Применение инновационных методов в технологии получения портландцемента с целью улучшения его качества

Из природных объектов цементного сырья не всегда удается получить продукцию необходимого качества. Поэтому одним из путей повышения качества сырьевых компонентов и шихты может быть использование нетрадиционных способов их переработки, сопровождающейся активацией частиц [8].

В целях улучшения качества цемента, полученного из исследуемого сырья, в технологический процесс была включена операция механической активации шихты и клинкера (рис. 2).

Исходное сырье

Получение портландцемента из исходных сырьевых компонентов по стандартной технологии

Получение портландцемента из активированной цементной шихты

Активация портландцемента, полученного из исходной цементной шихты

Определение и сравнение основных характеристик полученного портландцемента

Рисунок 2 – Применение инновационных методов в технологии получения портландцемента.

Для проведения процесса активации цементной шихты и полученного цементного клинкера применялась лабораторная планетарная шаровая мельница «Активатор – 2SL». Данное оборудование позволяет осуществлять мощное воздействие ускоренных измельчающих шаров на материал, за счет чего получать порошок с размером частиц несколько нанометров и проводить механохимические реакции и активацию материалов. Движение шаров в мельницах «Активатор» происходит по строго определенной траектории и этим определяется высокоэффективное измельчение.

Активация цементной шихты

Цементные шихты, полученные согласно методике, перед обжигом были подвергнуты дополнительной обработке – активации в мельнице «Активатор – 2SL» при различных режимах (табл. 5).

Таблица 5 - Режимы обработки цементной шихты в «Активатор – 2SL»

Шихта	Проба	Масса пробы одной загрузки, г	Масса и диаметр мелющих тел, г	Частота, Гц	Время, мин
Ш-1	Ш-1-5	50	суммарная масса – 350, в т.ч. 50 – d=15мм, 100 – d=10мм, 200 – 5мм	40	5
	Ш-1-10				10
Ш-2	Ш-2-3				3
	Ш-2-6				6

Дополнительная обработка цементной шихты в мельнице приводит к увеличению удельной поверхности, а также повышает активность частиц сырьевой шихты. В результате происходит более полное их взаимодействие в процессе обжига и интенсификация процесса минераллообразования, что повышает качество получаемого клинкера за счет оптимизации его кристаллической структуры [8].

Активация портландцемента

Исследования проводились на цементном клинкере, полученном ранее по стандартной методике из исходных шихт.

Активация портландцемента (осуществление совместного помола клинкера и гипса в мельнице «Активатор – 2SL») проводилась при различных режимах, указанных в таблице 6.

Таблица 6 - Режимы обработки цементного клинкера в мельнице «Активатор – 2SL»

Клинкер	Проба	Масса пробы при одной загрузке, г	Масса и диаметр мелющих тел, г	Частота, Гц	Время, мин
К-1*	Ш-1-К-1	50	суммарная масса – 350, в т.ч. 50 – d=15мм, 100 – d=10мм, 200 – 5мм	40	1
	Ш-1-К-3				3
К-2**	Ш-2-К-1				1
	Ш-2-К-3				3

* - обозначение К-1 соответствует клинкеру, полученному из шихты Ш-1;

** - обозначение К-2 соответствует клинкеру, полученному из шихты Ш-2;

Данная обработка портландцемента в мельнице позволила значительно увеличить его удельную поверхность и повысить активность цементных частиц, что проявилось в улучшении прочностных характеристик (табл.16).