Физико-химические основы производства портландцемента

Тепловой режим в мельнице регулируют аспирацией и вдуванием в мельницу тонкоразбрызганной воды.

Аспирация понижает температуру цемента и уменьшает нагревание корпуса мельницы. При недостаточной аспирации температура в мельнице может повысится до 433-450К, а температура цемента – до 393-413К, что приводит к дегидратации гипса, нарушению сроков схватывания цемента и получению «ложного быстряка». Содержащаяся в материале влага превращается в пар за счет тепла, выделяющегося при помоле.

На испарение введенной воды затрачивается заметное количество тепла, вследствие чего предотвращается чрезмерный разогрев цемента. Введение тонкораспыленной воды не только снижает температуру в мельнице, но и улучшает условия размола. Образующаяся смесь водяного пара и воздуха удаляется из мельницы через аспирационную систему. В зависимости от размеров мельницы и режима ее работы количество вдуваемой воды составляет 0,5-1,5% от количества вырабатываемого цемента. Если распыляется воды 2-3% от массы измельчаемого материала, то можно уменьшить объем аспирационного воздуха на 25-50%. Форсунка устанавливается в камере тонкого измельчения (против движения материала) и сблокирована с питателем мельницы. Количество подаваемой воды оптимизируется по влагосодержанию аспирационного воздуха.

При тонком измельчении клинкера, начиная с некоторой тонкости материала нарушается пропорциональность между затрачиваемой энергией и приростом новых мельчайших частиц. Считают, что одной из причин агрегирования частиц является их электризация. Агломерацию тонких частиц можно уменьшить, увеличив электропроводность воздушной среды в мельнице. Для этого в мельницу вводят с распыляющей водой электролиты или органические кислоты.

Значительную роль в интенсификации измельчения играют ПАВ, применение которых предотвращает агрегацию образующихся тонких частиц в процессе помола, в явлениях адсорбционного понижения прочности, а также предотвращает налипание тонких частиц на мелющие тела. Кроме того, введение ПАВ в мельницу повышает подвижность (текучесть) материала при продвижении его по мельнице. В этом случае улучшаются и свойства цемента: повышается аэрируемость (пневмотранспорт, пневморазгрузка), уменьшается слеживаемость, предотвращается снижение активности при хранении. Однако при этом увеличивается пыление при помоле и транспортировке и возникают затруднения при упаковке цемента в тару (замедляется темп работы упаковочных машин). В качестве ПАВ при измельчении клинкера используют препараты на основе:

а) аминов – триэтаноламин, ацетилированный этаноламинацетат; иногда эти вещества смешивают в определенной пропорции с растворимой кальциевой солью лигносульфоновой кислоты;

б) гликолей – этиленгликоля, пропиленгликоля, полигликолей.

Степень разделения материала в сепараторе и величина циркуляционной нагрузки взаимосвязаны. При степени разделения материала в сепараторе, равной 100%, циркуляционная нагрузка содержит только крупные фракции. С увеличением циркуляционной нагрузки степень разделения ухудшается. При подаче в сепаратор материала, в котором содержание мелких фракций несколько меньше, чем в готовом продукте, и высока циркуляционная нагрузка, степень разделения будет низкой. Для поддержания высокой циркуляционной нагрузки и сохранения высокой степени разделения не следует стремиться к очень тонкому измельчению материала, подвергаемого затем сепарации.

Величина циркуляционной нагрузки связана с необходимой тонкостью. Так, при выпуске цемента с Sуд=300 м2/кг. Нагрузка снижается до 75%, а при выпуске цемента с Sуд = 400 м2/кг возрастает до 200%. Необходимая тонкость цемента по схеме а достигается при циркуляционной нагрузке в 150-200% и подаче на сепарацию материала с syд=150-200 м2/кг. Увеличение циркуляционной нагрузки повышает производительность при одновременном снижении удельной поверхности готового продукта. Повышение дисперсности достигается перенастройкой сепаратора, но при этом падает соответственно производительность установки.

Мелющая загрузка в мельницах, работающих в установках замкнутого цикла измельчения, должна обеспечивать более высокую пропускную способность через мельницу измельчаемого материала и повышение «плотности» энергии единичного удара. И то и другое достигается увеличением диаметра шаров в первой камере, увеличенным коэффициентом заполнения φ в первой камере и понижением φ во второй, заменой цильпебса во второй камере шарами d=40-30 мм.

Производительность барабанных мельниц в значительной степени определяется крупностью питания. Оценка показала, что рационально питание мельниц крупкой клинкера с максимальной крупностью 3-5 мм. Подача в мельницу материала такой крупности позволяет повысить производительность установки на 20-40% или тонкость готового продукта на 100-120 м2/кг при сохранении производительности мельницы.

После мельницы цемент направляют в силос, являющимся буферным складом, обеспечивающим хранение готовой продукции при условии периодичности отгрузки. В процессе хранения гасится свободный СаО, что улучшает свойства цемента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе были рассмотрены физико-химические основы измельчения.

Для получения портландцемента необходимо полностью соблюдать все тепловые режимы, протекающие в производстве.

Список использованной литературы

1. Бутт, Ю.М. Химическая технология  вяжущих материалов/ Ю.М. Бутт, М.М  Сычев, В.В. Тимашев. – М.: Высш. школа, 1980. – 472с.

2. Технический контроль в производстве тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий: учеб. пособие/ Под ред. Н.Ф. Косенко. – Иваново: Иван. гос. хим-технол. ун-т, 2002. – 265 с.

3. Рояк, С.М. Специальные цементы/ С.М. Рояк, Г.С. Рояк – М.: Стройиздат, 1983. – 279с.

4. Таймасов, Б.Т. Технология  производства портландцемента/ Б.Т.Таймасов, Б.О.Есимов - Учеб. пособие. – Шымкент, Изд-во ЮКГУ, 2003. - 297 с.

Размещено на Allbest.ru