Splavmetal.ru

Сплав Металл
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое мел для производства цемента

Что такое мел для производства цемента

Все известные методы подготовки мела будут рассмотрены с разных технических и эксплуатационных позиций.

Мел является уникальным влажным сырьевым материалом для производства цемента, поэтому выбор способа подготовки сырья зависит от приоритетных целей, поставленных перед проектом. Каждый случай требует индивидуального подходa для выполнения поставленных задач.

Введение

«Переход от мокрого и полумокрого к (полу)сухому способу со всеми энергетическими выгодами и производственными улучшениями до сих пор имеет огромное значение для многих цементных заводов во всем мире».

Это высказывание Palle Grydgaardt, несомненно, правильно и относится к большинству цементных заводов в мире. Но нет правил без исключений: «Если сырьевой материал сам по себе тонкодисперсен и влажен как, например, мел, или если содержание хлоридов превышает допустимый лимит, то мокрый способ до сих пор имеет свое право на существование» [1].

Сегодня лишь небольшая часть цементных заводов использует мел, хотя промышленный выпуск ПЦ в середине XIX.века в Англии начинался именно с мелом. Залежи мела простираются от юго-востока Англии, Северной Франции, Бельгии, Северной Германии, Дании до юго-востока Польши, Белоруссии, Украины и европейской части России. Этот мягкий и влажный известняк требует специального подхода к добыче, транспортировке и подготовке.

Большинство отработанных современных технологий подготовки сырья не подходят для мела. В данной статье рассматривается широкий круг вопросов, которые следует учитывать. Цель статьи – ответить на вопрос: «Надо ли уходить от мокрого способа в случае, если мел является сырьевым материалом?» Эту работу следует рассматривать как дополнение и дальнейшее развитие идеи Palle Grydgaardt [1].

Существующие и запланированные концепции производства клинкера, основанные на меле.

Сегодня известны семь разных концепций (рис. 1), из них пять находятся в эксплуатации (A-E), среди них мокрый, полумокрый и полусухой способы [2]. Проект сухого способа (F) в России находится в стадии внедрения (Мордов3). Другой проект полу мокрого способа (G) существует как проектная разработка в Германии (Laegerdorf). В этом контексте концепциями А и В можно пренебречь как изжившими себя технологиями, хотя на сегодняшний день они еще широко распространены.

Концепции C до G будут более подробно представлены для лучшего понимания их сильных и слабых сторон.

С: Полумокрый способ с применением 2-х ступенчатого циклонного теплообменника .

Эта техника сегодня применяется на двух цементных заводах – Aalborg (Дания) и Rugby (Великобритания). Если технология печей типа LEPOL© (В) в 1960-х гг. представляла собой первый шаг в оптимизации чистого мокрого способа (А) для мела, то (С) можно рассматривать, как второй, последовательный шаг. Впервые он был осуществлен в 1982 г. на уже неработающем ныне заводе Southam (Великобритания).

Читайте так же:
Цементные вазы для сада своими руками

Aalborg и Rugby – заводы с длинной историей, оба сохранили мокрый способ подготовки сырья из мела. В Aalborg мокрый способ применяют по двум причинам: во-первых, потому что почти весь мел в карьере находится под водой, во-вторых, другие печи для производства белого цемента продолжают работать по чисто мокрому способу.

Рис. 1. Концепции для производства клинкера из мела

Завод в Rugby получает мел из карьера Kensworth , находящегося в 95-ти км от завода. Самым экономичным видом транспортировки мела из карьера Kensworth на завод Rugby оказался гидравлический транспорт. Трубопровод работает без перебоев с середины 1960-х гг., и недавно был модернизирован. Для сушки сырьевого шлама 30-36% влажности в сушилке-дробилке требуется теплота отходящих газов после второй ступени циклонного теплообменника. От внедрения фильтрации шлама для дальнейшего уменьшения удельного расхода теплоэнергии пришлось отказаться, во-первых, из-за необходимости дополнительных капитальных вложений на сооружение фильтрации и, во-вторых, из-за отсутствия необходимости вымывания хлоридов из мела с достаточно низким содержанием хлора.

D: Полумокрый способ с применением камерной фильтрации и 3-х ступенчатого
циклонного теплообменника.

Эта концепция реализована на заводах в Laegerdorf (Германия), в Михайловке (Себряковский цем. завод) и в Мордовцементе (Мордов-2). Довольно высокий внос хлоридов грунтовыми водами в мел заставил Легердофский завод уже в 60- е гг. применять фильтрацию. Из-за гидравлических особенностей карьера пришлось оставить старую фильтрацию уже для новой печной линии N.11, построенной в 1995 г. Надо подчеркнуть, что положительным побочным эффектом применения этой концепции стал более низкий удельный расход тепла. Особенности химического состава сырья стали решающим фактором при выборе способа сырьевой подготовки.

На Себряковском цемзаводе и Мордовцементе решающим фактором для выбора концепции стал поиск как можно более низкого удельного расхода тепла для производства клинкера. С точки зрения состава сырья, необходимости введения фильтраци нет. Трудности и недостаток эксплуатационного опыта для фильтрации привели к необходимости оптимизации технологии. В Михайловке стали вбрызгивать часть сырья в виде шлама в сушилку-дробилку. Таким образом, появился некий гибрид способов C и D.

Эксплуатационные проблемы в дозировании фильтр-кека привели к значительным опозданиям в графике проекта Мордов-2. Камерная фильтрация выпускает фильтр-кек с влажностью 19-21% .

В зависимости от содержания в меле примеси глины могут сильно изменяться реологические свойства фильтр-кека. Это сказывается на складировании и транспортировке фильтр-кека.

Мергель

Ме́ргель, или рухляк или глина рухляк или (частично) известняк-рухляк, мел-рухляк, известковая глина — осадочная камнеподобная горная порода смешанного глинисто-карбонатного состава: 50—75 % карбонат (кальцит, реже доломит), 25—50 % — нерастворимый остаток (SiO2 + R2O3). В зависимости от состава породообразующих карбонатных минералов мергели делятся на известковые и доломитовые. У обычных мергелей в нерастворимом осадке содержание кремнезёма превышает количество полуторных окислов не более, чем в 4 раза. Мергели с соотношением SiO2 : R2O3 > 4 относятся к группе кремнезёмистых.

Читайте так же:
Расчет пропорции цементного раствора

Зачастую имеет светлую окраску, оттенки которой связаны с примесями. Широко распространён в природе в виде пластов различной мощности, встречается в отложениях разного возраста, начиная с протерозоя вплоть до современных. Месторождения разрабатываются открытым способом.

Содержание

Виды мергелей [ править | править код ]

  • Мергель ангидрито-доломитовый — термин, применённый Писарчик (1963) для сильно ангидритоносных доломитовых мергелей и глинистых ангидрито-доломитов, которые по содержанию глинистого вещества соответствуют мергелям.
  • Мергель гипсовый — мергель, содержащий гипс, рассеянный или образующий желвачки, тонкие пропластки и т. п. Разновидностью М. г. является гипсо-доломитовый мергель.
  • Мергель гипсово-доломитовый — то же, что мергель ангидрито-доломитовый, но соли кальция представлены гипсом, а не ангидритом.
  • Мергель глинистый — содержит от 50 до 70 % (Теодорович, 1950) или от 50 до 75 % (Пустовалов, 1940; Вишняков 1940; Рухин, 1953) глинистых частиц.
  • Мергель доломитовый — глинисто-карбонатная осадочная горная порода, в которой карбонатный породообразующий м-л представлен доломитом, составляющим от 50 до /5% всей породы (Вишняков, 1940; Пустовалов, 1940; Рухин, 1953). М. д. могут быть связаны переходами с доломитами, глинами, аргиллитами и ангидрито-доломитовыми мергелями.
  • Мергель доломитовый глинистый , Вишняков, 1933, — доломитовый мергель, содержат от 50 до 75 % глинистого вещества.
  • Мергель известковый — глинисто-карбонатная порода, содержит от 50 до 75 % СаCO3 (Вишняков, 1940; Пустовалов, 1940; Рухин, 1953). Используется в цементной промышленности.
  • Мергель мелоподобный — порода, содержащая 10—30 % глинистого материала и 35—90 % кальцита, представленного мельчайшими скелетами организмов и микрозернистым кальцитом, тонко перемежающихся с глинистыми частицами. Сравнительно мягкая, растирающаяся, обычно светлоокрашенная горная порода.
  • Опока (мергель пламенный) — микропористые породы, сложенные аморфным кремнезёмом (опалом) с примесью глинистого вещества, скелетных частей организмов (диатомей, радиолярий и спикул кремневых губок), минеральных зёрен (кварца, полевых шпатов, глауконита). Содержание SiO2 достигает 92—98 %. Термин является синонимом франц. «гёзов» [«гезов»], немецких «пламенных мергелей». В русской литературе О. первоначально называлась кремнистым мергелем и кремнистой глиной. Одни авторы считают О. продуктом изменения диатомитов, спонголитов, трепелов; др. относят их к морским химическим образованиям. О. широко распространены среди меловых и нижне-палеогеновых отложений (Поволжье, вост. склон Урала, В. европейской части СССР и др.).
  • Мергель пресноводный — рыхлая, рассыпчатая, порошкообразная масса углекислого кальция, отложенная в водоёмах озёрно-болотного типа в результате выпадения СаСО3 из раствора, обогащённая глинистой примесью (свыше 30 %). Применяется для выжига извести и производства цемента. Синонимы: мергель озёрный, мергель торфяной.
  • Мергель руинный , Hausler, 1965, — известковая порода, структура которой напоминает обломочную. В М. р. участки четырёхугольной формы, сохраняющие первичный серый цвет породы, окружены пространством, окрашенным окислами железа в красный цвет. М. р. отмечен среди верхнемеловых флишевых отложений Австрии и во флишевых зонах Италии.
  • Мергель цементный — естественный известковый мергель, пригодный для производства портландцемента; для этого он подвергается обжигу до спекания. Состав М. ц. колеблется, особенно изменчиво отношение кремнезёма к сумме полуторных окислов (Аl2О3 + Fe2O3). Поэтому при приготовлении шихты для цементного клинкера в М. ц. вводятся известковистая или глинистая добавки. В природе встречаются т. н. натуральные разности М. ц. (СаСО3 75—80 %, R2O3 + SiO2 20—25 %), пригодные для обжига без добавок (например, новороссийская группа месторождений).
Читайте так же:
Печи вращающиеся для цементной промышленности

Использование [ править | править код ]

В небольших количествах использовался как удобрение в Древней Греции [1] . Сейчас широко используется как сырье для производства портландцемента. Мергель малоустойчив к атмосферным воздействиям. В столице Болгарии, Софии, мергельным кирпичом вымощены улицы в историческом центре [2] .

СЫРЬЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТА

Основные материалы, которые используются при производстве цемента – минералы, содержащие оксид кальция, кремнезем, глинозем и оксид железа.

Эти компоненты редко встречаются в одном виде сырья, поэтому для производства цемента подбирают сырьевую смесь по следующим компонентам:

КАРБОНАТНЫЙ КОМПОНЕНТ (богатый известью) содержится в сырьевой смеси в кол-ве 76-80%:

  • Известняк. Твердость по шкале Мооса 1,8-3,0. Чем древнее геологическая фракция, тем тверже. Одна из разновидностей известкового шпата – мрамор.
  • Мел. В отличие от известняка имеет более рыхлую, землистую структуру, поэтому относится к сырью специально предназначенному для мокрого способа производства. Мел – мягкое сырье, не требует дробления.
  • Мергель – известняк с примесями кремнезема и глинистых веществ, а также оксида железа, это переходная ступень к глинам. Твердость мергеля ниже твердости известняка, чем больше глинистых веществ, тем ниже его твердость. Это прекрасное сырье для производства цемента.

