Способи виготовлення портландцементу

За кількістю виробництва та використання портландцемент посідає перше місце серед усіх зв'язувальних будівельних речовин. Він швидко твердне на повітрі та під водою.

Технологія виготовлення портландцементу складається з трьох основних стадій:

1. Підготовлення вапняку, глини, а потім їх суміші;

2. Випалювання суміші для отримання цементного клінкеру;

3. Подрібнення цементного клінкеру на порошок і додавання добавок.

Підготовлення сировини до випалювання проводять двома способами: сухим і мокрим. Відповідно способи виробництва портланд­цементу поділяють на сухий і мокрий.

У ході сухого способусировину (вапняк та глину) вологістю до 10% після попереднього подрібнення на вальцях (1г) решетують на решетах (елемент 2ві 2г)і розмелюють у кульових млинах (елементи 3 ві Зт). Отримані порошкиретельно перемішують у змішувачі (елемент 4) і після відстоювання у відстійниках /для вирівнювання хемічного складу/ (елемент 3) подають у піч для випалювання (елемент 6).

У ході мокрого способуподрібнену глину (3-5 мм) перемішують із водою в залізобетонних резервуарах для отримання суспензії. Глиняну суспензію та подрібнений вапняк (3-5 мм) подають у трубовий млин, де за допомогою сталевих куль суміш розмелюють і перемішують. Трубові млини безперервної дії. Розмелена суміш надходить до відстійника для відстоювання (вирівнювання хемічного складу суміші). Після відстоювання суміш подають до печі для випалювання.

Рис. 105. Схема обертової печі для випалювання цементного клінкеру:/- димохід: 2- шнек: 3- піч: 4- холодильник

Випалюють вапняково-глиняні суміші в обертових печах безперервної дії

(рис. 105).

Довжина печей- 95, 185, 230 м, діяметер - 5-7 м. Піч встановлена з невеликим нахилом і обертається зі швидкістю 0,016 с,

Сировину подають у трохи підняту частину печі, паливо спалюють в опущеній частині печі. Газові речовини, які утворилися у процесі горіння палива, і випалювальна вапняково-глиняна суміш рухаються назустріч одна одній. Під час зустрічі цих потоків спочатку випаровується полога і висушується сировина. Потім розкладаються гідрати,карбонати й утворюються оксиди. Ці реакції відбуваються в зоні печі, нагрітій до температури 700-1100°С. За цих умов вапняк розкладається:

У тій самій зоні печі глинисті мінерали розкладаються на оксиди SіО₂, АІ₂О₃, Fе₂О₃,які вступають у реакцію з СаОза температур 1100-1300°С і утворюються мінерали: 2СаО-SіО₂, ЗСаО' АІ₂О₃, 4СаО-Аl₂Оз'Fе₂Оз.I, нарешті, за температури 1300-1450°С утворюється основний мінерал майбутнього цементу - аліт (ЗСаО'SiО₂).

1.У процесі спікання мінералів утворюється клінкер (нім. «Кііпкєг»- штучний камінь великої міцності) у вигляді кульок розміром 15 мм, які викочуються з печі в її опущеній частині і надходять до холодильника для охолодження (елемент 7), а звідти - на склад для вилежування (елемент 8). На складі клінкер вилежується протягом двох тижнів. За цей час надвишок вапна (СаО),яке міститься в клінкері, гаситься вологою, яка є в атмосфері складу:

СаО + Н₂О -> Са(ОН)₂ + 0 .

У процесі гасіння виділяється велика кількість теплоти (О), клінкер стає рихлим, що полегшує його розмелювання.

Розмелюють клінкер разом з допоміжною сировиною в кульових млинах (елемент 9).

Готовий портландцемент зсипають у залізобетонні силоси-сховища (елемент 10) для охолодження.

Потім його фасують у тару (елемент //). Транспортують цемент у закритій тарі, зберігають у сухих складах.

Необхідно пам'ятати,що активністьцементу з часом зменшується. Так, за три місяці зберігання вона зменшується майже на 20%, за півроку - на 30%, за рік - на 40%.

Собівартістьцементу залежить від виду сировини, палива, способу виготовлення (мокрий чи сухий) тощо.

Затрати на сировину становлять 25% собівартості цементу. Використання відходів і побічної продукції промислових підприємств (жужелиці, шлаків тощо) зменшує собівартість цементу на 35-40%.

Виробництво цементу енергомістке. На виготовлення 1 т цементу витрачається 240 кг твердого палива. 40% електроенергії, яку витрачають на цементному заводі, йде на розмелювання клінкеру.

Переваги та недоліки способів отримання цементу.Кожний із способів отримання цементу має свої переваги та недоліки. Так, у разі використання мокрого способулегше подрібнювати сировину, кращі санітарно-гігієнічні умови праці, але витрати палива на 40% перевищують витрати в разі використання сухого способу.

Під час застосовування сухого способуменше витрачається палива порівняно з мокрим, але більші витрати електроенергії. Крім того, сухий спосіб дуже забруднює довкілля і потребує очисних фільтрів.

У Світі скорочується виробництво цементу мокрим способом, а збільшується виробництво сухим, який дає економію палива.

Поиск по сайту: