Проектное задание 2
Рассчитать состав цементной двухкомпонентной шихты на основе отходов дробления известняков Жирновского месторождения отсевов глинистых сланцев Замчаловского месторождения (Ростовская область)
Оценка цементного сырья производилась по содержанию компонентов, определяющих качество портландцементного клинкера, из которых основными являются: оксид кальция, вносимая карбонатными составляющими, кремнезем, глинозем и окислы железа, поступающие в шихту главным образом с глинистыми породами.
Содержание указанных компонентов оценивалось не только по абсолютным их количествам, но и по соотношению их, определяемому величинами силикатного и глиноземистого модулей.
Кроме полезных компонентов с составе сырьевых материалов оценивалось наличие вредных для производства цемента окислов, к числу которых относя MgO, SO3, R2O.
Оценка исследуемых пород как сырья для производства цемента производилась в соответствии с:
- ГОСТ 10178-85(2002) Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия;
- ГОСТ 3476-74 (взамен ГОСТ 3476-60) Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов.
Расчет сырьевой смеси.
Удовлетворительное качество пород, применяемых, как сырье при производстве портландцементов может быть подтверждено расчетом сырьевой смеси.
Для некоторых, наиболее характерных проб карбонатного компонента и глинистого компонента, проводились расчеты сырьевой смеси, результаты которых подтвердили ранее сделанные выводы о качественных особенностях разведенного сырья.
Расчет сырьевой смеси заключается в вычислении соотношений между составляющими компонентами для получения клинкера с химической характеристикой, удовлетворяющей следующим требованиям, предъявляемым к сырьевым компонентам:
-значение коэффициента насыщения, рассчитанное по формуле
должно быть в пределах: 0,8-0,95;
- значение силикатного модуля рассчитанное по формуле
должно быть в пределах: 1,7-3,5;
-значение алюминатного модуля, рассчитанное по формуле
должно быть в пределах: 1,0-3,0.
Расчет смеси производится на основе химического анализа составляющих компонентов, сумма которых пересчитывается на 100%. В расчетные формулы для упрощения вводятся следующие обозначения окислов:
CaO – C,
SiO2 – S,
Al2O3 – A,
Fe2O3 – F,
Содержание оксидов в каждом из компонентов обозначается индексом:
1 – для карбонатного компонента,
2 – для глинистого компонента.
Расчеты двухкомпонентных смесей.
Смесь была рассчитана для шихты, состоящей из отсевов известняков Жирновского месторождения «чистых» и отсевов Замчаловских глинистых сланцев «отсевы старые» (вылежанных).
Химический состав исходных компонентов в % и значения силикатного и алюминатного модулей приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1.
Компонент |
Содержание оксидов |
Сумма |
Значения модулей |
|||||||
SiO2, % |
Al2O3, % |
Fe2O3, % |
CaO, % |
MgO, % |
SO3, % |
ППП, % |
n |
p |
||
Отсевы Замчаловских глинистых сланцев (отсевы старые) |
55,87 |
21,53 |
8,62 |
1,88 |
2,88 |
0,20 |
5,93 |
96,91 |
1,85 |
2,50 |
Отсевы известняков Жирновского месторождения «чистые» |
1,76 |
0,86 |
0,52 |
54,10 |
0,25 |
0,12 |
42,48 |
100,09 |
1,28 |
1,65 |
Химический состав исходных компонентов в пересчете на 100% приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2.
Компонент |
Содержание оксидов |
Сумма |
Коэффициент пересчета, k
|
||||||
SiO2, % |
Al2O3, % |
Fe2O3, % |
CaO, % |
MgO, % |
SO3, % |
ППП, % |
|||
Отсевы Замчаловских глинистых сланцев (отсевы старые) |
57,65 |
22,22 |
8,89 |
1,94 |
2,97 |
0,21 |
6,12 |
100,00 |
1,0319 |
Отсевы известняков Жирновского месторождения «чистые» |
1,76 |
0,86 |
0,52 |
54,05 |
0,25 |
0,12 |
42,44 |
100,00 |
0,9991 |
При расчете смеси карбонатная + глинистая порода состав клинкера задается по одной характеристике - по коэффициенту насыщения, из формулы которого выводится расчетная формула смеси:
;
где, X – число весовых частей карбонатной породы, необходимой на 1 весовую часть глинистой породы.
Принимаем среднее значение коэффициента насыщения КН=0,88. Тогда, подставляя в формулу значения содержания оксидов, имеем:
.
Таким образом, получаем, что на 1 весовую часть 2-го компонента приходится 0,2675 весовых частей 1-го компонента или смесь состоит из 21,10% 2-го компонента и 78,90 % 1-го компонента.
Суммарный химический состав сырьевой смеси и клинкера в % приведен в табл. 2.3.
Таблица 2.3.
Компонент |
Содержание оксидов |
Сумма |
||||||
SiO2, % |
Al2O3, % |
Fe2O3, % |
CaO, % |
MgO, % |
SO3, % |
ППП, % |
||
Отсевы Замчаловских глинистых сланцев (отсевы старые) |
12,17 |
4,69 |
1,88 |
0,41 |
0,63 |
0,04 |
1,29 |
21,10 |
Отсевы известняков Жирновского месторождения «чистые» |
1,39 |
0,68 |
0,41 |
42,64 |
0,20 |
0,09 |
33,48 |
78,90 |
Состав сырьевой смеси, 100% |
13,55 |
5,37 |
2,29 |
43,05 |
0,82 |
0,14 |
34,78 |
100,00 |
Состав клинкера,% |
20,78 |
8,23 |
3,51 |
66,01 |
1,26 |
0,21 |
|
100,00 |
Далее проводим проверку, рассчитывая значения КН, и значения силикатного и алюминатного модулей по приведенным выше формулам:
КН=0,88;
n=1,77;
p=2,35.
Полученные значения КН, и значения силикатного и алюминатного модулей находятся в указанных выше пределах и следовательно, расчет можно считать верным.
Примерный минералогический состав портландцементного клинкера приведен в табл. 2.4.
Таблица 2.4.
Содержание основных минералов клинкера, % |
||||||
C2S |
C3S |
C4AF |
C3A |
CaSO4 |
MgO |
Сумма |
50,54 |
21,45 |
10,66 |
15,84 |
0,36 |
1,26 |
100,11 |