Каждый из этих материалов имеет различный коэффициент размалываемости. Чем выше значение данного коэффициента, тем легче этот материал подвержен измельчению. Ниже в таблице приведены коэффициенты размалываемости для основных материалов для производства цемента.

Размалываемый материалКоэффициент размалываемости
Клинкер вращающихся печей1.00
Клинкер шахтных печей1.15-1.25
Гранулир. доменный шлак0.55-1.10
Мел3.70
Глина3.00-3.50
Мергель1.40
Известняк1.20
Кварцевый песок0.60-0.70

ГЛИНИСТЫЙ КОМПОНЕНТ (бедный известью)

Глинистые минералы имеют тонкозернистую структуру, размеры зерен не превышают 2 мкм.

КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ

Добавляют в тех случаях, когда химический состав сырьевой смеси не отвечает установленным требованиям. Например, для повышения кремнезема применяют песок, трепел. При недостатке оксида железа для снижения температуры спекаемости клинкера и увеличения коэффициента насыщения добавляют колчеданные огарки, железную руду. Это приводит к экономии газа при обжиге. Для необходимого обеспечения содержания СаСО3 используют карбонатный и глинистый компоненты, которые имеют разные карбонатные составляющие СаСО3 (титр). Карбонатный компонент содержит до 97% СаСО3, глины около 10%. Необходимо добиться, например, титра 80%. Поэтому на цементных заводах имеются шламобассейны с высоким и низким содержанием титра, шлам из которых смешивается в определённых пропорциях.

Читайте так же:
Характеристики цемента для фундамента

В связи с этим, каждый завод по производству цемента имеет собственный, уникальный состав сырья для производства готовой продукции. Приведем, для примера, смеси материалов, которые используются некоторыми цементными заводами Украины:
– известняк, глина, шлак;
– мергель, мел; огарки 2.5%;
– известняк, глина+суглинки, корректирующие добавки;
– известняк-ракушечник; краснобурая глина;
– углемоечная порода, кек, огарки;
– мергель, суглинки, пиритные огарки.

Выбор состава смеси материалов с полезными компонентами, в большинстве случаев, обусловливается географическим расположением завода и легкостью поставки исходного сырья.

Единственное, что общее на всех заводах по производству цемента – это сложность измельчения исходного материала, так как материал достаточно тверд по своим физическим характеристикам и имеет высокие показатели абразивности. Поэтому в данной отрасли строительной промышленности при измельчении материала в трубных мельницах использует высококачественные помольные шары с повышенной твердостью по всему сечению. Компания Энергостил на протяжении десяти лет поставляет помольные шары цементным заводам, которые расположены не только на территории Украины, но и за ее пределами.

Как делают цемент и строят новое производство в Кричеве

Кричев

Перед началом очередного горячего строительного сезона корреспондент TUT.BY побывал на предприятии ОАО «Кричевцементношифер», где производят то, без чего не обходится ни одна стройка, – цемент.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, гипса и специальных добавок. Свойства портландцемента зависят от состава клинкера и степени его измельчения. Важнейшее свойство портландцемента — способность твердеть при взаимодействии с водой. Оно характеризуется маркой портландцемента, определяемой по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов цементно-песчаного раствора после 28 суток твердения во влажных условиях.

