XXI век. Техносферная безопасность. 2020; 5: 346-355
Использование природных глинокарбонатных гипсов в производстве сульфатсодержащих цементов
https://doi.org/10.21285/2500-1582-2020-4-346-355Аннотация
Цель работы – исследование находящихся в залежах на территории Кыргызстана сырьевых материалов, используемых для производства сульфатсодержащих цементов, а также установление особенностей технологического процесса клинкерообразования. Проведен анализ месторождений гипсового сырья Кыргызстана. Для наиболее распространенных сырьевых материалов известняков с помощью химических, дериватографических и рентгенографических методов анализа изучен их химический и минералогический состав. На основе расчетов сырьевых смесей составлена шихта для получения сульфатсодержащего цемента из известняка Ташкумырского месторождения, местных суглинков и глинокарбонатогипсов. Исследован температурный режим технологического процесса клинкерообразования сульфатсодержащих цементов из низкоалюминатного глинистого сырья с использованием в качестве сульфатной составляющей местных глинокарбонатогипсов. Рассмотрено воздействие высоких температур на глинокарбонатогипсы, химико-минералогический состав которых обуславливает снижение температуры декарбонизации, частичное разложение CaSО4 и раннее образование первичных клинкерных минералов. Показано, что использование гипсовой породы с высоким содержанием карбонатов и глинистых примесей в качестве сульфатного компонента при получении сульфоклинкеров способствует снижению температуры разложения карбоната и сульфата кальция в процессе обжига. Приводятся данные интенсификации клинкерообразования в зависимости от состава компонентов шихты и температуры обжига, которые соответствуют малоэнергоемкой технологии. Делается вывод о том, что предложенные процессы способствуют энергосбережению, снижению выбросов СО2 и, соответственно, повышению экологической безопасности.
Список литературы
1. Ассакунова Б.Т., Барпиев Б.Б., Аманжан К.Ж. Сульфатсодержащие цементы с использованием природных глинокарбонатногипсов // Наука и инновационные технологии. 2018. № 8 (8). С. 143–147.
2. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1980.472 с.
3. Gartner E. Industrially interesting approaches to «low-CO2» cements // Cement and Concrete Research. 2004. Vol. 34. P. 1489–1498.
4. Sytschowa L.I., Bakeew D.W. Synthese und Eigenschaften von Sulfathaltigen Zementen [Электронный ресурс] // gbv. de. URL: https://www.gbv.de/dms/weimar/toc/518747441_toc.pdf (14.11.2020).
5. Сычева Л.И., Бакеев Д.В. Получение и свойства сульфатсодержащих цементов на основе низкоалюминатных сырьевых материалов // Цемент и его применение. 2009. № 6. С. 117–120.
6. Сычева Л.И., Бакеев Д.В. Исследование свойств композиционного вяжущего на основе сульфатсодержащего и портландского цементов // Техника и технология силикатов. 2010. Т. 17. № 1. С. 1–7.
7. Сычева Л.И., Бакеев Д.В. Композиционное вяжущее на основе сульфатсодержащего и портландского цементов // Сухие строительные смеси. 2019. № 2. С. 16–19.
8. Wang Junjie, Fang Jingrui, Wang Lan. The Sulfur Cycle Mechanism in the Whole Process of Cement Manufacturing: a Review // Materials Reports. 2018. Vol. 32. No. 23. P. 4160–4169. https://doi.org/10.11896/j.issn.1005-023X.2018.23.018
9. Guo Wei, Wang Chun, Sun Jiasheng, et al. Study on Low-temperature Preparation and Hydration Properties of Calcium Sulphoaluminate-Belite Cement Clinker // Materials Reports. 2017. Vol. 31. No. 24. P. 35–39.
10. Liang Jiao, Chu Wanyi, Huang Yongbo et al. Utilizing Decomposed Phosphogypsum for the Preparation of Belite-Calcium Sulphoaluminate Cement // Materials Reports. 2017. Vol. 31. No. 24. P. 1–5.
XXI Century. Technosphere Safety. 2020; 5: 346-355
The use of natural clay-carbonate gypsum in the production of sulfate-containing cements
https://doi.org/10.21285/2500-1582-2020-4-346-355Abstract
The purpose of the article is to study the raw materials located in the deposits of Kyrgyzstan and used in the production of sulfate-containing cements. The article aims to identify features of the technological process of clinker formation. An analysis of deposits of gypsum raw materials in Kyrgyzstan was carried out. For the most common raw materials of limestones, their chemical and mineralogical composition was studied using the chemical, derivatographic and X-ray methods. By calculating raw mixtures, a charge was produced for obtaining sulfate-containing cement from limestone of the Tashkumyr deposit, local loams and claycarbonate gypsum. The temperature regime of the clinker formation of sulfate-containing cements using local clay-carbonate gypsum awas studied. The article analyzes an effect of high temperatures on claycarbonate gypsum whose chemical and mineralogical composition decreases the decarbonization temperature and causes the partial decomposition of CaSO4 and the early formation of primary clinker minerals. The use of gypsum rock with a high content of carbonates and clay impurities as a sulfate component in the preparation of sulfoclinkers helps to reduce the decomposition temperature of calcium carbonate and sulfate during burning. The data on the intensification of clinker formation are presented. They depend on the composition of charge components and the burning temperature, which correspond to the low-power technology. The technology can save energy, reduce CO2 emissions and improve the environmental safety.
References
1. Assakunova B.T., Barpiev B.B., Amanzhan K.Zh. Sul'fatsoderzhashchie tsementy s ispol'zovaniem prirodnykh glinokarbonatnogipsov // Nauka i innovatsionnye tekhnologii. 2018. № 8 (8). S. 143–147.
2. Butt Yu.M., Sychev M.M., Timashev V.V. Khimicheskaya tekhnologiya vyazhushchikh materialov. M.: Vysshaya shkola, 1980.472 s.
3. Gartner E. Industrially interesting approaches to «low-CO2» cements // Cement and Concrete Research. 2004. Vol. 34. P. 1489–1498.
4. Sytschowa L.I., Bakeew D.W. Synthese und Eigenschaften von Sulfathaltigen Zementen [Elektronnyi resurs] // gbv. de. URL: https://www.gbv.de/dms/weimar/toc/518747441_toc.pdf (14.11.2020).
5. Sycheva L.I., Bakeev D.V. Poluchenie i svoistva sul'fatsoderzhashchikh tsementov na osnove nizkoalyuminatnykh syr'evykh materialov // Tsement i ego primenenie. 2009. № 6. S. 117–120.
6. Sycheva L.I., Bakeev D.V. Issledovanie svoistv kompozitsionnogo vyazhushchego na osnove sul'fatsoderzhashchego i portlandskogo tsementov // Tekhnika i tekhnologiya silikatov. 2010. T. 17. № 1. S. 1–7.
7. Sycheva L.I., Bakeev D.V. Kompozitsionnoe vyazhushchee na osnove sul'fatsoderzhashchego i portlandskogo tsementov // Sukhie stroitel'nye smesi. 2019. № 2. S. 16–19.
8. Wang Junjie, Fang Jingrui, Wang Lan. The Sulfur Cycle Mechanism in the Whole Process of Cement Manufacturing: a Review // Materials Reports. 2018. Vol. 32. No. 23. P. 4160–4169. https://doi.org/10.11896/j.issn.1005-023X.2018.23.018
9. Guo Wei, Wang Chun, Sun Jiasheng, et al. Study on Low-temperature Preparation and Hydration Properties of Calcium Sulphoaluminate-Belite Cement Clinker // Materials Reports. 2017. Vol. 31. No. 24. P. 35–39.
10. Liang Jiao, Chu Wanyi, Huang Yongbo et al. Utilizing Decomposed Phosphogypsum for the Preparation of Belite-Calcium Sulphoaluminate Cement // Materials Reports. 2017. Vol. 31. No. 24. P. 1–5.
