Предлагается новая ресурсосберегающая технология изготовления шлакощелочного цемента на основе отходов, содержащих щелочи. Технология отработана, имеются промышленные образцы.

Описание предложения

Для производства шлакощелочного цемента пригодны шлаки доменных, мартеновских, электротермофосфорных печей, а также шлаки цветной металлургии, в состав которых входят силикатные и алюмосиликатные расплавы. В этом случае сырьевая база для массового производства таких вяжущих неограниченна. В нашей стране пока еще не нашли рационального применения около 25 млн. тонн доменных, 20 млн. тонн сталеплавильных, 4,5 млн электротермофосфорных и более 10 млн. тонн шлаков цветной металлургии.

В качестве щелочного компонента могут быть использованы крупнотоннажные отходы производства сульфида натрия, капролактама, глинозема, кислорода. Щелочные растворы, используемые для очистки металлических отливок от шлака, пригара и окалины тоже практически не используются, вывозятся на свалки, сливаются в шлаконакопители. Из всех этих отходов можно ежегодно изготовить по меньшей мере 30 млн. тонн высококачественных шлакощелочных бетонов.

Шлакощелочные цементы, изготавливаемые по предлагаемой технологии, получают из тонкоизмельченных гранулированных металлургических шлаков, к которым добавляются малогигроскопичный щелочной компонент и вода (или заранее приготовленный раствор одного из доступных соединений щелочных металлов).

Природа химического действия шлакощелочных вяжущих и портланцемента неодинакова. Чтобы получить прочный и высококачественный бетон на основе портланцемента, нужен песок, не содержащий глинистых пылевидных частиц. Применение шлакощелочных цементов снимает это ограничение: в отличие от гидроксида кальция соединения щелочных металлов взаимодействуют с этими частицами. Образуются щелочные гидроалюмосиликаты обладающие вяжущими свойствами. В этом случае вредные глинистые фракции в песке улучшают физикомеханические свойства бетона. Кроме того, высокая активность шлакощелочных вяжущих позволяет снизить общий расход цемента в бетонах традиционных марок.

Приготовление шлакощелочных бетонов идет так же как и обычного бетона на портланцементе, с той лишь разницей, что затворение бетонной смеси производится не водой, а растворами щелочных компонентов. Уже сейчас изделия из шлакощелочных цементов и бетонов с успехом используются в различных конструкциях, сооружениях промышленного и сельскохозяйственного назначения и других видах строительства. Обследование этих конструктций после длительной (до 20 лет) эксплуатации показали, что за это время их прочность не уменьшилась, а, напротив, возросла (в 1,5-2 раза). Все это позволяет считать шлакощелочной цемент высокоэффективными строительным материалом.

Инновационные аспекты предложения

Отличием данной технологии является низкая энергоемкость производства. Она предусматривает всего одну энергоемкую операцию при получении шлакощелочных вяжущих – помол гранулированных шлаков (при этом удельная поверхность частиц должна составить 3000-3500 кв.см/г). В качестве щелочного компонента могут применяться такие массовые технические продукты как NaOH, KOH, N2CO3. Их доля составляет 2-5% от массы шлака. Если используются щелочные растворы, их концентрация должна быть 15-18%. Смешение таких растворов с молотым шлаком дает вязкую массу, которая в технологически приемлемое время превращается в камневидное тело. Технология не имеет аналогов.

Главные преимущества предложения

1. Высокая активность соединений щелочных металлов позволяет получать высокопрочные шлакощелочные цементы марок 1000-1500.

2. Технология позволяет получать цемент с себестоимостью на 25-30% ниже, чем у аналогов.

3. Имеется возможность использовать доступную сырьевую базу – отходы производств.

С анализом российского рынка металлургических и топливных шлаков и с анализом оборудования для производства цемента на основе шлаков Вы можете познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок шлаков в России» и «Анализ оборудования для производства шлакощелочного вяжущего».

www.newchemistry.ru