Кричев

После добычи мела в карьерах и мокрого помола в специальных мельницах по специальному трубопроводу сырье попадает на завод. На предприятии полученный шлам домалывается и усредняется в шламобассейнах.
После бассейна сырьевой шлам вводится в специальную вращающуюся печь длиной около 200 метров и высотой 4 метра. Печь для обжига представляет собой вращающийся цилиндр, который наклонен к плоскости под углом 3-4 градуса. Это сделано специально, чтобы сделать возможным движение материала вдоль печи. Там субстанция обжигается при температуре 1450 градусов Цельсия.КричевКричев

Кричев

После обжига полученный клинкер охлаждается и дробится. Затем, чтобы получить конечный продукт, происходит тонкое совместное измельчение клинкера, минеральных добавок (10-15%) и гипса (3-7%), который служит для регулирования сроков схватывания.

Кричев

Скорость затвердевания, устойчивость в природных водах, морозостойкость зависит от минеральных добавок, которые используют при изготовлении продукции на основе цемента.

Кричев

Зерно цемента – одна мельчайшая частичка — получается размером от 1 до 100 мкм (мкм — микрометр, единица, равная одной миллионной доле метра). После помола цемент транспортируется в силосы для хранения, где может находиться до 60 суток, прежде чем его упакуют.

Читайте так же:
Цементное молочко для проливки щебня
КричевКричев
КричевКричев

Кричев

Конкуренция в этой сфере довольно высока, несмотря на то, что коммерческих, частных игроков на рынке нет. Во многом выигрывают те предприятия, которые могут уменьшить издержки, связанные с затратами энергии. В настоящее время, когда строительный сезон не начался в полной мере, на заводе довольно спокойно. Но в теплое время года отгрузку цемента осуществляют круглосуточно, а предприятие буквально заваливают заявками и просьбами «дать стране» цемента.

Кричев

После экскурсии по действующему заводу перенесемся на вторую технологическую линию, которая, по сути, является самостоятельным современным производством.Как недавно сообщала БЕЛТА, это новый масштабный инвестиционный проект, который осуществляется с привлечением кредитов Эксимбанка Китая и совместно со специалистами китайской компании СIТIС. Компания уже принимала участие в реализации других проектов в рамках инвестиционной программы Беларуси по модернизации цементных заводов. Так, в конце апреля прошлого года совместно с китайскими партнерами была введена в эксплуатацию технологическая линия в ОАО «Красносельскстройматериалы» мощностью 1,8 млн т цемента в год. На Белорусском цементном заводе (Костюковичи) аналогичная линия запущена в июле 2012-го.

Кричев

Кричев

Реализация инвестиционного проекта по строительству второй технологической линии по производству цемента «сухим» способом в ОАО «Кричевцементношифер» должна завершиться до 1 июня 2013 года. В Минстройархитектуры отметили, что в настоящее время 98,8% оборудования и материалов поставлено на строительную площадку объекта, а для ускорения самого процесса строительства привлекаются организации, завершившие работы в «Красносельскстройматериалах» и «Белорусском цементном заводе». Чтобы успеть, белорусские и китайские специалисты ведут работы в круглосуточном режиме.

КричевКричевКричев

Уровень готовности на самом деле велик, и чувствуется весь огромный масштаб проделанной работы. Так выглядит склад для глины:

Кричев

На предприятии ощущается бурная деятельность: работники без суеты, но довольно быстро передвигаются по предприятию, снует строительная техника. На стройке заметно присутствие специалистов с Востока. Правда, идти на контакт и фотографироваться они не особо любят.КричевКитайцы проживают недалеко от развернувшейся стройки. Они обеспечены всем необходимым, для них работает несколько поваров, которые готовят национальную пищу, так как белорусский рацион для китайцев несколько непривычен. В феврале гости с Востока довольно бурно отмечали свой Новый год, как рассказали местные жители.КричевРазумеется, впечатления от заезжего журналиста намного ярче, чем у тех, кто работает на предприятии не первый год. Но глобальность и масштаб развернувшейся стройки нового производства оставляет приятные впечатления. По крайней мере, этого точно не ожидаешь, когда направляешься в Кричев.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector