Магистрант Мыктыбаев Ш.С., к.т.н., ст. преподаватель Даулетияров М.С.

РГП «Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова», Казахстан, г. Шымкент

Бокситовый шлам как сырьевой компонент при производстве клинкера

Обжиг клинкера является энерго- и ресурсоемкой стадией процесса производства цемента [1].

Сухой способ, в настоящее время преимущественно распространенный в Казахстане, обусловливает высокий расход топлива и материалов; на 1 т полученного клинкера расходуется более 5 т таких материалов, как природное сырье, топливо, вода и воздух. В связи с этим решение проблемы энерго- и ресурсосбережения в технологии цемента является важной задачей, которую возможно осуществить путем интенсификации процесса обжига цементного клинкера и использования техногенных материалов [1,2].

Комплексное использование на цементных предприятиях материалов, которые в настоящее время находятся в отвалах, а именно миллионы тонн различных металлургических медеплавильных  шлаков, обеспечит экономию топливных и материальных ресурсов. Кроме того, их использование дает возможность решить экологические проблемы по уменьшению отвальных площадей, загрязнению почвы, воды и атмосферы [1-3]. В связи с этим научные исследования, направленные на комплексное решение данной проблемы, являются актуальными.

Применение бокситового шлама в качестве сырьевого компонента для клинкера позволит значительно снизить расход топлива на обжиг клинкера, так как при этом заменяет железо содержащий компонент.

Бокситовый (красный) шлам — это побочный продукт при производстве оксида алюминия, который в свою очередь является основным сырьём для производства металлического алюминия.

Для получения клинкера используется известняк, месторождение Састобе , лесс месторождение Састобе , пиритные огарки , песок, бокситовый шлам Павлодарского алюминиевого завода .

 

Таблица 1- Характеристика сырьевых компонентов

 

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO3

ППП

Прочее

известняк

4,52

0,81

0,44

52,53

1,30

0,16

40,24

-

глина

53,38

11,23

4,41

11,68

4,69

0,16

12,86

1,59

песок

76,38

6,49

1,87

3,59

2,35

0,16

5,03

3,57

огарки

22,66

4,77

53,60

3,52

1,84

3,32

10,29

-

бокситовый шлам

15,04

6,16

31,09

24,53

2,30

0,73

14,92

5,23

 

На основе сырьевой базы ТОО «Стандарт Цемент» произведен  рассчет составов сырьевой смеси. Расчет сырьевой  смеси

Расчет сырьевой смеси на клинкер № 1

Таблица 2.Содержание компонентов

Материалы

Сырьевая смесь

Клинкер

Кг/кг кл

%

%

Известняк

Глина

Песок

Огарки

1,1674

0,2542

0,0312

0,0570

77.32

16,83

2,07

3,78

69,78

22,15

2,69

5,12

Сумма

1,5098

100,00

100,00

 

Расчет сырьевой смеси на клинкер № 2

Таблица 3. Содержание компонентов

Материалы

Сырьевая смесь

Клинкер

Кг/кг кл

%

%

Известняк

Глина

Песок

Огарки

Бокситовый шлам

1,12803

0,25275

0,02252

0,00997

0,08853

75,11

16,83

1,50

0,66

5,89

67,41

22,02

2,14

0,89

7,53

Сумма

1,50179

100,00

100,00

 

Обжиг клинкера в лабораторных условиях производится в электрической печи «SNOL 12/16»  при температуре  14500С .

Клинкер № 1 обжиг четырех компонентный сырьевой смеси при температуре  14500С ; КН=0,92 ; n=2.002; p=0.74

 

Таблица 5. Химически и минералогический состав клинкера

 

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO3

C3S

C2S

C3A

C4AF

клинкер

21,47

4,591

6,134

65,48

3,81

0,181

63,83

13,40

1,762

18,64

 

Клинкер № 2 обжиг пяти компонентный сырьевой смеси при температуре 14500С; КН=0,95 n=1,92  p=0.88 бокситовый шлам 5,89 %

 

Таблица 6. Химически и минералогический состав клинкера

 

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO3

C3S

C2S

C3A

C4AF

клинкер

20,77

5,04

5,72

65,97

3,6

0,6

68,70

7,7

3,66

17,39

 

Заключение

  Использование бокситового шлама в качестве сырьевого компонента для клинкера дает возможность решить экологические проблемы по уменьшению отвальных площадей, загрязнению почвы, воды и атмосферы. Одновременно с этим полученные клинкера не теряют в своем качестве. Что подтверждено проведенными исследованиями.

 

Литература

1.    В.К. Классен, В.И. Беляева, И.Н. Борисов Энерго- и ресурсосбережение в производстве цемента // Известия вузов. Строительство. – 1996. –№ 10.- С. 46–51.

2.    Борисов И.Н. Интенсификация обжига цементного клинкера путем совершенствования технологических процессов // Тр.междунар. науч.-практ. конф. / РХТУ им. Д.И. Менделеева. – Москва, 2003. – Т. IV. – С. 159–164.

3.    http://o.alitinform.ru/soderzhanie_vypuskov/nomer_06_12_2011/