PL245590B1 - Zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego i jego zastosowanie - Google Patents
Zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego i jego zastosowanie Download PDFInfo
- Publication number
- PL245590B1 PL245590B1 PL439921A PL43992121A PL245590B1 PL 245590 B1 PL245590 B1 PL 245590B1 PL 439921 A PL439921 A PL 439921A PL 43992121 A PL43992121 A PL 43992121A PL 245590 B1 PL245590 B1 PL 245590B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- cao
- clinker
- production
- raw material
- Prior art date
Links
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 29
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 29
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 29
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 20
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 16
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 10
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 45
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 19
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 12
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 12
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 11
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 10
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 10
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 10
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 10
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 6
- HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N dialuminum tricalcium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Al+3].[Ca++].[Ca++].[Ca++] HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- 241001504564 Boops boops Species 0.000 description 3
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 3
- -1 calcium aluminates Chemical class 0.000 description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 3
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical class [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100033772 Complement C4-A Human genes 0.000 description 1
- 101000710884 Homo sapiens Complement C4-A Proteins 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYGQDULZZKKFTG-UHFFFAOYSA-N OS([AlH2])(=O)=O Chemical compound OS([AlH2])(=O)=O JYGQDULZZKKFTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052656 albite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052900 illite Inorganic materials 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L nonaaluminum;magnesium;tripotassium;1,3-dioxido-2,4,5-trioxa-1,3-disilabicyclo[1.1.1]pentane;iron(2+);oxygen(2-);fluoride;hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[F-].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2 VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/02—Portland cement
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego, który zawiera 75 - 80% wag. naturalnego wapienia, 7 - 17% wag. skały osadowej, 0,4 - 0,8% wag. zendry oraz 4 - 15% wag. popiołu wapiennego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków wynoszą 12 – 15% wag. SiO<sub>2</sub>, 3 - 4,5% wag. Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, 1,6 - 2,2% wag. Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, 42 - 44% wag. CaO, charakteryzuje się tym, że naturalny wapień stanowi kreda jeziorna. Przedmiotem zgłoszenia jest również zastosowanie zestawu według zgłoszenia do produkcji cementu portlandzkiego.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego i jego zastosowanie do produkcji cementu portlandzkiego.
Cement to materiał wiążący otrzymywany z surowców mineralnych poprzez wypalanie a następie zmielenie otrzymanego klinkieru. Produkcja cementu stwarza szerokie możliwości wykorzystania odpadów jako zamienników nieodnawialnych, mineralnych surowców kopalnianych. Działalność taka jest zgodna z jedną z podstawowych zasad zrównoważonego rozwoju, która zakłada racjonalne gospodarowanie nieodnawialnymi zasobami i zastępowanie ich substytutami.
W stanie techniki znane są różne klinkiery do produkcji spoiw hydraulicznych. Patent europejski EP1781579 ujawnia klinkier sulfoglinowy o wysokiej zawartości belitu, sposób jego wytwarzania i jego zastosowanie do przygotowania spoiw hydraulicznych. Klinkier ten zawiera belit-sulfoglinowy mający następujący skład mineralogiczny: 5 do 25%, korzystnie 10 do 20%, fazy glinożelazianu wapniowego o składzie odpowiadającym wzorowi ogólnemu C2AXF(1-X), z X zawartym między 0,2 i 0,8,15 do 30%, korzystnie 20 do 30% fazy sulfoglinianu wapnia „yeelimite” (C4A3$), 40 do 75%, korzystnie 45 do 65% belitu (C2S), od 0,01 do 10% jednej z licznych faz mineralnych wybranych spośród siarczanów wapnia, siarczanów metali alkalicznych, perowskitu, glinianów wapnia, gelenitu, wolnego wapna i peryklazu, i/lub fazy szklistej takiej jak żużel wielkopiecowy lub szkło hydrauliczne.
Klinkier portlandzki jest materiałem hydraulicznym, stanowiącym półprodukt w procesie wytwarzania cementu. Jak wiadomo z praktyki przemysłowej i wielu podręczników np. W. Brylicki i in., pt. Technologia budowlanych materiałów wiążących. Cement, WSiP, Warszawa 1983, M. Gawlicki i in., pt. Materiały budowlane. Podstawy technologii i metody badań. Red. J. Małolepszy, Wydawnictwo AGH, Kraków 2008, W. Kurdowski, pt. Chemia cementu i betonu, Wydawnictwo Polski Cement, Kraków 2010, PWN Warszawa 2010, do produkcji klinkieru portlandzkiego wykorzystuje się surowce zapewniające uzyskanie namiaru surowcowego o odpowiednich relacjach pomiędzy zawartościami CaO, S1O2, AI2O3, i Fe2O3.
W stanie techniki znane są również zestawy surowcowe do wytwarzania klinkieru portlandzkiego. Patent polski PL233349 ujawnia zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego zawierający naturalne wapienie, margle, surowce ilaste oraz surowce odpadowe pochodzenia przemysłowego, w tym popioły lotne i żużle paleniskowe ze spalania węgla kamiennego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków w % wagowych wynoszą: 41-50 CaO, 12-16 S1O2, 2-5 AI2O3 i 1-3 Fe2Os, charakteryzujący się tym, że zawiera 1-100% wagowych wapna pokarbidowego powstałego w wyniku produkcji acetylenu z karbidu, zestawionego z mieszanką popiołowo-żużlową w stosunku wagowym od 2:1 do 4:1, przy czym wapno pokarbidowe składa się w % wagowych z: 60-75 CaO, 1-5 S1O2, 0,5-3 AI2O3, 0-1 Fe2Os, 0-1 SO3, 0-1 MgO, 0-0,1 Na2O, 0-0,1 K2O, 0-0,2 T1O2, 0-0,2 P2O5, a straty prażenia stanowią 20-34% wagowych, przy czym średnia wielkość ziaren wapna pokarbidowego wynosi od 20 do 60 μητ, natomiast mieszanka popiołowo-żużlowa zawiera w % wagowych: 1-5 CaO, 42-52 S1O2, 16-24 AI2O3, 5-12 FesOa, 0-4 SO3, 0-2 MgO, 0-2 T1O2, a średnia wielkość ziaren mieszanki popiołowo-żużlowej wynosi od 0,1 do 1,5 mm.
Patent polski PL229385 ujawnia z kolei zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego zawierający naturalne wapienie, margle, surowce ilaste oaz surowce odpadowe pochodzenia przemysłowego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków w % wagowych wynoszą 41-48 CaO, 12-16 S1O2 2-5 AI2O3 i 1-3 Fe2Os, charakteryzujący się tym, że surowiec odpadowy stanowi wapno pokarbidowe powstałe w wyniku produkcji acetylenu z karbidu, zawarte w zestawie surowcowym w ilości 1-35 wagowych z: 60-75 CaO, 1-5 S1O2, 0,5-3 AI2O3, 0-1 Fe2Os, 0-1 SO3, 0-1 MgO, 0-0,1 Na2O, 0-0,1 K2O, 0-2 T1O2, 0-0,2 P2O5, a straty prażenia stanowią 20-34% wagowych, natomiast średnia wielkość wapna pokarbidowego zawiera się w przedziale od 20 do 60 μητ
W dalszej części opisu wynalazku będą stosowane następujące skróty, aby określić składniki mineralne cementu, a tym samym rodzaj wytworzonego spoiwa (wszystkie wartości wyrażone w [% wag.]
Moduł nasycenia wapnem wg Kinda, MN, wyrażony wzorem:
CaO — (CaOw + 1,65 A/2Ć?3 + 0,35 Fe2O3 + 0,7 SiO2) Mn= 2,8 (Si02 - SiO2w)
Wartość modułu nasycenia wapnem wg Kinda powinna być zawarta w granicach (0,8 4- 0,98).
PL 245590 Β1
Moduł hydrauliczny, wyrażony wzorem:
CaO Mh =—-----------S1O2 + 4/2^3 Fe?2^3
Wartość modułu hydraulicznego powinna być zawarta w granicach (2,1 4- 3,5).
Moduł glinowy, MG, wyrażony wzorem:
Wartość modułu glinowego powinna być zawarta w granicach (1,0 3- 3,0).
Moduł krzemianowy MK, wyrażony wzorem:
5ίί?2 j4Z2O3 + Fe2O3
Wartość modułu krzemianowego powinna być zawarta w granicach (1,7 3- 3,5).
Moduł nasycenia wapnem LSF, Limę Saturation Factor - określający skład chemiczny zestawu surowcowego zapewniający możliwie wysokie (optymalne) związane CaO w wypalanym klinkierze wyrażony wzorem:
CaO lsf =_________________________
2,8StO2 + 1,18Λ/2Ο3 + 0,65Fe2O3
Wartość modułu nasycenia wapnem, zwykle wyrażana w procentach powinna być zawarta w granicach (95 3-100)%.
Przeliczenia składu chemicznego na skład mineralogiczny można dokonać z wykorzystaniem wzorów Bogue'a - które mówią o tym, że wzory chemiczne tlenków i minerałów są tożsame z ich zawartością:
C3S = 4,07 C - 7,6 S - 1,43 F - 6,72 A
C2S = 8,6 S + 1,07 F + 5 A - 3 C
C3A = 2,65 A - 1,69 F
C4AF = 3,04 F
Gdzie:
F ~ Fe2O3; A — Al2O3; S = SiO2 — SiO2 nierozpuszczalne
C = CaO — CaOwoine — 0,7 SO3
Skład mineralny wg metody Bogue’a:
C3S —alit (krzemian trójwapniowy),
C2S — belit (krzemian dwuwapniowy),
C3A —celit (glinian trójwapniowy)
C4AF —brownmilleryt (glinian dwuwapniowy)
Wykorzystanie, w wielkotonażowym procesie, pozyskiwania nadkładowych kopalin towarzyszących wydobyciu węgla brunatnego, w tym kredy jeziornej (której właściwości odpowiadają surowcom o wysokiej zawartości węglanu wapnia), to możliwość zagospodarowania wielu milionów ton ubocznych produktów wydobycia tj.: kredy jeziornej, pisaków, materiałów ilastych, które do tej pory w większości mieszane były z masami ziemno-skalnymi jako nadkład i pozbawiane cech użytkowych surowca. Powiązanie pozyskania i przetworzenia kopalin towarzyszących wydobyciu węgla oznacza odejście od gospodarki liniowej (pochłaniającej ogromną masę surowców nieodnawialnych i produkującą znaczne ilości odpadów) i jest wyjściem naprzeciw szeroko postulowanym zasadom Gospodarki Obiegu Zamkniętego.
Dlatego celem wynalazku było opracowanie zestawów surowcowych do wytwarzania klinkieru portlandzkiego, które pozwalałyby zagospodarować złoża kredy jeziornej - kopaliny nadkładowej towarzyszącej wydobyciu węgla brunatnego, a także uzyskać klinkier i cement portlandzki o pożądanych właściwościach.
Zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego według wynalazku zawiera 75-80% wag. naturalnego wapienia, 7-17% wag. skały osadowej, 0,4-0,8% wag. zendry oraz 4-15% wag. popiołu wapiennego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków wynoszą 12-15% wag. SiO2, 3-4,5% wag. AI2O3, 1,6-2,2% wag. Fe2O3, 42-44% wag. CaO, charakteryzuje się tym, że naturalny wapień stanowi kreda jeziorna.
Korzystnie skała osadowa jest wybrana z grupy obejmującej piasek i ił.
Korzystnie zestaw według wynalazku zawiera 78,47% wag. kredy jeziornej, 10,06% wag. piasku, 0,49% wag. zendry oraz 10,98% wag. popiołu wapiennego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków wynoszą 14,07% wag. SiO2, 3,29% wag. AI2O3, 1,73% wag. Fe2O3, 43,45 % wag. CaO.
Alternatywnie korzystnie zestaw według wynalazku zawiera 77,15% wag. kredy jeziornej, 8,43% wag. piasku, 0,54% wag. zendry oraz 13,88% wag. popiołu wapiennego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków wynoszą 13,39% wag. SO2, 4,06% wag. AI2O3, 2,03% wag. Fe2O3, 43,39% wag. CaO.
Alternatywnie korzystnie zestaw według wynalazku zawiera 78,60% wag. kredy jeziornej, 15,57% wag. iłu, 0,70% wag. zendry oraz 5,14% wag. popiołu wapiennego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków wynoszą 13,12% wag. SO2, 3,97% wag. AI2O3, 1,99% wag. Fe2O3, 42,51% wag. CaO.
Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie zestawu według wynalazku do produkcji cementu portlandzkiego.
Klinkier portlandzki to wytworzony półprodukt, do którego dodawany jest regulator czasu wiązania, a następnie mielony celem uzyskania cementu portlandzkiego.
W zależności od założonych wymagań cement portlandzki odpowiadać powinien wartościom normowym opisanym w PN-EN 197-1:2012 „Cement - Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku”.
Jako główną zaletę wynalazku należy wskazać to, że cement portlandzki wytworzony z zastosowaniem zestawów surowcowych według wynalazku charakteryzuje się cechami typowego CEM I o szybko wzrastającej wytrzymałości wczesnej, wysokim cieple hydratacji i krótkim czasie wiązania. Minimalna wytrzymałość normowa otrzymanych zapraw na ściskanie, po 28 dniach twardnienia, wynosi 42,5 MPa. Otrzymany cement portlandzki spełnia zakładany efekt, otrzymany w całości z materiałów nadkładowych oraz odpadowych, zgodnie z modelem gospodarki cyrkularnej, spełniający wymogi normowe i odpowiadający klasie cementu CEM I 42,5R.
Opis rysunków
Fig. 1 przedstawia dyfraktometry składu chemicznego surowców klinkierowych. Fig. 1A przedstawia dyfraktogram kredy jeziornej. Głównymi fazami zidentyfikowanymi w próbce są kalcyt i kwarc. Fig. 1B przedstawia dyfraktogram piasku. Główną fazą zidentyfikowaną w próbce jest kwarc. Pozostałe fazy zidentyfikowano w małych ilościach (bardzo małe intensywności refleksów linii). Fig. 1C przedstawia dyfraktogram iłu. Głównymi fazami zidentyfikowanymi w próbce są minerały kwarc, kaolinit i illit. W małych ilościach zidentyfikowano kalcyt. Fig. 1D przedstawia dyfraktogram zendry. Głównymi fazami zidentyfikowanymi w próbce są magnetyt, wustyt i hematyt. Fig. 1E przedstawia dyfraktogram popiołu wapiennego. Głównymi fazami identyfikowanymi w badanej próbce są kwarc, gelenit, anhydryt, albit i hematyt. Pozostałe fazy zidentyfikowano w małych ilościach (bardzo małe intensywności refleksów linii). Fig. 1F przedstawia dyfraktogram gipsu. Główną fazą identyfikowaną w badanej próbce jest gips. Kalcyt i kwarc występują w bardzo małych ilościach (bardzo małe intensywności refleksów linii).
Fig. 2 przedstawia przykładowe dyfraktogramy dla każdego wypalonego zestawu I-III uzyskane podczas procesu wypału. Fig. 2A przedstawia dyfraktogram Zestawu I. Głównymi fazami identyfikowanymi w badanej próbce są alit (Calcium silicate-czerwony), belit (dicalcium silicate-niebieski), glinian trójwapniowy (tricalcium aluminate-zielony) i brownmilleryt (brownmillerite-szary). W mniejszej ilości (bardzo małe intensywności refleksów linii) występuje wolne wapno CaOw, którego ilość oznaczona metodą glikolową wynosi 1,5%. Fig. 2B przedstawia dyfraktogram Zestawu II. Głównymi fazami zidentyfikowanymi w badanej próbce są alit, belit, glinian trójwapniowy i brownmilleryt. W mniejszej ilości występuje wolne wapno CaOw, którego ilość oznaczona metodą glikolową wynosi 1,4%. Fig. 2C przedstawia dyfraktogram Zestawu III. Głównymi fazami zidentyfikowanymi w badanej próbce są alit, belit, glinian
PL 245590 Β1 trójwapniowy i brownmilleryt. W mniejszej ilości występuje wolne wapno CaOw, którego ilość oznaczona metodą glikolową wynosi 1,7%.
Fig. 3 przedstawia dyfraktogramy z pomiarów składu fazowego podczas wypalania zestawów surowcowych dla każdego wypalonego zestawu I-III. Fig. 3A przedstawia dyfraktogram Zestawu I. Głównymi fazami identyfikowanymi w badanej próbce są alit, belit, glinian trójwapniowy i brownmilleryt. W mniejszej ilości (bardzo małe intensywności refleksów linii) występuje wolne wapno CaOw (1,6%). Fig. 3B przedstawia dyfraktogram Zestawu II. Głównymi fazami identyfikowanymi w badanej próbce są alit, belit, glinian trójwapniowy i brownmilleryt. W mniejszej ilości (bardzo małe intensywności refleksów linii) występuje wolne wapno CaOw (1,3%). Fig. 3C przedstawia dyfraktogram Zestawu III. Głównymi fazami identyfikowanymi w badanej próbce są alit, belit, glinian trójwapniowy i brownmilleryt. W mniejszej ilości (bardzo małe intensywności refleksów linii) występuje wolne wapno CaOw, którego ilość oznaczona metodą glikolową wynosi 1,8%.
Przykłady wykonania
Przykład 1 - Skład chemiczny i fazowy surowców
Wyniki badań składu chemicznego surowców zamieszczono w tabeli 1. Badania składu chemicznego surowców wykonano metodą fluorescencyjnej spektrometrii rentgenowskiej z dyspersją długości fali (XRF). Wyniki badań składu fazowego surowców wykonane metodą dyfraktometrii rentgenowskiej XRD przedstawiono na Figurach 1A-1F. Wszystkie surowce przed analizami XRF i XRD zostały wysuszone do stałej masy, rozdrobnione i zhomogenizowane. Flomogenizacja i mielenie surowców zostało przeprowadzone do pozostałości maksymalnie 5% na sicie 0,090 mm.
Tabela 1. Skład chemiczny surowców
| Składnik | Opis surowca | |||||
| Kreda jeziorna | Piasek | Ił | Zendra | Popiół wapienny | Gips | |
| % masy | ||||||
| Straty prażenia | 45,15 | 0,50 | 7,71 | + 4,31 | 4,79 | 21,43 |
| SiOj | 1,48 | 94,72 | 66,62 | 0,42 | 30,71 | 1,13 |
| AliOa | 0,08 | 1,98 | 16,02 | 0,07 | 27,58 | 0,15 |
| Fe;Oj | 0,16 | 1,30 | 4,56 | 98,01 | 9,11 | 0,17 |
| CaO | 52,29 | 0,19 | 1,85 | 0,25 | 21,82 | 33,61 |
| MgO | 0,14 | 0,06 | 1,33 | 0,04 | 1,07 | 0,04 |
| so3 | 0,57 | 0,00 | 0,06 | 0,02 | 3,44 | 43,42 |
| K2O | 0,02 | 0,88 | 0,80 | 0,00 | 0,16 | 0,01 |
| NazO | 0,00 | 0,27 | 0,03 | 0,04 | 0,06 | 0,00 |
| P2O5 | 0,05 | 0,03 | 0,04 | 0,02 | 0,43 | 0,04 |
| TiOz | 0,01 | 0,05 | 0,90 | 0,01 | 0,70 | 0,00 |
| Mn2O3 | 0,04 | 0,01 | 0,06 | 0,90 | 0,07 | 0,00 |
| SrO | 0,01 | 0,00 | 0,01 | 0,00 | 0,06 | 0,01 |
| ZnO | 0,00 | 0,00 | 0,01 | 0,00 | 0,03 | 0,00 |
Przykład 2 - Opracowanie składów mieszanek surowcowych
Na podstawie składu chemicznego surowców z przykładu 1 opracowano i obliczono składy 3 zestawów surowcowych do wytwarzania klinkieru portlandzkiego, a mianowicie:
Zestaw I składający się z kredy jeziornej, piasku, zendry oraz popiołu wapiennego o procentowej zawartości komponentów, odpowiednio, 78,47% wag., 10,06% wag., 0,49% wag., 10,98% wag.
PL 245590 Β1
Zestaw II składający się z kredy jeziornej, piasku, zendry oraz popiołu wapiennego o procentowej zawartości komponentów, odpowiednio, 77,15% wag., 8,43% wag., 0,54% wag., 13,88% wag.
Zestaw III składający się z kredy jeziornej, iłu, zendry oraz popiołu wapiennego o procentowej zawartości komponentów, odpowiednio, 78,60% wag., 15,57% wag., 0,70% wag., 5,14% wag.
Dla Zestawów I do III obliczono stałe parametry dla klinkieru portlandzkiego (MN, MK, MG), tj. typowe parametry dla klinkierów przemysłowych. Wyniki obliczeń składu zestawów surowcowych przedstawiono w tabelach 2-4. W tabelach tych przedstawiono udziały surowców dla poszczególnych zestawów surowcowych oraz teoretyczne składy chemiczne i fazowe klinkierów portlandzkich. W składzie fazowym klinkierów założono udział 1,5% wolnego wapna CaOw, który dla przemysłowych klinkierów portlandzkich waha się najczęściej w przedziale 1-2, osiągając czasami nawet 3%.
Tabela 2. Zestaw I. Klinkier o zawartości C3A wynoszącej 9%
| Założenia i obliczenia | ||||
| MN | 0,95 | |||
| MK | 2,80 | |||
| MG | 1,90 | |||
| Skład chemiczny surowca, % masy = | ||||
| Surowiec: | Kreda jeziorna | Piasek | Zendra | Popiół wapienny |
| Strata prażenia | 45,15 | 0,50 | 4,79 | |
| SiO2 | 1,48 | 94,72 | 0,42 | 30,71 |
| aizo3 | 0,08 | 1,98 | 0,07 | 27,58 |
| Fe2O3 | 0,16 | 1,30 | 98,01 | 9,11 |
| CaO | 52,29 | 0,19 | 0,25 | 21,82 |
| MgO | 0,14 | 0,06 | 0,04 | 1,07 |
| so3 | 0,57 | 0,02 | 3,44 | |
| Na,0 | 0,27 | 0,04 | 0,06 | |
| K2O | 0,02 | 0,88 | 0,16 | |
| Reszta | 0,11 | 0,10 | 1,15 | 1,26 |
| Obliczone proporcje | ||||
| Kreda jeziorna | 78,47 | |||
| Piasek | 10,06 | % masy | ||
| Zendra | 0,49 | |||
| Popiół wapienny | 10,98 | |||
| 100¾ mieszaniny | Klinkier praktyczny | |||
| Strata prażenia | 36,01 | - | ||
| SiO2 | 14,07 | 21,98 | ||
| AIA | 3,29 | 5,14 | ||
| Fe2O3 | 1,73 | 2,71 | ||
| CaO | 43,45 | 67,90 | ||
| MgO | 0,23 | 0,37 | ||
| SOj | 0,83 | 1,29 | ||
| Na2O | 0,03 | 0,05 | ||
| K2O | 0,12 | 0,19 | ||
| Reszta | 0,24 | 0,38 | ||
| CaO„ | 1,50 | |||
| j MODUŁY CHARAKTERYZUJĄCE KLINKIER | ||||
| MN | MK | MG | LSF | |
| 0,91 | 2,80 | 1,90 | 98 | |
| POTENCJALNY SKŁAD FAZOWY KLINKIERU WG BOGUE'A | ||||
| %CjS | %C2S | %CjA | %c4af | %CŚ |
| 61,1 | 16,9 | 9,0 | 8,2 | 2,2 |
PL 245590 Β1
Tabela 3. Zestaw II. Klinkier o zawartości CsA wynoszącej 11%. Receptura dla maksymalnej ilości popiołu wapiennego w zestawie surowcowym (dla piasku w zestawie).
| Założenia i obliczenia | ||||
| MN | 0,96 | |||
| MK | 2,20 | |||
| MG | 2,00 | |||
| Skład chemiczny surowca, % masy | ||||
| Surowiec: | Kreda jeziorna | Piasek | Zendra | Popiół wapienny |
| Strata prażenia | 45,15 | 0,50 | 4,79 | |
| SiO2 | 1,48 | 94,72 | 0,42 | 30,71 |
| AI3O3 | 0,08 | 1,98 | 0,07 | 27,58 |
| Pe2O3 | 0,16 | 1,30 | 98,01 | 9,11 |
| CaO | 52,29 | 0,19 | 0,25 | 21,82 |
| MgO | 0,14 | 0,06 | 0,04 | 1,07 |
| SO, | 0,57 | 0,02 | 3,44 | |
| Na2O | 0,27 | 0,04 | 0,06 | |
| K2O | 0,02 | 0,88 | 0,16 | |
| Reszta | 0,11 | 0,10 | 1,15 | 1.26 |
| Obliczone proporcje | ||||
| Kreda jeziorna | 77,15 | |||
| Piasek | 8,43 | % masy | ||
| Zendra | 0,54 | |||
| Popiół wapienny | 13,88 | |||
| 100% mieszaniny | Klinkier praktyczny | |||
| Strata prażenia | 35,54 | |||
| SiO2 | 13,39 | 20,77 | ||
| AI2Oj | 4,06 | 6,29 | ||
| Pe2O3 | 2,03 | 3,15 | ||
| CaO | 43,39 | 67,31 | ||
| MgO | 0,26 | 0,41 | ||
| so3 | 0,92 | 1,42 | ||
| Na2O | 0,03 | 0,05 | ||
| K2O | 0,11 | 0,17 | ||
| Reszta | 0,27 | 0,43 | ||
| 1,50 | ||||
| MODUŁY CHARAKTERYZUJĄCE KLINKIER | ||||
| MN | MK | MG | LSF | |
| 0,92 | 2,20 | 2,00 | 100 | |
| POTENCJALNY SKŁAD FAZOWY KLINKIERU WG BOGUFA | ||||
| %C3S | %C2S | %C3A | %C,AF | %CŚ |
| 59,2 | 14,9 | 11,3 | 9,6 | 2,4 |
PL 245590 Β1
Tabela 4. Zestaw III. Klinkier o zawartości CsA wynoszącej 11%. Receptura dla maksymalnej ilości popiołu wapiennego w zestawie surowcowym (dla iłu w zestawie).
| Założenia | Obliężeriia.................. | |||
| MN | 0,96 | |||
| MK | 2,20 | |||
| MG | 2,00 | |||
| SKtad cnemiczny surowca, {<> masy | ||||
| Surowiec: | Kreda jeziorna | ił | Zendra | Popiół wapienny |
| Strata prażenia | 45,15 | 7,71 | 4,79 | |
| SiO2 | 1,48 | 66,62 | 0,42 | 30,71 |
| ΑΙΛ | 0,08 | 16,02 | 0,07 | 27,58 |
| Fe203 | 0,16 | 4,56 | 98,01 | 9,11 |
| CaO | 52,29 | 1,85 | 0,25 | 21,82 |
| MgO | 0,14 | 1,33 | 0,04 | 1,07 |
| SOj | 0,57 | 0,06 | 0,02 | 3,44 |
| Na,0 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | |
| K2O | 0,02 | 0,80 | 0,15 | |
| Reszta | 0,11 | 1,02 | 1,15 | 1,26 |
| Obliczone proporcje | ||||
| Kreda jeziorna | 78,60 | % masy | ||
| ił | 15,57 | |||
| Zendra | 0,70 | |||
| Popiół wapienny | 5,14 | |||
| 100% mieszaniny | Klinkier praktyczny | |||
| Strata prażenia | 36,93 | |||
| SiOj | 13,12 | 20,80 | ||
| ai2o3 | 3,97 | 6,30 | ||
| Fe2O3 | 1,99 | 3,15 | ||
| CaO | 42,51 | 67,40 | ||
| MgO | 0,37 | 0,59 | ||
| SOj | 0,63 | 1,01 | ||
| Na2O | 0,01 | 0,01 | ||
| K2O | 0,15 | 0,24 | ||
| Reszta | 0,32 | 0,50 | ||
| CaO„ | 1,50 | |||
| MODUŁY CHARAKTERYZUJĄCE KLINKIER | ||||
| MN | MK | MG | LSF | |
| 0,92 | 2,20 | 2,00 | 100 | |
| POTENCJALNY SKŁAD FAZOWY KLINKIERU WG BOGU E'A ’ | ||||
| %c,s | %C2S | %C,A | %C,AF | %CŚ |
| 60,5 | 14,0 | 11,4 | 9,6 | 1,7 |
Przykład 3 - Wykonanie zestawów surowcowych
Każdy zestaw przygotowano poprzez dokładne odważenie składników i homogenizację, zgodnie z obliczonym udziałem.
PL 245590 Β1
Celem przygotowania zestawów do wypału, poszczególne surowce zgranulowano, wysuszono oraz zhomogenizowano, przygotowując ok. 500 kg próby surowcowej. Homogenizację i mielenie surowców przeprowadzono do pozostałości maksymalnie 5% na sicie 0,090 mm.
Dla Zestawu I składającego się z kredy jeziornej, piasku, zendry oraz popiołu wapiennego o procentowej zawartości komponentów, odpowiednio, 78,47% wag., 10,06% wag., 0,49% wag., 10,98% wag, odważono ok. 400 kg kredy jeziornej, ok. 50 kg piasku, ok. 2 kg zendry i ok. 50 kg popiołu wapiennego.
Dla Zestawu II składającego się z kredy jeziornej, piasku, zendry oraz popiołu wapiennego o procentowej zawartości komponentów, odpowiednio, 77,15% wag., 8,43% wag., 0,54% wag., 13,88% wag, odważono ok. 400 kg kredy jeziornej, ok. 30 kg piasku, ok. 2 kg zendry i ok. 70 kg popiołu wapiennego.
Dla Zestawu III składającego się z kredy jeziornej, iłu, zendry oraz popiołu wapiennego o procentowej zawartości komponentów, odpowiednio, 78,60% wag., 15,57% wag., 0,70% wag., 5,14% wag, odważono ok. 400 kg kredy jeziornej, ok. 80 kg iłu, ok. 3 kg zendry i ok. 20 kg popiołu wapiennego.
Po homogenizacji zbadano skład chemiczny zestawów celem potwierdzenia poprawności odważenia udziału składników w zestawach, a tym samym w przypadku jakiegokolwiek błędu skorygowania składu zestawu na tym etapie, bez kosztownego jego wypału w piecu. Składy chemiczne zestawów przedstawiono w tabeli 5. Porównując wyniki składu chemicznego zestawów zamieszczonych w tabeli 5 z wynikami zamieszczonymi w tabelach 2-4 stwierdzono, że zestawy zostały poprawnie przygotowane i można je wypalać w piecu obrotowym.
Tabela 5 - Składy chemiczne zestawów surowcowych
| Składnik | Oznaczenie zestawu | ||
| Zestaw I | Zestaw II | Zestaw III | |
| % masy | |||
| Straty prażenia | 35,86 | 35,47 | 36,85 |
| SiO2 | 14,11 | 13,58 | 13,45 |
| AI;O3 | 3,28 | 4,02 | 3,64 |
| Fe2O3 | 1,82 | 2,06 | 1,88 |
| Ca O | 43,02 | 43,10 | 42,55 |
| MgO | 0,51 | 0,55 | 0,45 |
| so3 | 0,72 | 0,73 | 0,55 |
| K2O | 0,12 | 0,12 | 0,14 |
| Na2O | 0,03 | 0,02 | 0,02 |
| PzO5 | 0,11 | 0,11 | 0,07 |
| TiO2 | 0,07 | 0,09 | 0,10 |
| Mn2O3 | 0,05 | 0,05 | 0,05 |
| SrO | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| ZnO | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
Przykład 4 - Wypalenie zestawów surowcowych
Zestawy zgranulowano na granulometrze talerzowym z niewielkim udziałem wody, jako tzw. medium spajającym. Po granulacji zestawy wysuszono w suszarce w temperaturze 120°C. Przygotowano po 500-550 kg zgranulowanych zestawów surowcowych do wypału/produkcji klinkierów portlandzkich.
Zgranulowane zestawy wypalano w obrotowym, półprzemysłowym piecu obrotowym o następujących parametrach:
• Typ pieca: piec obrotowy, bez zewnętrznego wymiennika ciepła z chłodnikiem obrotowym.
• Wymiary pieca: 1,25 x 16 m, • Wydajność: 400-600 kg/h materiału (dozowano 400 kg na godzinę), • Obroty pieca: 1,5 obr/min,
PL 245590 Β1 • Czas przebywania materiału w piecu 140 min, • Czas przebywania materiału w strefie spiekania 40 min, • Paliwo: olej opałowy, • Temperatura wypału: 1450-1480°C w strefie spiekania, tj. ok. 2 m od wylotu klinkieru z pieca.
Kontrolę procesu wypału prowadzono na podstawie analizy wyników badań składu fazowego próbek pobieranych podczas wypału danego zestawu oraz oznaczenia w nich zawartości wolnego wapna metodą glikolową. Z uwagi na zawartość głównego składnika (kredy) zestawy wypalano w następującej kolejności: Zestaw I, Zestaw II, Zestaw III.
Przykładowe dyfraktogramy dla każdego wypalonego zestawu, uzyskane podczas procesu wypału, przedstawiono na Fig. 2A-2C.
Wyniki analiz dyfraktogramów z pomiarów składu fazowego podczas wypałów zestawów surowcowych oraz wyniki badań zawartości wolnego wapna potwierdzają i świadczą o prawidłowym przebiegu syntezy klinkierów w piecu obrotowym w Oddziale Szkła i Materiałów Budowlanych w Krakowie (Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów budowalnych.
Z wypalanych po 500-550 kg zestawów surowcowych uzyskano po ok. 200 kg „czystego” klinkieru. Takie ilości klinkierów wynikają z tego, że przy przerwie 30 minutowej w dozowaniu do pieca następnego zestawu (np. zestawu II po zestawie I) część tego pierwszego zestawu pozostawała w piecu i mieszała się z zestawem następnym. W związku z tym ten zmieszany klinkier odrzucano, a następnie odseparowywano/pobierano dobry klinkier. Uzyskane klinkiery po ok. 200 kg zostały dokładnie uśrednione przed następnymi badaniami. Wyniki analiz chemicznych klinkierów przedstawiono w tabeli 6. Dyfraktogramy klinkierów zamieszczono na figurach 3A-3C.
Tabela 6. Składy chemiczne klinkierów portlandzkich po wypaleniu w piecu obrotowym
| Składnik | Oznaczenie klinkieru | ||
| Zestaw 1 | Zestaw II | Zestaw III | |
| % masy | |||
| Straty prażenia | 0,08 | 0,07 | 0,09 |
| SiO2 | 22,29 | 21,25 | 21,80 |
| AI2O3 | 6,01 | 6,64 | 5,90 |
| Fe2O3 | 3,01 | 3,26 | 3,05 |
| Ca O | 67,10 | 67,41 | 67,94 |
| MgO | 0,91 | 0,72 | 0,73 |
| SO3 | 0,18 | 0,20 | 0,07 |
| K2O | 0,03 | 0,03 | 0,02 |
| Na2O | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
| P2O5 | 0,16 | 0,16 | 0,12 |
| TiO2 | 0,15 | 0,17 | 0,20 |
| Mn2O3 | 0,08 | 0,08 | 0,07 |
| SrO | 0,03 | 0,03 | 0,03 |
| ZnO | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
Porównując wyniki składu chemicznego zestawów zamieszczonych w tabeli 6 z wynikami zamieszczonymi w tabelach 2-4 oraz analizując wyniki badań składu fazowego (fig. 3A-3B) należy stwierdzić, że klinkiery zostały poprawnie wypalone w półprzemysłowym piecu OSiMB w Krakowie.
PL 245590 Β1
Przykład 5 - Wykonanie i badania cementów z wypalonych klinkierów
Uzyskane klinkiery ześrutowano (wstępny proces przed mieleniem) i następnie zmielono w młynku kulowym do powierzchni 3800-3900 cm2/g, z dodatkiem 6% gipsu (o charakterystyce/składzie podanym w tabeli 1). Uzyskane w ten sposób cementy portlandzkie CEM I poddano badaniom podstawowych właściwości normowych wg PN-EN 197-1. Wyniki badań podstawowych właściwości normowych cementów podano w tabela 7 i 8.
Tabela 7. Właściwości fizyczne cementów, wykonanych z klinkierów portlandzkich wypalonych w piecu obrotowym.
| Opis próbek | Powierzchnia właściwa [cm7g] | Gęstość [g/cm3] | Wodożądność [%] | Czas wiązania [min] | Rozpływ [cm] | |
| początek | koniec | |||||
| Zestaw I | 3900 | 3,16 | 264 | 150 | 195 | 19,5 |
| Zestaw II | 3900 | 3,15 | 26,0 | 145 | 185 | 19,0 |
| Zestaw III | 3800 | 3,15 | 26,0 | 160 | 200 | 20,5 |
Tabela 8. Właściwości fizyczne (mechaniczne) cementów, wykonanych z klinkierów portlandzkich wypalonych w piecu obrotowym
| Opis próbek | Powierzchnia właściwa [cm2/g] | Wytrzymałość na zginanie po dniach, [MPa] | Wytrzymałość na ściskanie po dniach, [MPa] | ||||
| Zdni | 7dni | Z8dni | Zdni | 7dni | Z8dni | ||
| Zestaw 1 | 3900 | 3,9 | 6,2 | 7,1 | 22,1 | 38,6 | 53,2 |
| Zestaw II | 3900 | 4,1 | 6,3 | 7,2 | 23,3 | 39,3 | 54,6 |
| Zestaw III | 3800 | 4,3 | 6,7 | 7,6 | 27,6 | 41,9 | 56,1 |
Claims (6)
1. Zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego, zawierający 75-80% wag. naturalnego wapienia, 7-17% wag. skały osadowej, 0,4-0,8% wag. zendry oraz 4-15% wag. popiołu wapiennego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków wynoszą 12-15% wag. S1O2, 3-4,5% wag. AI2O3, 1,6-2,2% wag. FezOs, 42-44% wag. CaO, znamienny tym, że naturalny wapień stanowi kreda jeziorna.
2. Zestaw według zastrz. 1, znamienny tym, że skała osadowa jest wybrana z grupy obejmującej piasek i ił.
3. Zestaw według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera 78,47% wag. kredy jeziornej, 10,06% wag. piasku, 0,49% wag. zendry oraz 10,98% wag. popiołu wapiennego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków wynoszą 14,07% wag. S1O2, 3,29% wag. AI2O3,1,73% wag. Fe2C>3, 43,45% wag. CaO.
4. Zestaw według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera 77,15% wag. kredy jeziornej, 8,43% wag. piasku, 0,54% wag. zendry oraz 13,88% wag. popiołu wapiennego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków wynoszą 13,39% wag. S1O2, 4,06% wag. AI2O3, 2,03% wag. Fe2Os, 43,39% wag. CaO.
PL 245590 Β1
5. Zestaw według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera 78,60% wag. kredy jeziornej, 15,57% wag. iłu, 0,70% wag. zendry oraz 5,14% wag. popiołu wapiennego, w którym to zestawie zawartości głównych tlenków wynoszą 13,12% wag. S1O2, 3,97% wag. AI2O3, 1,99% wag. Fe2C>3, 42,51% wag. CaO.
6. Zastosowanie zestawu według któregokolwiek z zastrzeżeń od 1 do 5 do produkcji cementu portlandzkiego.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL439921A PL245590B1 (pl) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | Zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego i jego zastosowanie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL439921A PL245590B1 (pl) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | Zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego i jego zastosowanie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL439921A1 PL439921A1 (pl) | 2023-06-26 |
| PL245590B1 true PL245590B1 (pl) | 2024-09-02 |
Family
ID=86945217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL439921A PL245590B1 (pl) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | Zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego i jego zastosowanie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL245590B1 (pl) |
-
2021
- 2021-12-20 PL PL439921A patent/PL245590B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL439921A1 (pl) | 2023-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8568528B2 (en) | Iron-doped sulfo-belitic clinker | |
| El-Alfi et al. | Preparation of calcium sulfoaluminate-belite cement from marble sludge waste | |
| Qu et al. | Characterisation of pre-industrial hybrid cement and effect of pre-curing temperature | |
| US8177903B2 (en) | Hydraulic binder with a base of sulfoaluminate clinker and portland clinker | |
| US8852339B2 (en) | Industrial process for the production of a clinker with a high content of belite | |
| EP0812811A1 (en) | Hydraulic cement with an accelerated development of high strength | |
| Nuhu et al. | Effects and control of chemical composition of clinker for cement production | |
| DK2970009T3 (en) | New phosphorus-doped sulfoblite clinker and process for its preparation | |
| JP4494743B2 (ja) | セメント組成物の製造方法 | |
| DK2970010T3 (en) | Sulfoaluminium-containing lime with a low belit content | |
| WO2022203932A1 (en) | Production of activated-belite-csa clinkers at extremely low firing temperature | |
| PL245590B1 (pl) | Zestaw surowcowy do wytwarzania klinkieru portlandzkiego i jego zastosowanie | |
| JP7001318B2 (ja) | 建設化学品用低ビーライトｃｓａセメント | |
| KR102576649B1 (ko) | 저탄소, 저에너지 시멘트 클링커, 상기 시멘트 클링커의 제조방법 및 상기 시멘트 클링커를 이용한 시멘트의 제조방법. | |
| Ikumapayi et al. | A review of cement production from sustainable raw materials | |
| Abou El Leil et al. | Cement raw materials blending process by using correlations models | |
| Słomka-Słupik | Marls as an Ecological Substitute for Cement with Lower Energy Consumption. Mortars Research | |
| JP7664709B2 (ja) | セメント組成物、およびコンクリート製品の製造方法 | |
| Dvorkin et al. | Composite binder obtained by using of dust from clinker kilns | |
| Halmagyi et al. | NEW EXPERIMENTAL SULFOALUMINATE CLINKERS FROM NATURAL RAW MATERIAL MIXTURES | |
| Canbek | Production of low-energy cements using various industrial wastes | |
| Qiu et al. | SETTING TIME AND COMPRESSIVE STRENGTH OF AC 4 A 3$ MODIFIED PORTLAND CLINKER PREPARED WITH PHOSPHOROUS SLAG | |
| Chenchen et al. | Hydrating characteristics of modified Portland with Ba-bearing sulfoaluminate minerals | |
| Badanoiu | Moant, a, A.; Dumitrescu, O.; Nicoara, AI; Trus, ca, R. Waste Glass Valorization as Raw Material in the Production of Portland Clinker and Cement. Materials 2022, 15, 7403 | |
| Adaxamjonovich et al. | INVESTIGATION OF FREE CALCIUM OXIDE IN PORTLAND CEMENT CLINKER |