Применение добавки гипсового камня в качестве минерализатора в сырьевую смесь

Гипсовый камень систематически применялся на некоторых отечественных заводах в качестве минерализатора уже в 1960- е годы. Проведенные тогда научные исследования и промышленные испытания показали, что по минерализую­щей эффективности он практически не усту­пает плавиковому шпату [1]. Сульфат кальция способствует термическому распаду СаСО₃ и стимулирует фазообразование на твердофазной стадии спекания [1—3], снижает температуру появления расплава (по данным [3], более чем на 150 °C), а также снижает его вязкость и поверхностное натяжение, что должно способствовать формированию фазы алита [2]. Введение гипса (0,6—0,8 % по SO₃) [1] или фосфогипса (до 1 % по SO₃) [4] в сырьевую смесь повышает стойкость футеровки и производительность цементных печей, снижает расход топлива, повышает качество клинкера (увеличивая в нем содержание C₃S и сокращая долю свободного СаО) и, соответственно, качество цемента.

В составе более сложных или многокомпонентных систем, например фосфогипса [4], или в сочетании с другими добавками, например CaF₂ [5] или MgCO₃ [6], эффект сульфата кальция как минерализатора усиливается. Фосфогипс в качестве минерализатора представляет особенный практический интерес: по нему на ряде предприятий в свое время был также накоплен значительный опыт применения [7].

При использовании гипса в качестве минерализатора необходимо учитывать следующее: 1) минерализующая способность CaSO₄ (и фосфогипса) чув­ствительна к составу сырьевой смеси [4, 8]; 2) важно не допускать переизбытка SO₃ в сырьевой смеси, поскольку в насыщенном серой расплаве синтез алита затруднен, и к тому же повышается риск образования колец в печи [2]. Оптимальный результат отмечается на сырьевых смесях, содержащих 2,3—2,5 % гипса (в пересчете на CaSO₄), в которых соотношение A/F находится в пределах 1,2—1,5, при умеренных или низких значениях коэффициента насыщения [4, 8].

ЛИТЕРАТУРА

1. Волконский Б.В., Коновалов П.Ф., Макашев С.Д. Минерализаторы в цементной промышленности. М.: Изд-во лит. по строит-ву, 1964. 199 с.

2. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1980. 472 с.

3. Shah H.U., Din Z., Quereshi N.A., Bashir A. Effect of fluxes and mineralizers in clinkerization of high sulphur cement raw mix // Proc. 12th ICCC. Montreal, Canada, 2007, T3.05—1. 10 p.

4. Mehta P.K., Brady J.R. Utilization of phosphogypsum in Portland cement industry // Cem. Concr. Res. 1977. Vol. 7. P. 537—544.

5. Reno M.L.G., Silva R.J., Melo M.L.N.M., Boas S.B.V. An overview of industrial wastes as fuel and mineralizer in the cement industry // Latin American Appl. Res. 2016. Vol. 46, N 2. P. 43—50.

6. Патент № 775072 СССР, МПК C04B7/42. Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера: № 2736477/29-33: заявлен 13.03.1979: опубликован 30.10.1980.707898A1 / Тимашев В.В., Гончаров В.П. и др.

7. Иваницкий В.В., Классен П.В., Новиков А.А. и др. Фосфогипс и его использование. М.: Химия, 1990. 224 с.

8. Ghosh S.N. Advances in cement technology. New Delhi: Tech Books International, 2002. 828 p.