Характеристика сырьевых материалов.
Основными видами сырья, применяемого для производства портландцементного клинкера, являются известковые, мергелистые и глинистые породы.
Используются и другие виды природного сырья, а также искусственные материалы, являющиеся отходами попутными продуктами других отраслей промышленности. Это сырье может быть применено и при комплексном производстве портландцемента и других важных промышленных продуктов. Для получения сырьевой шихты необходимого химического состава пригодны в небольшом количестве так называемые корректирующие добавки, представляющие собой искусственные либо естественные материалы, используют и активные минеральные добавки, в том числе гранулированные доменные шлаки для получения портландцемента, пуццолановых и шлакопортландцементов.
Требования к составу и физической структуре сырьевых материалов могут быть примерно следующими. Карбонатный компонент должен быть сложен тонкодисперсным кальцитом включения трудно измалываемого крупнокристаллического кальцита недопустимы из-за слабой его реакционной способности при обжиге цементного клинкера.
Глинистый компонент также должен иметь равномерную структуру, не содержать включений крупных зерен кварца и других крупнообломочных пород, вызывающих затруднения при помаде и трудно осваиваемых при обжиге. Для технологии производства весьма важно, чтобы при мокром способе производства необходимая текучесть сырьевой шихты шлама достигалась при возможно меньшем содержании воды, обычно в пределах 30-42 . Однако некоторые разновидности мела и в особенности мергелей вызывают существенное повышение влажности шлама до 50-52 из - за присутствия монтмориллонита, например, в амвросиевских мергелях.
Большое значение приобретает постоянство химического состава сырьевых материалов. Необходимо, чтобы сырьевая шихта, составляемая обычно из карбонатного и глинистого компонентов и корректирующей добавки, удовлетворяла принятым на данном заводе требованиям, но значениям коэффициента насыщения кремнезема известью, силикатного и глиноземного модулей. Строго ограничивается содержание в шихте оксидов магния, фосфорного ангидрида, щелочей, серного ангидрида, диоксида титана, оксидов марганца и хрома.
Содержание каждого из этих оксидов в установленном количестве оказывает положительное действие на процессы обжига клинкера. Наряду с основными видами сырья, такими как глины и известняки, большое значение приобретают доменные шлаки, представляющие собой силикаты и алюмосиликатные расплавы, получающиеся при выплавке чугуна в доменных печах они обычно гранулируются путем быстрого охлаждения водой либо совместным действием воздуха и воды. Применение гранулированных доменных шлаков в качестве сырьевого компонента для получения клинкера возможно однако лишь при сухом способе производства, когда нет взаимодействия его с водой при помоле и хранении, вызывающего загустевание схватывание шлама.
В состав сырьевой шихты вводят и электротермофосфорные шлаки. Они отличаются от обычных доменных шлаков содержанием до 3 фтора и 3 пентаксида фосфора, причем фосфор несколько ограничивает применение шлака в сырьевой смеси.
Для получения сырьевой шихты заданного химического состава применяют так называемые корректирующие добавки. Обычно для облегчения процесса спекания клинкера стремятся понизить глиноземный модуль, повышая содержание оксида железа. Железистыми добавками служат колчеданные огарки, отходы производства серной кислоты, колошниковая пыль, образующаяся в доменном процессе выплавки чугуна. Содержание оксида железа в колчеданных огарках составляет 70 - 72 при 1,5 глинозема, а в колошниковой пыли - около 50 Fе203 и примерно 5 А12О3. Для повышения силикатного модуля применяют трепел, опоку, маршалит, кварцевый песок и др. Увеличения глиноземного модуля достигают применением бокситов, зол некоторых видов твердого топлива и др. 3.