Комплексное использование магнийсодержащих карбонатных пород и железистых материалов в технологии вяжущих веществ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.11, кандидат технических наук Литвишкова, Наталья Владиславовна

• Литвишкова, Наталья Владиславовна
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Литвишкова, Наталья Владиславовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Магнийсодержащее природное сырье и проблемы

его использования

1.2. Железосодержащие добавки, используемые в промышленности строительных материалов

1.3. Причины самопроизвольного рассыпания спеченных силикатных материалов

1.4. Гидратационные свойства Х-С2Б

Выводы

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МЛ7'ЕРИАЖ)Н;!'*Г()ДЫ И АППАРАТУРА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ.' 7' ¿Я'' . '

Выводы

3. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ПЯТИКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЕ Са0-ЗЮ2-7е203-иё0-А1203 В ОБЛАСТИ ВЫСОКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ MgO и Ке203

ПРИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ ОБЖИГЕ

3.1. Определение влияния условий синтеза на формирование саморассыпающегося шеннонит-маг-незиоферритного клинкера. Выбор области оптимальных составов и изучение свойств клинкера

3.2. Исследование влияния состава магнезиальной высокожелезистой шихты на фазообразование при обжиге саморассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера

3.3. Выявление условий получения дикальциево-

магнезиоферритного клинкера, самопроизвольно рассыпающегося вследствии объемных термических напряжений и гидратации неусвоенного СаО

3.4. Изучение влияния температуры обжига на фа-зообразование при синтезе саморассыпающегося дикальциево-магнезиоферритного клинкера

Выводы

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАСЧЕТА МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ВЫСОКОЖЕЛЕЗИСТЫХ СЫРЬЕВЫХ СМЕСЕЙ

Выводы

5. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ САМОПРОИЗВОЛЬНО РАССЫПАЮЩЕГОСЯ ШЕННОНИТ-МАГНЕЗИОФЕРРИТНОГО КЛИНКЕРА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУТЕЙ ЕГО РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

5.1. Определение условий получения шеннонит-ма-гнезиоферритного клинкера из некондиционного сырья и железосодержащих материалов. Изучение его фазового состава и дисперсности

5.2. Исследование влияния добавки шеннонит-магнезиоферритного клинкера на прочность известково-песчаного вяжущего гидротермального твердения

5.3. Выбор состава сырьевой шихты автоклавного твердения на основе шеннонит-магнезиофер-ритного клинкера. Определение качественных показателей строительного материала и состава продуктов гидротермальной обработки вяжущего

Выводы

6. УСТАНОВЛЕНИЕ МЕТОДОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ШЕННОНИТ-МАГНЕЗИО-ФЕРРИТНОГО ПОРОШКА

6.1. Испытание шеннонит-магнезиоферритного порошка на классифицируемоеть магнитными методами. Установление состава продуктов разделения при различных методах магнитной классификации

6.2. Определение влияния размера и плотности частиц на показатель классифицируемости шеннонит-магнезиоферритного порошка в газодисперсном потоке

Выводы

7. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ САМОРАССЫПАЮЩЕГОСЯ ДИКАЛЬЦИЕВО-МАГНЕЗИО-ФЕРРИТНОГО КЛИНКЕРА

7.1. Выявление условий синтеза дикальциево-магнезиоферритного клинкера из некондиционного сырья и железосодержащих материалов. Изучение его фазового состава и дисперсности

7.2. Установление состава сырьевой шихты автоклавного твердения на основе дикальциево-магнезиоферритного клинкера и шлака. Изучение состава гидратных фаз и физико-механических свойств автоклавных материалов

Выводы

8. ОПРОБОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПОЛУПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ

8.1. Выпуск опытной партии шеннонит-магнезио-

ферритного клинкера

Выводы

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексное использование магнийсодержащих карбонатных пород и железистых материалов в технологии вяжущих веществ»

ВВЕДЕНИЕ

С учетом форм собственности и градостроительных требований к застройке наиболее перспективными видами жилых зданий для индивидуального строительства прогнозируются одноэтажные, мансардные, двухэтажные и трехэтажные дома.

Наличие в структуре малоэтажного домостроения полносборных зданий на основе железобетона свидетельствует о крайне нерациональном расходе таких энергоемких материалов, как цемент, бетон, металл /1/. Основным и самым энергоемким в производстве цемента является обжиг клинкера, потребляющий до 80% общей энергии. На получение цемента в нашей стране расходуется до 25 млн.тонн условного топлива в год /2/. Известно, что энергоемкость производства 1 тонны цемента в среднем в 22,5 раза выше энергоемкости производства 1 тонны глиняного кирпича; соответственно превышение энергоемкости производства железобетона в 1,7, а стали в 1,4 раза. Обладая значительным запасом прочности и относительно низкими теплоизоляционными свойствами такие конструкции неэкономичны и не должны применяться в массовом производстве /1/.

В малоэтажном строительстве высокие потребительские свойства домов можно получить с созданием ресурсосберегающих технических решений и технологий, рационально используя местное сырье и материалы, а также отходы промышленного производства /1/.

Авторами работы /3/ определены приоритетные направления совершенствования технологий производства в основных подотраслях промышленности строительных материалов, обусловленные изменением структуры строительства и ценовых пропорций в современных условиях рыночной экономики.

Значительный интерес, с точки зрения совершенствования технологий силикатных строительных материалов, представляет

комплексная переработка магнезиальных известняков и доломитов совместно с железосодержащими материалами горнодобывающей промышленности.

Актуальность. Из добываемого карбонатного сырья лишь около 75% используется в строительстве и примерно 25% - в других отраслях /4/. Нестроительные отрасли потребляют в основном кальциты. На долю же промышленности строительных материалов остаются магнезиальные известняки и доломиты, причем в их составе наблюдается тенденция к росту содержания оксида магния /5/. Цементное производство имеет жесткие ограничения на примеси Ь^О в исходном сырье, поскольку наличие Ь/^О в шихте, по мнению многих исследователей, ухудшает качество цемента и автоклавных строительных материалов на его основе. Существующие способы предотвращения нежелательного воздействия Ь/^О на качество готовых изделий не достаточно эффективны, поскольку не устраняют возможного их разрушения.

В работе предложены новые экономичные способы комплексной переработки некондиционных магнийсодержащих карбонатных пород совместно с железистыми материалами, позволяющие рационально использовать все компоненты в данном сырье, для получения строительных материалов и магнийсодержащего порошка, обладающего пигментными свойствами.

В технологии вяжущих материалов наиболее энергоемкими являются обжиг клинкера и помол вяжущего. Получение тонкодисперсных порошков пигментного назначения при механических способах измельчения /18/ также сопровождается значительными энергозатратами. Высокий расход энергии на помол - одна из главных причин, сдерживающих повышение экономической эффективности производства силикатных материалов. В данной работе на основе изучения физико-химических процессов, происходящих при обжиге и охлаждении клинкера, эффективно решается проблема снижения расхода энергии на обжиг и помол специального вяжущего .

Необходимость нахождения новых, более рациональных путей комплексного использования магнезиальных известняков с целью получения ресурсосберегающего вяжущего и ферритсодержащего порошка диктуется, с одной стороны, стремительным истощением запасов маломагнезиальных карбонатных пород, а с другой, -требованиями, предъявляемыми к качеству готовых строительных изделий, необходимостью снижения энергозатрат на их производство и расширения ассортимента продукции в условиях рыночных отношений .

При решении данной химико-технологической задачи учитывали экономические интересы и технологические особенности двух отраслей промышленности: строительных материалов и металлургии.

Особый интерес представляет возможность одновременного получения на основе некондиционных магнезиальных известняков, доломитов и железосодержащих материалов двух ценных продуктов : вяжущего автоклавного твердения и ферритсодержащего порошка пигментного назначения. Предлагаемый способ переработки является рентабельным, так как обеспечивает существенную экономию материальных, топливных и энергетических ресурсов вследствие использования некондиционного сырья, вторичных материальных ресурсов, низкотемпературного обжига и самопроизвольного рассыпания продукта обжига в тонкий порошок. В перспективе разработанный способ позволит классифицировать саморассыпающийся клинкер с получением двух продуктов: магне-зиоферритсодержащего порошка, обладающего пигментными свойствами, и дикальциевосиликатного порошка, проявляющего вяжущие свойства при гидротермальной обработке.

Предложенное технологическое решение позволяет перерабатывать магнезиальные известняки и доломиты совместно с железосодержащими материалами, такими, как хвосты обогащения мокрой магнитной сепарации, природные некондиционные железные руды или концентраты. Таким образом, в данной работе положи-

тельно решается проблема промышленности строительных материалов - найден принципиально новый, нетрадиционный способ использования высокомагнезиального сырья совместно с железосодержащими материалами, включающими кварц и карбонаты. Более глубокая переработка железосодержащих материалов горнодобывающей промышленности обеспечит повышение экономической эффективности отрасли.

Актуальность данного направления исследований состоит: в расширении сырьевой базы промышленности строительных материалов за счет применения некондиционного сырья при получении ресурсосберегающего клинкера, пригодного для одновременного производства вяжущих материалов и порошка пигментного назначения; существенном сокращении расхода топлива на обжиг клинкера и расхода энергии на помол вяжущего с одновременным решением экологических проблем; в улучшении физико-химических, технических свойств силикатных строительных материалов и повышении их экономических характеристик.

Цель работы. Изучение влияния условий синтеза на возникновение отдельных видов самопроизвольного распада клинкера, полученного в системе оксидов Са0-8Ю2-Ре203-1^0-А1203, в области высоких концентраций и ?е203 при низкотемпе-

ратурном обжиге. Разработка основных стадий ресурсосберегающей технологии комплексного использования магнезиальных известняков, доломитов и железосодержащих материалов при производстве вяжущих веществ.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

- изучение физико-химических процессов, происходящих в пятикомпонентной системе Са0-5:102-Ее203-1^0-А1203 в области высоких концентраций 1^0 и Ре203 при низкотемпературном обжиге;

- разработка способа получения самопроизвольно рассыпаю-

щегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера* и определение путей его рационального использования;

- разработка способа получения и определение путей применения саморассыпающегося дикальциево-магнезиоферритного клинкера**;

- опробование результатов лабораторных исследований в полупромышленных условиях.

Научная новизна. Изучена нетрадиционная область пятиком-понентной системы оксидов, которая не соответствует ни одному из известных технологических продуктов силикатной промышленности. На основе изучения физико-химических процессов, происходящих при обжиге и охлаждении в исследуемой области пятикомпонентной системы оксидов, разработаны основные стадии ресурсосберегающей технологии двух новых видов вяжущих веществ : саморассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера и саморассыпающегося дикальциево-магнезиоферритного клинкера .

В системе Са0-8:Ю2-Ге203-]У^0-А1203, в области высоких концентраций 1У^0 и Ке203, установлены пределы содержания оксидов, при которых в процессе низкотемпературного обжига образуются преимущественно магнезиоферрит (МЮ и р-С23. Последний при охлаждении переходит в Х~форму и клинкер саморассыпается. Установлено, что в исследуемой области системы полиморфный переход в Я-форму зависит от химического состава шихты, температуры обжига клинкера, соотношения между силикатными и ферритными фазами в клинкере, размера кристаллов Ь-С2Б, количества кристаллической фазы.

* - в тексте используются сокращения: саморассыпающийся ШМФ клинкер, ШМФ порошок, ШМФ вяжущее.

** — в тексте используются сокращения: саморассыпающийся ДМФ клинкер, ДМФ порошок, ДМФ вяжущее.

Выявлено, что глинозем в количестве 1...2 масс. %, присутствующий в магнезиальном высокожелезистом клинкере, полученном из безводных реагентов, вызывает устойчивую стабилизацию ^>-С28. При этом клинкер характеризуется мелкой кристаллизацией £-С28 (менее 5 мкм). В изученной области составов установлена физическая стабилизация мелкокристаллического С28 фазами высокой плотности: (р=4500 кг/м3) и (р =4010 кг/м3), формирующимися при обжиге и охлаждении клинкера в виде кристаллической фазы и частично в виде стекла.

Выявлены условия, позволяющие предотвратить возможную стабилизацию в указанной области системы. Кремневая

кислота водная, используемая в качестве реагента, меняет ход реакций фазообразования, снижает температуру появления С28 на 50...100°С, способствует формированию крупных кристаллов р-С2Б, размером превышающим критическую величину (5 мкм), легко перерождающихся в Я-форму.

Впервые установлено присутствие групп 810Н3+ в структуре й-С28, что свидетельствует о их влиянии на инверсию |>-С28 в "¿-форму.

Установлено, что в системе Са0-8:102-Ге203-Ь^0-А1203, в области высоких концентраций ?е203 и 8Ю2, при обжиге

вначале образуются С2Г, Ш и незначительное количество |>-С28. С повышением температуры 8102 вытесняет - оксид железа из С2¥ с образованием р—С2Б. Высвободившийся оксид железа взаимодействует с магнезиоферритом, образуя твердый раствор. В результате весь оксид магния из шихты связывается в МР, а диоксид кремния в р~С28.

Образование МГ при обжиге исключает кристаллизацию в клинкере периклаза, который является причиной возникновения разрушительных объемных деформаций при гидротермальном твердении. Магнезиоферрит гидратационно инертен в щелочной среде при автоклавной обработке.

В той же системе Са0-8102-Ге203-1\^0-А1203, но с меньшей

концентрацией кремнезема определено влияние температуры обжига на последовательность фазообразования при синтезе дикаль-циево-магнезиоферритного клинкера, саморассыпающегося в результате возникновения объемных термических напряжений при охлаждении и последующей гидратации СаОсв. Конечный фазовый состав клинкера, не доведенного до спекания, полученного из магнезиальных известняков и железосодержащих материалов представлен C2F и £ -C2S (основная масса), MF, CaO, MgO, Si02, мелилитом, C4AF и V-C2S.

Результаты исследований, позволяющие судить о научной новизне, предварительно защищены патентом СССР N 1802943 "Сырьевая смесь для получения саморассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера" и патентом РФ N 2085528 "Сырьевая смесь для получения саморассыпающегося клинкера"

Практическая ценность. Разработана программа "Shihta mf" для IBM PC, позволяющая производить расчет магнезиальных высокожелезистых сырьевых смесей для клинкеров, отличающихся от традиционных химическим и фазовым составом. Предложены новые модули, характеризующие состав клинкеров. Разработанное методическое и программное обеспечение применимо для цементного и керамического производства.

Результаты исследований положены в основу проведения технологических испытаний по выпуску саморассыпающегося шен-нонит-магнезиоферритного клинкера из некондиционных магнезиальных известняков и железосодержащих материалов горнодобывающей промышленности в полупромышленных условиях на опытном цементном заводе в г.Харькове (Украина). Нормы расхода сырьевых материалов определяли на основании расчета, проведенного по программе "Shihta mf", разработанной для персонального компьютера IBM. Температура обжига шеннонит-магнезиоферрит-ного клинкера во вращающейся печи составила ИЗО...1170°С, Буд 220...230 м2/кг. На основе полупромышленного клинкера в производственных условиях АО "Стройматериалы" выпущена

опытная партия силикатного кирпича М 150.

Проведенные испытания подтверждают высокую техническую эффективность новой разработки. Внедрение предложенного технологического решения возможно на предприятиях по производству силикатных строительных материалов в регионах РФ, имеющих многотоннажные запасы магнезиальных известняков или доломитов, но вынужденных затрачиваить огромные средства на транспортировку дорогостоящей маломагнезиальной извести из дальних районов. При этом экономический и экологический эффекты обеспечиваются:

- использованием некондиционного сырья, вторичных материальных ресурсов, близко расположенных к заводу потребителю, и тем самым снижением затрат на транспортировку;

- уменьшением расхода топливно-энергетических ресурсов на обжиг ШМФ клинкера (образование C2S - экзотермический процесс, сопровождающийся саморазогревом смеси) и помол шенно-нит-магнезиоферритного вяжущего;

- снижением концентрации вредных промышленных выбросов вследствие низкой температуры обжига клинкера;

- получением вяжущего автоклавного твердения, которое придает готовым силикатным изделиям повышенную прочность и морозостойкость.

В перспективе разработанный способ позволит классифицировать шеннонит-магнезиоферритный клинкер с получением двух продуктов: магнезиоферритсодержащего порошка, обладающего пигментными свойствами, и дикальциевосиликатного порошка, проявляющего вяжущие свойства при гидротермальной обработке.

Расчет ожидаемого экономического эффекта приведен в приложении 3.

Диссертационая работа состоит из введения, обзора литературы, 6 глав экспериментальной части, выводов, списка лите-

ратуры из 152 наименований, приложений. Основной материал изложен на 234 страницах, включая 31 таблицу и 51 рисунок.

Заключение диссертации по теме «Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов», Литвишкова, Наталья Владиславовна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны основные стадии комплексной переработки магнийсодержащих карбонатных пород и железистых материалов горнодобывающей промышленности в технологии принципиально новых видов ресурсосберегающих вяжущих веществ автоклавного твердения: саморассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера и саморассыпающегося дикальциево-магнезиоферритного клинкера, отличающихся от традиционных вяжущих фазовым составом. Установлены технологические параметры синтеза и выявлены условия самопроизвольного распада клинкеров; изучена последовательность фазообразования при обжиге и определен конечный фазовый состав продуктов обжига; разработаны составы силикатной массы автоклавного твердения, обеспечивающие увеличение прочности и морозостойкости готовым силикатным изделиям; установлены продукты гидратации вяжущего.

2. В системе Са0-8Ю2-Ре203-]\%0-А1203, в области высоких концентраций 1^0 и Ре203 изучены физико-химические процессы, протекающие при обжиге и охлаждении. При использовании безводных реагентов в качестве сырьевых компонентов для синтеза шеннонит-магнезиоферритного клинкера установлено, что полиморфный переход £>-дикальциевого силиката существенно зависит от соотношения между силикатными и ферритными фазами, размера кристаллов р-С23 и количества кристаллической фазы. При определении влияния примесей глинозема на инверсию ^-С2Б в X-форму в магнезиоферритном клинкере, установлено, что клинкер, содержащий 1.2 % глинозема, характеризуется мелкой кристаллизацией (менее 5 мкм). Выявлено, что в изученной области составов имеет место физическая стабилизация мелкокристаллического £-С28 фазами высокой плотности: МР (р =4500 кг/м3) и С2Р (р =4010 кг/м3), формирующимися при обжиге и охлаждении магнезиального высокожелезистого клинкера преимущественно в виде кристаллической фазы и частично в виде стекла. Зависимость стабильности £> - С28 от фазового состава клинкера, содержащего 1.2 масс.% А1203, можно выразить в виде формулы т£=(С28)/(МР+С2Р+С4АР), определяющей модуль физической стабилизации. Экспериментальным путем определено значение гг^, позволяющее заранее определить склонность состава, содержащего С28, МР и С2Р; к силикатному распаду. Если < 1,35, клинкер стабилен.

Кремневая кислота водная, используемая в качестве реагента, меняет ход реакций фазообразования, снижает температуру появления С2Б, способствует формированию крупных кристаллов —С2Б, размером превышающим критическую величину (5 мкм), легко перерождающихся в Я-форму. Впервые установлено присутствие групп БЮН в структуре Я-С28, что свидетельствует о кристаллохимическом влиянии указанных групп на инверсию р -С23 в -форму.

3. Определено влияние состава шихты на последовательность минералообразования при обжиге саморассыпающегося шен-нонит-магнезиоферритного клинкера и установлено, что в системе оксидов Са0-8Ю2-Ре203-1^0-А1203, в области высоких концентраций 1У^0, Ре203 и ЗЮ2, на начальном этапе обжига образуются С2Р, МР и незначительное количество р-С2Б. С повышением температуры, 8Ю2 вытесняет оксид железа из кристаллической решетки С2Р с образованием £-С28. Высвободившийся оксид железа взаимодействует с магнезиоферритом, образуя твердый раствор. В результате весь оксид магния из шихты связывается в МР, а диоксид кремния в £-С28. Образование МР при обжиге исключает кристаллизацию периклаза, являющегося причиной возникновения разрушительных объемных деформаций при автоклавировании.

4. Установлены пределы содержания оксидов в пятиком-понентной системе Са0-8Ю2-Ре203ЧУ^0-А1203, гарантирующие получение клинкера требуемого фазового состава и саморассыпание клинкера в результате инверсии —С23 в Х-С28, масс.%:

CaO -31.50, Si02 -16.25, Fe203 - 20.40, Mg0-5.10, A1203 - 0.3. Разработано методическое и программное обеспечение для персонального компьютера IBM, позволяющее производить расчет сырьевых смесей магнезиальных высокожелезистых клинкеров из природных компонентов требуемого химического и фазового состава. Предложены новые модули, характеризующие состав клинкеров.

5. На основе физико-химических процессов, выявленных в системе оксидов Ca0-Si02-Fe203-Mg0-Al203, в области высоких концентраций MgO и Fe203, синтезированы саморассыпающиеся шеннонит-магнезиоферритные клинкера из некондиционного природного сырья и вторичных материальных ресурсов. Определены технологические параметры синтеза, фазовый состав, дисперсность, влияние степени инверсии на относительное содержание

X-C2S и MF в отдельных фракциях шеннонит-магнезиоферритного порошка. Технология ШМФ порошка предусматривает низкотемпературный обжиг сырьевой шихты, позволяющий связать внесенные разными компонентами соединения магния и железа в гидра-тационно инертный феррит магния, обладающий ферромагнитными свойствами; самопроизвольное рассыпание клинкера с высоким содержанием £-С2Б вследствие полиморфного перехода р~С2S в форму.

6. Выявлено, что добавка дикальциевосиликатсодержащего ШМФ порошка в известково-песчаное вяжущее в количестве 5. . . 20 масс.%, при автоклавном твердении, способствует увеличению доли тоберморита, образованию C2SH(C) и более полному связыванию портландита в гидросиликаты кальция. Сформировавшиеся гидросиликаты кальция обеспечивают прирост прочности вяжущего на 50.200 %.

Определены пределы соотношения компонентов силикатной массы автоклавного синтеза для составов: шеннонит-магнезио-ферритный порошок-известь-песок-Н20 и шеннонит-магнезиофер-ритный порошок-песок-Н20, обеспечивающие высокую прочность и морозостойкость изделий. Гидросиликаты кальция в продуктах гидротермальной обработки представлены тоберморитом, ксонот-литом, С2ЗН(С), С2ЗН(В), СБН(1). Установлено, что магнезио-феррит гидратационно инертен в щелочной среде при гидротермальной обработке.

7. Впервые осуществлена классификация саморассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера, основаннная на разли-чиии в магнитной восприимчивости минералов шеннонита и маг-незиоферрита. Установлено влияние напряженности магнитного поля на классифицируемость ШМФ порошка при мокрой магнитной сепарации. Теоретически определено влияние размера и плотности частиц дисперсной системы на разделение ШМФ порошка при аэродинамической классификации. Определен массовый выход продуктов разделения, отличающихся по фазовому составу и свойствам, пригодных для производства строительных силикатных материалов и пигментных порошков.

8. Дикальциево-магнезиоферритный клинкер получен в той же системе оксидов Са0-8102-Ге203Ч^0-А1203, в области высоких концентраций Mg0 и Ге203, но с меньшим содержанием ЗЮ2. Определены технологические параметры синтеза ДМФ порошка. Технология предусматривает низкотемпературный обжиг сырьевой шихты, позволяющий получить не доведенный до спекания клинкер состава: С2Г и р-С28 (основная масса), М?, СаО, Mg0, мелилит, ЗЮ2, С4АГ, *-С28, саморассыпающийся в результате объемных термических напряжений, возникающих при охлаждении, и гидратации СаО . Определено массовое содержание СаО^ в ДМФ клин

СБ С В кере и дисперсность ДМФ порошка, полученного из природных компонентов.

9. Экспериментально подтверждена применимость коэффициента основности (Косн ), выведенного П.И.Боженовым для химической оценки исходного сырья, к предложенной технологии. Определено соотношение компонентов (дикальциево-магнезиоферрито \ о ныи порошок и доменный шлак) в силикатнои массе автоклавного твердения, гарантирующей высокую прочность (13,68.32,13 МПа) и морозостойкость силикатных изделий. Фазовый состав продуктов гидратации после автоклавирования: С536Н5, С283Н2, с2бн(с).

10. Выпущена полупромышленная опытная партия саморассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера (г. Харьков) и силикатного кирпича на его основе (г. Белгород).

Ожидаемый экономический эффект от использования разработанного ШМФ клинкера взамен извести составляет 660,5 тыс. руб. (в ценах 1998 года) в расчете на производство 50 млн. шт. усл. кирпича в год.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Литвишкова, Наталья Владиславовна, 1999 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ресурсосбережение при строительстве и реконструкции жилья /Хихлуха Л.В//Строительные материалы - 1995, N 5,- С. 2-5.

2. Классен В.К. Обжиг цементного клинкера. - Красноярск.: Стройиздат, Красноярск, отд., 1994. - 323 с.

3. Баринова Л.С., Матвеев P.M., Кулакова H.A. и др. Современное состояние производства силикатных строительных материалов и приоритетные направления развития отрасли// Пленарные доклады: Тез. докл. Всероссийского совещания "Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономики" - М., 1995,- С. 3.

4. Неметаллические полезные ископаемые СССР/ Под ред. Петрова В.П.- М.: Недра, 1984. - 408 с.

5. Лугинина И.Г., Коновалов В.М. Цементы из некондиционного сырья. - Новочеркасск: Новочеркасский гос. техн. ун-т, 1994. - 233 с.

6. Шелудяков Л.Н., Косьянов Э.А., Марконренков Ю.А. Комплексная переработка силикатных отходов, — Алма-Ата: Наука, 1985. - 172 с.

7. Жовтая В.Н., Лугинина И.Г. Состояние сырьевых ресурсов и использование отходов // 8 Всесоюзное научно-техническое совещание по химии и технологии цемента. М., 1991. -Р.1. - С. 298-301.

8. Каминскас А.Ю. Технология строительных материалов на магнезиальном сырье: Комплексные методы определения пригодности сырья и способы производства. - Вильнюс: Мокслас, 1987. - 344 с.

9. Волконский Б.В., Макашев С.Д., Штейерт Н.П. Технологические, физико-механические и физико-химические исследования цементных материалов. - Л.: Стройиздат, 1972. - 304 с.

10. Dolomite decomposition in a high temperature fluidi sed bed reactor. Hehl Martin, Helmrich Harald, Schugere Karl. "J. Chem. Technol. and Biotechnol.", 1983, А 33, N1, 12-24.

11. Die Dolomit- Zerset- Zung im Wirbelschichtreactor. Hehl Martin, Helmrich Harald, Schugeri Karl. "Chem.-Jng.-Techn." 1984, 56, N 2, 150-151.

12. Влияние глинистых минералов на термическое разложение известняка и доломита. Kacker K.P., Satiya R.C., Chandra P.Einflub von Tonmineralien auf die thermische Zersetzung von Kalkstein and Dolomit. "Zern.-Kalk.-Gips", 1972, 25, N 1, 37-41.

13. Бойнтон P.C. Химия и технология извести. М. : Стройиздат, 1972. - 240 с.

14. Пат. ВНР 183481. - Опубл. 28.08.86. Способ металлотер-мического получения магния или кальция и цементного клинкера .

15. Никифоров Ю.В. Тр. Гипроцемента, вып. 35. Стройиздат. -1968,- С. 196-204.

16. Войкова А.И., Есаян А.К., Лазукин В.Б.'Распределение примесей по минералам промышленных клинкеров // Цемент.-1980. - N 1,- С. 10-12.

17. Бойкова А.И. Химия, кристаллохимия и физическая химия минералов клинкера и цементного камня.// Цемент. -1980. - N 12,- С. 18-20.

18. Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов,- Л.:Наука. -1974. -656 с.

19. Шовтая В.Н. 0 нетрадиционных железосодержащих добавках для цементной промышленности//Цемент.- 1994,- N 1.-С. 3940.

20. Никифоров Ю.В., Зозуля P.A. Оксид магния в портландце-

ментном клинкере // Тр. ВНИИ цемент, пром-сти,- 1982. -N 63. - С. 123 - 131.

21. Лугинина И.Г., Коновалов В.М. Нейтрализация оксида магния в доломитизированном сырье // Цемент. - 1982. - N 9. С. 22-23.

22. Лугинина И.Г., Белецкая В.А., Егорова В.А. Минералообра-зование в сырьевых доломитизированных шихтах// Цемент. -1984. - N 4.- С. 11-13.

23. Gourdin P., Demoulian Е., Hawthorn F., Vernet С. Alite and CgA polymorphism statistics// VII Congress, Paris. 1980. - v.2.

24. Лугинина И.Г. Новые вяжущие композиции с использованием MgO // Тр. Моск. хим. техн. ин-т. 1983. - N 128. С,- 120125.

25. Лугинина И.Г., Галэта В.Н. Проявление вяжущих свойств в системе Na20-Mg0-P205// Совершенствование химии и технол. строит, материалов: Сб. - М. - 1984. - С. 3-8.

26. Sarkar R., Das Poddar Р.К. Effect of calcined bentonite on the properties of high - magnesian Portland cements// Indian Ceram. - 1983. - 26. N 8. - C. '143-146.

27. SarkerR., GhoshS., Das Poddar P.К. Role of calcined china clay on the hydraulicity of high magnesian portland cements// Indian Ceram. 1984, 27, N 4, 79-84.

28. Серов В.В. 0 магнезиальном цементе // Цемент. -1935. -N 7,- 25 с.

29. Серов В.В. Магнезиальный портландцемент:Сб.ст., посвященных памяти Серова В.В.. - М.: НИИцемент, 1957,- С. 7-15.

30. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Портладцемент - М. : Стройиздат, 1974. - 328 с.

31. Бережной А.С. Многокомпонентные системы окислов. - Киев:

Наукова думка, 1970,- 544 с.

32. Бережной A.C. Реакции в твердой фазе в системе CaO-MgO-Fe203-Si02 и их значение в технологии магнезиальных огнеупоров // Тр. сессии ВНИИТО о достижениях советской науки в области силикатов. - М.: Промстройиздат, 1949. - С. 3849.

33. Бережной A.C. Некоторые данные о строении и свойствах системы Ca0-Mg0-Fe203-Si02 // В сб. Вопросы петрографии и минералогии, 2, изд. АН СССР, 1953,- С. 281-305.

34. Бережной A.C. К физико-химии огнеупоров и к использованию их в технологии огнеупорных материалов - В сб. трудов, посвященных 60-летию П. П. Будникова / Под ред. Д. С. Белянкина. - М.:Госстройиздат, 1946. - С. 169-202.

35. Philips В., Vuan A. "A Jorn. Amer. Ceram. Soc." v.45, N 12, 1962.

36. 0 механизме образования и распада твердых растворов шпинелей в периклазе /Френкель A.C., Шмуклер K.M., Сухаревский Б.Я., Гулько Н.В.// Докл, АН СССР. - 1960. -т.130, N 5,- С. 1095-1098.

37. Чулева Е. Приложения на инфрачервената спектроскопия при изследоване на неорганични свьзващи вещества // Строительные материали и силикат. промышленост. Болгария-1982,- Т.23.- N 5. - С. 3-5.

38. Roberts H.S., Merwin H.E. - Amer. Jörn.. Sei./ 5 th Sirils /, 21 (122)', 1931,- C. 145-157.

39. Будников П.П. Технология керамических изделий. - М.: Госстройиздат, 1946.

40. Шахова Л.Д., Лугинина И.Г. Магнезиальные высокожелезистые цементы // Цемент. - 1986,- N 1. - С. 12-15.

41. Лугинина И.Г., Шахова Л.Д. Особенности получения цемента, пригодного для окомкования железорудных концентратов //

Изв. АН СССР. Неорг. материалы. - 1988. Т.24. - N 6.-С. 1035-1038.

42. Пащенко A.A., Сербии В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. - К.: Вища шк. Головное изд-во. 1985. - 440 с.

43. Вторичные материальные ресурсы черной металлургии: Справочник/ В.Г. Барышников, A.M. Горелов, Г.И. Папков и др.

- М.: Экономика, 1986. - Т.2. - 344 с.

44. Дворкин Л.И., Пашков И.А. Строительные материалы из отходов промышленности: Учеб. пособие. -К.: Выща шк., Головное изд-во, 1989. - 208 с.

45. Лурье Ю.С. Портландцемент. - М.,Л.: Госстройиздат, 1963.

- 393 с.

46. Гольдштейн Л.Я. Комплексные способы производства цемента. -Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1985. - 160 с.

47. Гжимек Е. Комплексные методы производства цемента // Шестой Международный конгресс по химии цемента. - М. :• Стройиздат, 1976. - Т.З. - С. 328-345.

48. A.c. 952800 СССР, МКл4. С 04 В 7/42. Сырьевая смесь для получения портладцементного клинкера / В.Н. Шовтая -Заявлено 14.03.80; Опубл. 23.08.82, Бюл. N 31.

49. Жовтая В.Н. Использование промышленных отходов в качестве железосодержащих модифицирующих и корректирующих добавок при производстве клинкера."13 Szilikatip es szilikatud. Konf., Budapest, 1-5 jun., 1981. vol. 3". Budapest, 1981.-C. 358-363.

50. Пухальский Г.В., Бондаренко Г.Н. Свойства бетонов на песках из отходов горно-обогатительных комбинатов // Бетон и железобетон. - 1973. - N 5. - С. 12-14.

51. Использование попутных продуктов обогащения железных руд в строительстве на Севере / Под ред. П.И. Боженова. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1986. - 177 с.

52. A.c. 783262 СССР, МКл4. С 04 В 7/42. Сырьевая смесь для получения портладцементного клинкера /A.A. Пащенко, Н.В. Лукашевич, Е.А. Мясникова и др. - Заявлено 11.05.79; Опубл. 30.11.80, Бюл. N 44.

53. Поизводство цемента с использованием отходов железорудных предприятий Курской магнитной анамалии / Рахимбаев Ш.М., Тарарин В.К., Каушанский В.Е. и др. // Цемент. 1987. -N 8. - С. 16-17.

54. Родионов Е.А. К.вопросу замены огарков в сырьевых смесях цементных заводов // Науч.-техн.реф. сб. ВНИЙЭСМ. Сер. И. 1986. - Вып. 10. - С. 9-10.

55. Брыжик Т.Г. Повышение активности цемента путем обеспечения рациональных способов первичного контакта компонентов и примесей: Автореф. дис....канд. техн.наук: 05.17.11 - М., 1986. - 24 с.

56. Боженов П.И. Технология автоклавных материалов -Л.: Стройиздат, 1978. - 367 с.

57. Бойкова А.И., Деген М.Г., Парамонова В.А. Дефектность твердых растворов двухкальциевого силиката // Шестой Международный конгресс по химии цемента. - М.: Стройиздат, 1976. - Т.1. - С. 68-71.

58. Regourd М., Bigare М., Forest J. and Guinier A. Synthesis and crystallographic investigations of some belites. Chemistry of Cement Clinker, v.l, proc.5 th, Int. Symposium Tokyo, 1968, 44-48, 1969.

59. Миджлей X. Полиморфизм ортосиликата кальция // Шестой Международный конгресс по химии цемента. - М. : Стройиздат, 1976. - Т.1. - С. 63-68.

60. Сычев М.М., Корнеев В.И., Федоров Н.Ф. Алит и белит в портландцементном клинкере. -Л.: Стройиздат, 1965.

61. Нерс Р. Третий Международный конгресс по химии цемента. -

М.: Стройиздат, 1958,- С. 27-45.

62. Bredig М.А. Polymorphism of calcium orthosilicate. "Journal of Amer.Ceram. Soc.", 33, 188 - 192, 1950.

63. Регур M., Гинье А. Кристаллохимия компонентов портланд-цементного клинкера // Шестой Международный конгресс по химии цемента. - М.: Стройиздат, 1976. Т.1. - С. 25-51.

64. Гатт В., Нерс Р.. Фазовый состав портландцементного клинкера // Шестой Международный конгресс по химии цемента. - М.: Стройиздат, 1976. - Т.1. - С. 78-88.

65. Савельев В.Г., Кушнарева М.А., Абакумов А.В. Исследование свойств самодиспергирующихся композиций в системе СаО-Si02-CaF2-Me0x. Моск. хим.-технол. ин-т. - М. - 1986.

66. Xiuji Feng, Shizong Long. Investigation of the effcect of minor ions on the stability of - C2S and the mechanism of stabilization. "Cem. and Concr. Res.", 1986, N 6, N 4, p. 587-601.

67. Панфилов М.И., Школьник Я.Ш., Орининский Н.В., Коломиец В.А. , Сорокин Ю.В., Грабеклис А.А. Переработка шлаков и безотходная технология в металлургии. -'М.: Металлургия, 1987. - 238 с.

68. Романенко А.Г. Металлургические шлаки. М. : Металлургия, 1977. - 190 с.

69. К. J. D. Mackensie. F Mossbauer study of the high-temperature reactions of iron oxides with calcium silicates. "J. Mater. Sci.\ 17, N 6, 1982, s. 1834-1842.

70. Shibata Sumio, Kushi Kazuhizo, Asaga Kiyshi, Daimon Masaki. Влияние термической обработки на превращение jb -

i -C2S в присутствии Fe203. "Ere кекайси, Gogyo kyokoishi, J. Ceram. Soc. Jap.", 1984, 92, N 2,- C. 7176.

71. Петровская H.M. Получение и исследование высокожелезисто-

го цемента для окускования железорудных концентратов. Автореф. Дис....канд. техн. наук. - Киев, 1982. - 21 с.

72. Сузукава И., Саоаки Т. Влияние восстановительной газовой среды на строение клинкера // IV Междунар. конгресс по химии цемента. Пер. с англ. Под ред. H.A. Торопова и др. -М., Стройиздат, 1964,- С. 81-82.

73. Sasaki Т7, Suzukawa J. "Zement-Kalk-Gips", 1964, 17, N 5, 196-198.

74. Савельев В.Г., Кешишян Т.Н., Абакумов A.B. Синтез и исследование свойств саморассыпающихся белитовых цементов // Тр. Моск. хим.-технол. ин-та им. Д.И. Менделеева, 1979, 108.- С. 128-131.

75. Кешишян Т.Н., Савельев В.Г., Громыко Т.А. Влияние состава и режима обжига на эффективность саморассыпания и свойства белито-аллюмоферритных клинкеров // Тр. Моск. хим.-технол. ин-та им. Д.И. Менделеева. - 1980. - 116. -С. 142-143.

76. Grzymek J., Derdacka-Grzymek A., Konik Z., Stok Z., Stok A., Gawlicki M.: Sposob ortzymywania proszku, zelaza araz glinu, tutanu lub ich zwiazkew. Akademia Cornicza im Stanislawa Staszica. Пат. 136025. ПНР, заявл. 30.12.82., N 239957, опубл. 30.04.87. МКИ В 22F 9/16 С 01 G 23/047, С 22 В 1/16.

77. Derdacka-Grzymek A., Grzymek J., Gawlicki M., Konik Z., Stok A. Использование отходов для комплексного получения оксидов алюминия, железа и титана, а также вяжущих материалов. "Pr. Komis, nauk ceram. PAN. Krakowie: Ceram.", 1984, N 3,- C. 67-97.

78. Lu Wenmo, Dehg Zhongyan//Hcследование возможности получения энергосберегающего цемента при испльзовании перехода р -C2S в ^-C2S. 'Туйсуаньянь Сюэбао, J. Chin. Silic. Soc.", 1986, 14, N 3,- С. 373-380.

79. Jloxep Ф. Твердые растворы окиси магния в трехкальциевом силикате // В тр. 4-го Международного конгресса по химии цемента. - М.: Стройиздат, 1964,- С. 94-102.

80. Пономарев Й.Ф., Грачьян А.Н., Зубехин А.П. Влияние минерализаторов на процесс клинкерообразования. Цемент, 1964, N 4. С. 3-5.

81. Абакумов А.В. Исследование кристаллохимической стабилизации полиморфных форм ортосиликата кальция и условий получения саморассыпающихся белитовых клинкеров: Автореф. дисс. ... кандидата технических наук.-М., 1977.- 16 с.

82. Воробьев Х.С. Вяжущие материалы для автоклавных изделий. - М.: Стройиздат, 1972. - 288 с.

83. Бутт Ю.М., Майер А.А. Сб. трудов РОСНИИМС, N И, 1956.

84. Брунауэр С., Гринберг С.А. Гидратация трехкальциевого и jb -двухкальциевого силиката при комнатной температуре //Четвертый Международный конгресс по химии цемента. Стройиздат, 1964. - С. 123-158.

85. Тейлор Х.Ф. Четвертый Международный конгресс по химии цемента. Стройиздат, 1964. - С. 159-200.'

86. Chopra S.K., Rao Bhaskara P., Narang. K.C. Utilization of non-hydraulic ferrochrome slag for producing binderless high strength material. "Res. and Ind.", 1978, 23, N4, 219-223.

87. Alujevic V. , Bezjak A. A kinetic study of hydrothermal reaction in tf~C2S - guartz system. II Influence of the granulometry of guartz and of the treament of samples. "Cem. and Concr. Res.", 1983, 13, N 1, 34-40.

88. Asaga K., Endo K. , Tanabe J., Daimon M. Гидротермальные реакции в системе " ^ -C2S -кварц". "Rev. 35^ Gen. Meet. Cem. Assoc. Jap. Techn. Sess., Tokyo, 13-15 May, 1981. Synops". Tokyo, 1981.-C. 40-42.

89. Ghosh Surendra N. , Rao P. Bhaskara, Paul A.K., Raina K. Review. The chemistry of dicalcium silicate mineral. "J. Mater. Ski.", 1979, 14, N 7, 1554-1566.

90. Bukowski J.M., Berger R.L. Реакционная способность и твердение t -Ca2Si04 и CaSi03 при карбонизации. "Cem. and Conor. Res.", 1979, 9, N 1.- C. 57-68.

91. Kobayashi Waichi, Okabayashi Shigeo. Influence of the minor components on the strength of C2S-quartz mixtures under high-temperature and high-pressure curing condition. "Rev. 36^ Gen. Meet. Cem. Assoc. Jap. Techn. Sess., Tokyo 18-20 May, 1982". Tokyo, 1982, 61-62.

92. ГОСТ 5382-73. Цементы. Методы химического анализа. 1973.

93. Курбатова И.И. Современные методы химического анализа строительных материалов. - М.: Стройиздат, 1972.- 159 с.

94. Зевин JI.С. , Хейкер Д.Н. Рентгеновские методы исследования строительных материалов. - М.: Стройиздат, 1965.-362 с.

95. Гиллер Я.Л. Таблицы межплоскостных расстояний. М.: Недра, 1966, т.1, 264 с., т.2.- 360 с.

96. Горшков B.C., Тимашев В.В., Савельев B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ., - М.: Высшая школа,

1981,- 335 с.

97. Бутт Ю.М., Тимашев В.В., Практикум 'по химической технологии вяжущих веществ. - М.: Высшая школа, 1973,- 504 с.

98. Паус К.Ф. Молекулярно-кинетические, оптические и электрокинетические свойства дисперсных систем: Учебное пособие,- М. , 1981,- 58 с.

99. Песков В.В., Павлов И.Ф. Сепараторщик магнитных сепараторов. М.: Недра, 1976.

100. Кармазин В.И. Современные методы магнитного обогащения руд черных металлов. М.: Госгортехиздат, 1962. - 659 с.

101. Митрофанов С.И. Исследование руд на обогатимость. М. : Металлургиздат, 1954. - 494 с.

102. Барский Л.А., Данильченко Л.М. Обогатимость минеральных комплексов. М.: Недра, 1977.

103. Бережной A.C. Сб.научных трудов УНИИО: Металлургиздат, вып.5, 1961,- 26 с.

104. Heath P.L. - J. Amer. Cer. Soc., 1957, 40, b.50.

105. Кордюк P.A. Расчет равновесного фазового состава в пятикомпонентной системе Ca0-Mg0-Fe203-Si02-Al203. В сб. науч. тр. Укр. - НИИОгнеупоры. М. : Металлургия, 1963,-С. 160-172.

106. Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Выпуск четвертый. Тройные окисные системы. / Барзаковский В.П., Лапин В.В., Бойкова А.И., Курцева H.H. Изд. "Наука", Ленингр. отд., Л., 1974, 1-514.

107. Винчелл А.Н., Винчелл Г.В. Оптические свойства- искусственных минералов. М. : Мир, 19.67,- 526 с.

108. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Портландцементный клинкер. - М.: Стройиздат, 1967,- 303 с.

109. Пономарев И.Ф., Гайджуров П.П., Зубарь P.C., Гулай В.Н. Кинетика и термодинамика процессов формирования и гидратации ферритов. - Изв. ВУЗов. ' Химия и химическая технология, 1976, XIX, вып. П.- С. 1746-1748.

110. Пермигин М.П. Исследование низкотемпературных твердофа-зовых процессов формирования и особенностей технологии получения высокожелезистого цемента. Автореф. Дис. канд. техн. наук. - Свердловск, 1979. - 22 с.

111. Тихонов В.А., Клименко З.Г., Петровская Н.И., Бобык А.И. Исследование фазового состава высокожелезистого цемента // Доклады и сообщения. N 5, 1975. Львовский политехи, ин-т, - Львов: Выща школа, 1975,- С. 148-149.

112. Гайджуров П.П., Зубарь Г.С., Пермигин М.П., Дмитриевский B.C. Физико-химические особенности получения особо высокожелезистых цементов. - В кн. Тр. 5-го Всесоюзного технического совещания по химии цементов. М. , 1980. -С. 93-96.

113. Зубарь Г.С., Гулай В.Н., Мень A.M. Исследование вяжущих материалов на основе твердого раствора алюмоферритов кальция. - Изв. Сев. Кавк. научного центра высшей школы. Техн. науки, 1980, N 1. - С. 85-89.

114. Петровская Н.И., Клименко З.Г., Федунь Б.В. Последовательность минераллообразования в процессе обжига высокожелезистых сырьевых смесей. - Вестник Львовского политехи, ин-та, 1982, N 163. - С. 131-133.

115. Шахова Л.Д. Высокожелезистый магнезиальный цемент для окускования железорудных материалов. Дис....канд. техн. наук. - Белгород, 1985. - 184 с.

116. Зубарь Г.С., Гулай В.Н., Воликова Г.П. Формирование железистых фаз цементного клинкера в области низких температур. - Оренбург, 1982. - 10 с. Рукопись представлена Оренбургским политех, ин-том, 1982., Деп. во ВИНИТИ, N 69хп - Д83.

117. Бойкова А.И. Кристаллохимия твердых растворов минералов цементного клинкера. - Цемент, 1982, N 9,- С. 7-10.

118. Воерманн Е., Айзель В., Хан Т. Пятый Международный конгресс по химии цемента. М. , Стройиздат, 30, 1973,- С. 30-32.

119. Бойкова А.И. Твердые растворы цементных минералов. -Л.: Наука, 1974,- 99 с.

120. A.c. 746931 (СССР). Цемент для брикетирования и агломерации рудных концентратов. - Опубл. в Б.И., 1980, N 25.

121. Гайджуров П.П., Зубарь Г.С., Пермигин Н.П. Методы расчета сырьевых шихт высокожелезистого цемента. - Изв. Сев. Кавк. научного центра высшей школы. Техн. науки, 1976, N 3,- С. 99-102.

122. Решетников М.А. 0 комплексообразовании при кристаллизации солевых расплавов // Журн. неорг. химии., 1964. 9. N 9,- С. 2209-2219.

123. Краткий политехнический словарь / Гл. редактор Ю.А. Степанов. М. : Государственное изд-во технико-теоретической литературы, 1955. - 1136 с.

124. Аппен A.A. Химия стекла. Ленинградское отд.: Химия, 1974. - 352 с.

125. Антонов Г.И. Применение основных огнеупоров в насадках регенераторов мартеновских печей. - В сб. науч. тр. Укр. - НИИОгнеупоры. М.: Металлургия, 1963,- С. 282-317.

126. Васьяс И.П. Труды сесии ВНИИО по форстеритовым . огнеупорам, Днепропетровск, 1958,- С. 65-68.

127. Брон В.А. Бюллетень НТИ Всесоюзного института научно-исследовательских и проектных работ,' Металлургиздат, 1959, N 6,- С. 58-77.

128. Ferrites. Proc. ICF 3, Kyoto, Sept.-Oct.,1980. Ed. Watanabe Hiroshi e.a. Tokyo: Cent. Acad. Publ. Jap.; Dordrecht e.a.: D. Reidel Publ., 1982. Xli, 990 pp.

129. Пат. N 4472369 США. Способ получения ферритов // Бюллетень изобретений. 1984.

130. Eissa N.A., Salah S.H., Massan M.Y., Mira A.F. Mossbauer effect study on the magnetic and thermal beraviour of the Cd-Mg ferrite system. "Mater. Sei. and Eng.", 1986, 77, 149-153.

131. Барской Г.Б., Барской Б.H.. Кристаллохимические, электрические и тепловые свойства феррита магния, закален-

ного от различных температур // Пермский государственный университет. - Пермь, 1988. Деп. во ВИНИТИ, N 6310-В88.

132. Sintering of MgO- based ferrities produced by the citrate-gel process. Mahloojchi F., Meet. Mod. Ceram. Technol. (6th CIMTEC), Milan, 24-28 June, 1986: Pt B. Amsterdam e.a., 1987, 2007 - 2016.

133. Третьяков Ю.Д. Термодинамика ферритов. JI.: Химия, 1967.

134. Paladino А.Е. // J. Am. Ceram. Soc. 1960 v.43 P.183.

135. Мень A.H., Воробьев Ю.П., Чуфаров Г.И. Физико-химические свойства нестехиометрических окислов. М. , "Химия", 1973.

136. Боженов П.И. и др. Цементы автоклавного твердения и изделия на их основе. - Л. - М. : Госстройиздат, 1963.200 с.

137. Довгопол В.И. Использование шлаков черной металлургии. М.: Металлургия, 1978. - 168 с.

138. Белянкин Д.С. Из дипломных работ по технической петрографии в Ленинградском химико-технологическом институте. - В тр. петрографического института. АН СССР, вып.13, 1938. .

139. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. - М.: Наука, 1976. - 256 с.

140. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Стройиздат, 1973. -407 с.

141. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов: Учебник для вузов / Под ред. Тимашева В.В. - М.: Высшая школа., 1980. - 472 с.

142. Бутт Ю.М., Майер А.А., Варшал Б.Г. Исследование продуктов гидротермальной обработки минералов доменного шлака

// Металлургические шлаки и применение их в строительстве. - М.: Госстройиздат, 1962. - С. 403-416.

143. Паус К.Ф., Ключникова Н.В. Многопродуктовые ступенчатые классификаторы (МСК) и классификаторные технологии// Энерго- и ресурсосбережение в производстве цемента и других вяжущих материалов: Сб. докл. Междунар. конф. "Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений" . Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1997,- ч.1,- С. 117-121.

144. Кайбичева М.Н., Пьячев В.А, Башкатов H.H. Портландцемент с использованием хвостов магнитной сепарации титано-магнетитовых руд с высоким содержанием MgO // Вяжущие материалы: Тез. докл. Всероссийского совещания "Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономики". - М., 1995. - С. 15-16.

145. Савостьянов В.П., Никифоров Ю.В. Свойства цементных систем на клинкерах с повышенным содержанием оксида магния // Вяжущие материалы: Тез. докл. Всероссийского совещания "Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономики". - М. , 1995. -С. 28-29.

146. Исаенко М.П., Боришанская С.С., Афанасьева Е.Л. Определитель главнейших минералов руд в'отраженном свете,- М.: Недра, 1978. - 255 с.

147. Инсли Г., Фрешетт В.Д. Микроскопия керамики, цементов, стекол, шлаков и формовочных песков,- М.: Госстройиздат, i960,- 299 с.

148. Мчедлов-Петросян О.П., Бабушкин В.И. и др. Термодинамика силикатов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М. : Стройиздат, 1972,- 351 с.

149. Трубаев П.А., Беседин П.В. математическое обеспечение автоматизированного проектирования состава цементных

сырьевых смесей//Изв. ВУЗов, сер. "Строительство".-1997,- N 5,- С. 36-41.

150. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры силикатов,- 1967.182 с.

151. Лазарев А.Н. Колебательные спектры и строение силикатов,- Л.: Наука,- 1968,- 347 с.

152. Проблема изоморфных замещений атомов в кристаллах: Сборник трудов под ред. А.П. Виноградова.- М.: Наука,- 1978. - 283 с.

^.„..Утверждаю

ийненер опытного ' .ценеод да

щшк _ Щеблыкин С .В.

'Ж I,___1994

т. ХйрЬКОЗ

АКТ

о олупромышленных испытаний по выпуску самопроизвольно рассыпающегося шеннонит» - магнезиоферрмтного клинкера на опытном

цементном заводе

Иы, нижеподписавшиеся, представители опытного цементного завода: главный технолог Телятникова Н. И., тетер технологического участка Климчук В» 3. - с одной стороны и сотрудники кафедры химической технологии строительных материалов Белгородского технологического института строительных материалов: главный научный сотрудник Лугинина И. Г., инженер I категории Литвишкова И, Б. - с другой сторона, составили настоящий акт в том, что на опытном цементном завод© проведены полупромышленные испытания по выпуску самопроизвольно рассыпающегося шеннонит- магнезиоферритного клинкера.

В качестве сырьевых материалов использовались магнезиальный известняк Новгородского месторождения, магнезитовый железорудный концентрат Стойленскего ГОКа , мел Белгородского месторождения и песок Нововодолакский♦

Химический состав сырьевых материалов приведен в табл. I

Таблица I 41 с©стаж сырьевых материалов

Сырьевой ! Содержание окевдов, масс. %

материях ГсГс^Гр"! " "1о~ Т "о" ППгГ "Г "

~ - " ~ -I"" 2 "Т " Т ~ 4 " ТТ"""*"?" "Г ~ 8

Иззестняк 43,68 0,1? 9,63 1,69 44,16 99,33

Келезорудн! концентрат ^0,30 91,78 0,20 4,43 0,26 2,68 99,70

^ея 53,90 0,12 0,28 1,04 40,28 97,80

Пес ©к Т ОО Д. | ОО Л О А и , V л т-о V 5 А»«' ап А А & 1 О , О' П Т £ Л. «М- ОО. ЯЙ

Сушку сырьевых материалов осуществляли до влажнее«» Известняк и мал дробили в щёкевой дробилке типа ЩДЯ. После сушки и дробления сырьевые материалы мелели в шаровой мельниц® першдическог® действия д® ©статна на сите OOS - 5 % . При этом выдерживали следующее соотношение компонентов ( масс % ) : ' известняк - 28, железорудный концентрат « II, мел - 43, песок - 18.

Химический состав сырьевой смеси после корректировки ( масс % ) : СаО - Ь'е2°3 ~ IO>23; MgO - 2,4-8; SiC>2 - 19,90; Al^ -0,48;

ППП - 29,66; 98,19.

серр@ктироэанную сырьевую смесь гранулировали в тарельчатом е.до размера гранул 7.. Д2мм.

высушенные гранулы обжигали во вращающейся печи ( 0,53 х 7,0 м ) при температуре обжига ИЗО...1150 °С . Производительность 7...10 кг/ч п® клинкеру, скорость 'вращения

о

печи 0,5 об/мин • Расход газа 9,5 м°/ ч при давлении 0,55 ат.

Контроль обжига осуществляли определяя неусвоенный оксид кальция ( от 1,2 до 2,9 % ).

При охлаждении клинкера происходило самопроизвольное рассыпание последнего в порошок.

Тонкость еашрассыпающегося клинкера определяли применяя ситовой анализ. Остатки на ситах составили < масс. % ) : 3 02 - 3,90; f 008 - 7,10; В 0063 - 2,5

Удельная поверхность составила 280 mVкг.

Саморассыпающийся шеннонит - магнезиоферритный клинкер упако-швали в бумажные мешки для отправки в Белгород на дальнейшие испытания. В результате получено 150 кг шеннонит' - магнезиоферрит-иого порошка.

Получение опытной партии шеннонит- магнезиефвррятнег© порошка в полузаводских условиях подтверждает;

Гл. технолог

Гл.научный сотрудник

Йастер^час^ка

^ ^ В. 3. Клшчук

няенер I категории

dcafbi^ Н. В. Литвишкова

Утверждаю Генеральный директор акционерного общества ^Стро ^материалы"

Лейба ------ 1994г'

1!гй 3.1 I I ~ л ь _

ЩТ. Белгород

АКТ

производственных испытаний по выпуску опытной партии силикатного кирпича на основе извести и добавки самопроизвольно рассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера в производственных условиях а/о "Стройматериалы".

Мы, нижеподписавшиеся, представители а/о "Стройматериалы": главный инженер Ефременко Н,3., начальник лаборатории и ОТК Кузебная Л.И., главный технолог цеха силикатного' кирпича Максименко Р.В. - с одной стороны и сотрудники кафедры химической технологии строительных материалов Белгородской государственной технологической академии строительных материалов: главный научный сотрудник Лугинина И.Г., инженер I категории Литвишкова Н.В. --с другой стороны, составили настоящий акт в том, что в производственных условиях а/о Стройматериалы проведены производственные испытания по выпуску силикатного кирпича на основе извести и добавки самопроизвольно рассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера, полученного на опытном цементном заводе в г. Харькове.

Цель испытаний:

- проверить результаты лабораторных исследований;

- оценить технологичность процесса получения предложенного силикатного кирпича в производственных условиях;

- исследовать физико- механически© характеристики полученного силикатного кирпича;

- оценить возможность применения полученного силикатного кирпича для экспериментального строительства.

Производственные испытания по выпуску опытной партии силикатного кирпича на основе извести и добавки самопроизвольно рассыпающегося шеннонит-магнвойоферритиого клинкера производили в 2 Этапа:

1. Приготовление нового вяжущего, в котором известь частично

заменена самопроизвольно рассылающимся шеннонит-магнезиоферритным клинкером.

2. Приготовление силикатной массы. Характеристика основного сырья.

1. Самопроизвольно рассыпающийся шеннонит-магнезиоферритный клинкер. Характеристика приведена i приложении I.

2. Песок. Песок кварцевый Нижнв-Олынанского карьера, удовлетворяющий требованиям ОСТ 21-1-80. Средний химический состав песка Нижне-Олыпанского карьера, масс.%: 5Шг '-94,4; Д/гОз -2,36;' /^/й -0,77; CnU „^за; ^¿7-0,20; 503 -0,05; ПЯЛ-1,95;

I -101,61.

Средний гранулометрический состав песка МКр -1,05:

Остатки на ситах 2,5 1,25 0,63 ' 0,315 0,14 Проход Полные остатки, % 0,1 ' 0,4 3,6 21,7 79,7 -На складе а/в "Стройматериалы" песок складируется с расчётом возможности шихтовки его до номинального содержания глинистых частиц 6...10%. С помощью сита "Бурат" производится отсев крупных комьев (боле® 20 мм, в том числе включения тины). Влажность

песка н@ более 10$.

3. Известь строительная, собственного производства (а/о

"Стройматериалы"), по ГОСТ 9179-77 характеризуется содержанием [аП+Mgü не менее 78%, МдО не боле® Ъ%. Время гашения 3 мин 40 сек, температура гашения 83°С. Равномерность изменения объёма-увеличание объёма не допускается.

Приготовление нового вяжущего включает следующие 3 операции:

1. Приготовление добавки. Совместный помол самопроизвольно рассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера и песка в соотношении 75:25 осуществляли в лабораторных условиях, в двухкамерной шаровой мельнице типа МБЛ до уд. поверхности 625 м /кг. После помола добавку упаковывали в мешки и транспортировали в производственные условия а/о "Стройматериалы".

2. Приготовление вяжущего собственного производства а/о "Стройматериалы". Совместный помол извести и песка в соотношении 75:25 производили в шаровой мельнице типа СМ 1456 до уд. поверхности 65С г/Укг. Продукт помола системой шнеков и элеваторов подавали в запасные бункера, оттуда в расходный бункер вяжущего. Содержание активных Сай+МдМ в известково-песчаном вя?кущем собственного производства (а/о "Стройматериалы") составило 54%.

3. Приготовление нового вяжущего. Вяжущее собственного производства (а/о "Стройматериалы") и добавку, приготовленную

в лабораторных условиях, смешивали в соотношении 90:10. Соотношение регулировали перед поступлением в двухвальный быстроходный смеситель типа СМ-246 с помощью дозатора барабанного типа.

На 2 этапе готовили силикатную массу.

Полученное новое вяжущее через дозатор барабанного типа поступало в двухвальный быстроходный смеситель СМ-246, куда ленточным транспортёром подавали песок. В смесителе происходило перемешивание нового вяжущего, в котором известь частично заменена самопроизвольно рассыпающимся шеннонит-магнезиоферритным клинкером, и песка с добавлением пара (производственные испытания проводили в декабре). Перемешивание осуществляли в соотношениях принятых для приготовления силикатной массы на основе извести без частичной её замены самопроизвольно рассыпающимся шеннонит-магнезио-ферритным клинкером по отработанной технологии согласно технологическому регламенту а/о "Стройматериалы". Перемешанная силикатная масса из мешалки поступала на ленточный транспортёр, которым при помощи откидных ножей подавалась в силос и выдерживалась там не менее 15 мин. Содержание активных СаП+ МдО в силикатной массе, приготовленной на основе извести и добавки самопроизвольно- рассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера, на выходе из силоса составило 6,8%. Влажность 9%.

Содержание активных Caü+ ЩП в силикатной массе, приготовленной на основе известково-песчаного вяжущего по отработанной технологии согласно технологическому регламенту а/о "Стройматериалы", на выходе из силоса составило 7%, Влажность 8%.

Увлажнённую силикатную массу ленточным конвейером подавали в расходный бункер пресса. Формование сырца осуществляли на прессе типа CM-8I6 при удельном давлении 20 ida. Прочность сырца составила 4,1 кгс/см .

Отформованный сырец снимали с пресса и укладывали на автоклавную вагонетку автоматом-укладчиком типа CM-I030. Затем помещали в автоклав №6 длиной 19м и диаметром 2м.

Автоклавная обработка заключалась в гидротермальной обработке сырца насыщенным паром. Избыточное давление пара составило I МПа, температура 183,2°С, длительность изотермической выдержки - 6 час.

Готовый силикатный кирпич подвергали внешнему осмотру и контролю в соответствии с требованиями ГОСТ 379-79.

Результаты производственных испытаний показали, что средняя прочность силикатного кирпича на основе извести и добавки самопроизвольно рассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера составила 156 кгс/см^, а максимальная достигла 160 кгс/см^. Полученный силикатный кирпич выдерживал не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания без потери прочности. Водопоглощение не привысило 12%,

Прочность силикатного кирпича на основе извести без добавки, приготовленного по отработанной технологии согласно технологическому регламенту а/о "Стройматериалы" составила 150.. .160 кгс/см'4'*

Выводы:

1. Результаты производственных испытаний убедительно показали, что предложенная сырьевая смесь на основе извести и добавки самопроизвольно рассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера может быть использована для получения высокомарочного силикатного

2

кирпича (150 кгс/см ).

2. Предложенная технологическая схема получения силикатного кирпича позволяет частично заменить известь без потери прочности готового изделия.

3. Сыр®ц имеет хорошую формуемость, формовочная прочность составила 4,1 кгс/см^.

4. Морозостойкость и водопоглощение полученного силикатного кирпича соответствуют требованиям ГОСТ.

5. Полученный кирпич можно рекомендовать'для экспериментального строительства.

Гл. инженер

Н.З. Ефременко

Начальник лаборатории и ОТК

<//)-: " Л.И. Кузебная

/

Гл. научный сотрудник л /> И.Г. Лугинина

Инженер 1 ,катег©рии

¡{^иь^^ Н.Б. Литвишкова

Гл. технолог цеха силикатного кирпича О,Р.В.ИЙаксименко

Ожидаемый экономический эффект от использования на заводе силикатного кирпича ( АО ЛГОК) саморассыпающегося шеннонит- магнезиоферрит-ного клинкера, полученного на основе местного и магнийсодержащего сырья, взамен привозной извести

Калькуляция себестоимости I т самопроизвольно рассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного

клинкера (в ценах 1998 года)

Наименование ! Единица ! Норма ! Цена расхода !Сумма затрат

расходов ,измерения?расхода , на единицу ,на единицу

'на един.' изделия, ' изделия,

! {изделия ! руб ! руб

Сырье и материалы:

а) хвосты ЛГОКа т 0,334 - -

б) мел ЛГОКа т 0,641 20,57 13,19

в) железорудный

концентрат ЛГОКа т 0,181 71,20 12,89

г) доломит Данков-

ский+перевозка т 0,237 30,00 7,11

д) мелющие тела т 0,0005 1000 0,5

Топливо технологи-

ческое т 0,175 250 43,75

Электроэнергия на

технологические цели кВт-час 38 0,15 5,7

Итого: 83,14

Калькуляция себестоимости I тыс. шт. силикатного кирпича на основе извести (в ценах 1998 года)

Наименование ! Единица ! Норма ! Цена расхода !Сумма затрат

расходов |измерения!расхода , на единицу , на единицу

•на един.' изделия, ' изделия,

! !изделия ! руб ! руб

I 2 3 4

I

Сырье и основные материалы:

а) песок

б) известы-пе ревозка

Вспомогате льные материалы: а) вода

Теплоэнергия, пар на технологические цели

Электроэнергия на технологич. цели Итого

2

м

3

м

т

3

? 3 !

I о *

кВт-час

2,36 0,38

0,296

0,72 47,18

4

315

17,0

200 0,15

5

11,8 119,70

5,0:

144

7,08 287,61

Калькуляция себестоимости I тыс. шт. силикатного кирпича на основе извести и самопроизвольно рассыпающегося шеннонит-магыезиоферритного клинкера

Наименование расходов

! Единица ! Норма ! !измерения!расхода ! ! !на един.!

! !изделия !

Цена расхода на единицу изделия, РУб

Сумма затрат на единицу изделия, РУб

Сырье и основные материалы:

а) песок

б) известь

в) ПМФ клинкер Вспомогательные материалы:

а) вода

Теплоэнергия, пар на технологич. цели Электроэнергия на технологич. цели Итого

м

т т

м

т

2,36

0,323

0,057

0,296

0,72

кВт-час 47,18

5

315 83,14

17,0 200 0,15

11,8 101,75 4,74

5,03

144

7,08 274,4

Ожидавши экономический эффект от частичной замены извести самопроизвольно рассыпающимся шеннонит-магнезиоферритньш клинкером при производстве силикатного кирпича:

Э= (СГС2 )В= (287,61-274,4 )х50000=660500 руб,

где: - себестоимость I тыс. шт. кирпича на основе извести, приобретенной по рыночной цене; Ср - себестоимость I тыс. шт. кирпича на основе извести и добавки самопроизвольно рассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера, полученного на основе местных сырьевых материалов; В - производительность завода по выпуску силикатного кирпича в количестве 50 млн. шт. усл. кирпича в год.