Твердофазовые реакции при термообработке экстремально грубой сырьевой смеси в цементной печи

Исследована реакционная способность экстремально грубой сырьевой смеси в подготовительных зонах печи размерами ∅ 5 × 185 м экстремально грубой сырьевой смеси. В ее состав входит глина с низким содержанием глинистых минералов (30 %) и высоким совместным содержанием кварца и полевых шпатов (65—70 %) при размере их зерен в основном до 500 мкм (иногда больше). Максимальный размер зерен твердой составляющей сырьевого шлама — до 1,6 мм. Проба отобрана на 91-м метре по длине печи при температуре материала 700 °C. В ходе протекающих в печи твердофазовых реакций SiO2 связывается в силикаты в гранулах фракций 0–1 мм на 41,77 %, 1–3 мм — на 9,13 % и более 3 мм — на 8,98 %. Поскольку при 700 °C происходит практически полное усвоение образовавшегося CaO, следует полагать, что для фракций гранул 1—3 мм и более 3 мм доля CaO, который может связывать SiO2 в белит, составляет около 7–9 % общего его содержания в смеси. Это соответствует степени кальцинирования карбоната кальция при 700 °C. Существенно более высокая степень декарбонизации фракции гранул 0–1 мм по сравнению с фракциями 1—3 мм и более 3 мм позволяет полагать, что фракция 0–1 мм состоит преимущественно из материала, выносимого печными газами из зоны кальцинирования. Сопоставление количества связанного SiO2 с результатами количественного рентгено-фазового анализа сырьевой смеси по фракциям позволяет установить, что к твердофазовым реакциям в области 700—1000 °C способны зерна кварца и полевых шпатов менее 40 мкм. Кроме того, эти данные позволяют оценить количество SiO2, остающегося в зоне декарбонизации (при 900–1000 °C) химически свободным.Количественным рентгенофазовым анализом и термодинамическими исследованиями подтверждаются представления Яндера и Хофманна о том, что в ходе твердофазовых реакций в системе CaO—SiO2 при соотношениях CaO/SiO2 меньше 2, например, равных 1 : 1 и 3 : 2 (учитываются только те части CaO и SiO2, которые могут вступать в такие реакции), вначале образуется C2S, в дальнейшем с усвоением SiO2 пре вращающийся в CS или C3S2.

Автор: П. Лёрке

Рубрика: Наука и производство

Ключевые слова: экстремально грубая сырьевая смесь, фракция, твердофазовые реакции, количественный рентгенофазовый анализ, свободная энергия