сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера

Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера, включающая карбонатный, глинистый, железосодержащий компоненты и минерализатор, отличающаяся тем, что в качестве минерализатора она содержит известково-гипсовый отход ванадиевого производства при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Глинистый компонент - глина	9,5-11,5
Железистый компонент	1,8-2,0
Известково-гипсовый отход ванадиевого
производства	0,8-1,0
Карбонатный компонент - известняк	остальное

2. Сырьевая смесь по п.1, отличающаяся тем, что известково-гипсовый отход ванадиевого производства имеет следующий состав, вес.%:

V2O5	1,5-4,0
МnО	10,0-25,0
СаО	15-25
Оксид Fе	0,3-2,0
MgO	2,0-4,0
TiO 2	0,05-1,2
Аl2 О3	0,2-0,4
SiO2	2,0-5,0
CaSO4	30-60

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству клинкера - полуфабриката цемента.

Известна сырьевая смесь для получения цементного клинкера, включающая карбонатный, глинистый и железосодержащий компоненты и минерализующую добавку - смесь галогенидов щелочных металлов с галогенидами щелочно-земельных или переходных металлов в соотношении 1:(0,5-2,5) при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Глинистый компонент	10-20
Железистый компонент	1-5
Минерализующая добавка	0,5-4,5
Карбонатный компонент -	остальное

(См. патент РФ № 2101247, МПК С04В 7/42, бюл. № 7, 1998 г.).

Клинкер, полученный из такой сырьевой смеси, характеризуется невысокой прочностью.

Известна сырьевая смесь для производства портландцементного клинкера, включающая карбонатный компонент 70-82%, глинистый компонент 15-19%, железосодержащий компонент 2-5%, минерализатор - карбонат магния и сульфат калия 1-10% (а.с. СССР № 529133, МПК С04В 7/42, бюл. № 35, 1976 г.).

Недостатком этой сырьевой смеси является незначительный минерализующий эффект с большим расходом топлива и низкими техноэкономическими показателями.

Наиболее близкой по составу к предлагаемому изобретению является сырьевая смесь для производства портландцементного клинкера, включающая карбонатный компонент 70-82%, глинистый компонент 9,5-11,5%, железосодержащий компонент 1,8-2,0%, минерализатор - осадки нейтрализации сливных вод химического отделения ферросплавного цеха 0,5-0,6% (патент РФ № 2240989, МПК С04В 7/42, бюл. № 33, 2004 г.).

Недостатком этой сырьевой смеси является незначительный минерализующий эффект с большим расходом топлива и низкими техноэкономическими показателями, а также недостаточная размолоспособность клинкера.

Задачей изобретения является расширение сырьевой базы, утилизация отходов производства.

Это достигается тем, что в сырьевую смесь для получения портландцементного клинкера, состоящего из карбонатного, глинистого и железосодержащего компонентов, в качестве минерализаторов вводятся отход сульфатных остатков ванадиевого производства (в дальнейшем - отход).

Его химический состав, вес.%: V ₂O₅ - 1,5-4,0, MnO - 10,0-25,0, СаО - 15-25, оксид Fe - 0,3-2,0, MgO - 2,0-4,0, TiO₂ - 0,05-1,2, Al₂O₃ - 0,2,-0,4, SiO₂ - 2.0-5.0, CaSO₄ - 30-60.

Соотношение компонентов сырьевой смеси для получения портландцементного клинкера, вес.%:

Глинистый компонент	9,5-11,5
Железистый компонент	1,8-2,0
Отход сульфатных остатков ванадиевого
производства	0,8-1,0
Карбонатный компонент -	остальное

Указанные выше отличительные признаки каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи и являются существенными. Использование предлагаемого сочетания существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи, является не очевидной для специалистов в данной области техники и свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется описанием конкретных, но не ограничивающих его примеров реализации, приведенных в нижеследующей таблице.

Приготовление сырьевой смеси (шлама) при мокром способе производства осуществляется по следующим стадиям.

Карбонатный компонент - известняк проходит 2-стадийное дробление и размалывается в шаровых мельницах с добавлением воды и железосодержащего осадка. Полученный шлам откачивается в вертикальные промежуточные бассейны. Глинистый компонент обрабатывается в мельнице самоизмельчения «Гидрофол» и сюда же подается осадок, затем смесь в шаровых мельницах домалывается. Осадок дозируется ковшом экскаватора. Полученный глинистый шлам откачивается в вертикальные бассейны.

После проведения химического анализа всех размолотых компонентов производится расчет и заливка всех компонентов в горизонтальный бассейн емкостью 6000 м ³, где происходит усреднение, пневмомеханическое перемешивание и корректировка шлама до заданных химических параметров. Готовый шлам перекачивается в расходный бассейн емкостью 6000 м³ , откуда поступает на обжиг во вращающуюся печь 5×185 м. Обжиг происходит при температуре 1280°С, т.е. температура обжига снижена на 170°С с применением минерализатора - отхода сульфатных остатков ванадиевого производства.

Состав сырьевой смеси-шлама приведен в таблице
КОМПОНЕНТЫ	Состав, вес.%
1	2	3
Известняк	87,9	86,7	85,5
Глина	9,5	10,5	11,5
Железосодержащие	1,8	1,9	2,0
Отход сульфатных остатков ванадиевого производства	0,8	0,9	1,0

Известково-гипсовую композицию получают при обработке известковым молоком растворов гидрометаллургического производства пентаоксидата ванадия, содержащих серную кислоту, с последующей фильтрацией. Вещественный состав известково-гипсовой композиции ОАО «Ванадий-Тула» согласно ТУ 5744-002-12462473-2004, мас.%:

Аl₂ O₃ - 0,3, SiO₂ - 3,5, CaO - 20,0, оксид Fe - 1,15, MgO - 3,0, MnO - 17,5, ТiO₂ - 0,63, CaSO ₄ - 45,0, V₂O₅ - 2,7, п.п.п. - 6,22. Сумма 100.

Эффективность предложенной сырьевой смеси с добавлением Отхода

сульфатных остатков ванадиевого производства состоит в следующем.

1. Повышается степень декарбонизации сырья и снижается температура обжига,

2. Сокращается расход топлива на 5-9,0%.

3. Увеличивается производительность вращающейся печи на 8,5-9%.

4. За счет качественного обжига улучшается размолоспособность клинкера, что повышает его прочностные показатели в 28-суточном возрасте на 60-65 кг/см².

Испытания нового состава сырьевой смеси-шлама проводились на ОАО «Щуровский цемент» г.Коломна в 2007 г. на вращающейся печи. Установлено отсутсвие негативных воздействий на качественные характеристики клинкера. Отмечена тенденция к улучшению технологических характеристик (снижение температуры обжига, улучшение показателя размолоспособности клинкера и др.)