71. Способы производства портландцемента. Их сходство и различие.

Портландцемент производится одним из следующих способов:

• При изготовлении портландцемента сухим способом сырьевая смесь приготавливается из предварительно высушенных тонкомолотых составляющих, которые обжигаются в порошкообразном состоянии;

• При производстве по мокрому способу смесь проходит тонкое измельчение и гомогенизацию в водной среде, полученная водная суспензия направляется на обжиг;

• Полусухой способ заключается в том, что из сырьевой смеси производятся гранулы, которые затем поступают на обжиг

• Комбинированный способ включает в себя мокрый способ, по которому изготавливается сырьевая мука. В дальнейшем она обезвоживается на фильтрах, и на обжиг поступает полусухой состав. Для производства портландцемента чаще всего используются сухой или мокрый способы.

Выбор сухого или мокрого способа производства зависит от многих причин. Как тот, так и другой способ имеют ряд преимуществ и недостатков. При мокром способе легче получить однородную (гомогенизированную) сырьевую смесь, обуславливающую высокие качества клинкера. Поэтому при значительных колебаниях в химическом составе известнякового и глинистого компонента он целесообразнее. Этот способ используется и тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую влажность, мягкую структуру и легко диспергируются водой. Наличие в глине посторонних примесей, для удаления которых необходимо отмучивание, также предопределяет выбор мокрого способа. Размол сырья в присутствии воды облегчается, и на измельчение расходуется меньше энергии. Недостаток мокрого способа - больший расход топлива. Если используют сырьевые материалы с большой влажностью, то расход тепла, затрачиваемого на сушку и обжиг, при сухом способе будет мало отличаться от расхода тепла на обжиг шлама при мокром способе. Поэтому сухой способ производства целесообразнее при сырье со сравнительно небольшой влажностью и однородным составом. Он же практикуется в случае, если в сырьевую смесь вместо глины вводят гранулированный доменный шлак. Его же применяют при использовании натуральных мергелей и тощих сортов каменного угля ,с малым содержанием летучих, сжигаемых в шахтных печах.

72. Хим пр-сы, происх при обжиге сырьевой смеси в пр-се производства клинкера.

Обжиг – завершающая технологическая операция производства клинкера. В процессе обжига из сырьевой смеси определенного химического состава получают клинкер, состоящий из четырех основных клинкерных минералов. В состав клинкерных минералов входит каждый из исходных компонентов сырьевой смеси.

Например, трехкальциевый силикат ЗСаО Si02, основной клинкерный минерал, образуется из трех молекул СаО – окисла минерала известняка и одной молекулы Si02– окисла минерала глины. Аналогично получаются и другие три клинкерных минерала – двухкальциевый силикат – 2CaO-Si02, трехкальциевый алюминат – ЗСаО-А1203 и четырехкальциевый алюмоферрит – 4СаО А1203 Fe203

Таким образом, для образования клинкера минералы одного сырьевого компонента – известняка и минералы второго компонента – глины должны химически прореагировать между собой. В обычных условиях компоненты сырьевой смеси – известняк, глина и др.–инертны, т.е. они не вступают в реакцию один с другим.

При нагревании они становятся активными и начинают взаимно проявлять реакционную способность. Объясняется это тем, что с повышением температуры энергия движущихся молекул твердых веществ становится столь значительной, что между ними возможен взаимный обмен молекулами и атомами с образованием нового соединения.

Образование нового вещества в результате реакции двух или нескольких твердых веществ называют реакцией в твердых фазах. Однако скорость химической реакции еще более возрастает, если часть материалов расплавляется, образуя жидкую фазу. Такое частичное плавление получило название спекания, а материал – спекшимся. Портландцементный клинкер обжигают до спекания.

Спекание, т.е. образование жидкой фазы, необходимо для более полного химического усвоения окиси кальция СаО кремнеземом Si02 и получения при этом трехкальциевого силиката ЗСаО • Si02. Частичное плавление клинкерных сырьевых материалов начинается с температуры 1300° С.

Для ускорения реакции образования трехкальциевого силиката температуру обжига клинкера увеличивают до 1450° С. В качестве установок для получения клинкера могут быть использованы различные по своей конструкции и принципу действия тепловые агрегаты.

Однако в основном для этой цели применяют вращающиеся печи, в них получают примерно 95% клинкера от общего выпуска, 3,5% клинкера получают в шахтных печах и оставшиеся 1,5% – в тепловых агрегатах других систем – спекательных решетках, реакторах для обжига клинкера во взвешенном состоянии или в кипящем слое. Вращающиеся печи являются основным тепловым агрегатом как при мокром, так и при сухом способах производства клинкера.