

6.                 Пьячев В.А. Использование шлаков цветной металлургии в производстве цементов // Обзор ВНИИЭСМа. 1985. Сер. 1. Вып. 1.