Международный
научный журнал

Исследование новых видов сырьевых материалов Каракалпакстана для производства портландцемента


Research of new species of raw materials of Karakalpakstan for the production of portlandcement

Цитировать:
Оразымбетова Г.Ж., Искандарова М. Исследование новых видов сырьевых материалов Каракалпакстана для производства портландцемента // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2018. № 5(50). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/5765 (дата обращения: 11.12.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

Установлена возможность получения высококачественного портландцемента на базе новых сырьевых материалов Каракалпакстана, что создает технологическую основу для строительства предприятий малой мощности по производству цемента для обеспечения потребности региона на местном уровне.

ABSTRACT

The possibility of obtaining high-quality portland cement based on new raw materials of Karakalpakstan is established, which creates a technological basis for the construction of small capacity enterprises for the production of cement to meet the needs of the region at the local level.

 

Ключевые слова:известняк, барханный песок, глина, титаномагнетитовая железосодержащая порода, осадочное железосодержащее проявление, обжиг, клинкер,минералообразование, структура, цемент, прочность, сульфатостойкость.

Keywords: limestone, barkhan sand, clay, titanomagnetite iron-bearing rock, sedimentary iron-containing manifestation, roasting, clinker, mineral formation, structure, cement, strength, sulfate resistance.

 

В предложенной Президентом Республики Узбекистан Ш. Мирзиёевым Стратегии действий по развитию экономики страны на 2017-2021 гг. особое место уделено строительной отрасли как локомотиву экономики по дальнейшему ускоренному развитию строительства зданий и сооружений, новых объектов промышленности и субъектов частного предпринимательства, железнодорожных полотен, автомобильных дорог и жилых корпусов [3]. Стройиндустрия определена приоритетной отраслью экономики. Она является одной из самых заметных национальных отраслей экономики Республики Узбекистан, показывающей стабильный ежегодный рост. Она в числе других отраслей должна внести достойный вклад в развитие страны, развивать промышленное и сельскохозяйственное строительство, в первую очередь жилищное, чтобы обеспечить граждан Узбекистана жильём для дальнейшего улучшения условий проживания и быта [2].

На современном этапе экономического и социального развития Республики Узбекистан большое значение приобретает вопрос комплексного использования сырья, экономии топлива и электроэнергии при производстве строительных материалов, в частности портландцемента, т. к. он весьма востребованный, но энергоемкий строительный материал. В связи с этим важно изыскивать пути снижения энергозатрат на его производство путем комплексного использования местных ресурсов и отходов различных отраслей промышленности, что способствует уменьшению себестоимости продукции.

В настоящее время в Узбекистане поэтапно возрастает роль регионов как важного фактора обеспечения устойчивого развития и структурных преобразований в стране. Результативность структурных преобразований в экономике страны во многом определяется происходящими изменениями в регионах, эффективностью использования их природно-экономического потенциала.

В результате проведенных в последнее время исследований стало возможным рациональное использование местных сырьевых материалов, что создает благоприятные условия для строительства цементных заводов в каждом регионе республики, к числу которых относится также и Республика Каракалпакстан, богатая различными видами полезных ископаемых. В связи с этим нами проводились исследования, посвященные вопросам научного обоснования их переработки и проблемам эффективного использования в промышленности строительных материалов [1]. Для создания новых видов цемента необходимо проведение комплексных технологических испытаний имеющихся месторождений цементного сырья с выдачей оптимальных химико-технологических параметров формирования состава сырьевой смеси и режимов ее обжига, причем в настоящее время в Республике Каракалпакстан ведется строительство новых цементных заводов суммарной мощностью около 3,5 млн т.

По оценкам специалистов, только в Каракалпакстане при строительстве социальных объектов потребуется свыше 3 миллионов тонн цемента, не говоря уже о промышленном секторе, в котором реализуются десятки крупнейших проектов в масштабах республики. Этот регион расположен достаточно далеко от основных производителей цемента в Узбекистане, поэтому только появление новых местных производителей может обеспечить строительную индустрию региона дешевым цементом.

В связи с этим проведены комплексные исследования известняков и глин Жамансайского месторождения, титаномагнетитовой породы Тебинбулакского месторождения и барханного песка Табаккумского месторождения с целью определения их пригодности в качестве компонентов сырьевой смеси для обжига клинкера. Химические составы сырьевых материалов для получения клинкеров приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Химический состав сырьевых материалов

Наименования

проб

п.п.п.

SiO2

Al2O3+ TiO2

Fe2O3

CaO

MgO

SО3

Na2O

K2O

P2O5

Σ

1

Известняк Жамансайского месторождения

42,39

2,28

1,99

сл.

51,61

0,70

1,03

-

-

-

100

2

Глина Жамансайского месторождения

7,90

61,91

20,50

4,05

1,99

2,03

1,62

-

-

-

100

3

Барханный песок Табаккумского месторождения

2,98

85,73

6,53

сл.

2,58

0,93

1,25

-

-

-

100

4

Титано-магнетитовая железосодержащая порода

-

32 ,80

4,60

26,12

9,70

21,81

3,33

1,42

0,11

0,11

100

 

Исследование химико-минералогического и фазового составов клинкеров и продуктов гидратации проводили современными методами анализа, такими как химический, рентгенофазовый и электронно-микроскопический. Подготовку материалов и проведение испытаний осуществляли в соответствии с ГОСТ 25094. Химический состав исходных материалов определяли по ГОСТ 5382-91 «Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа». Расчет состава сырьевых смесей для обжига клинкеров проводился исходя из химического состава усредненных проб исходных сырьевых материалов по специальной программе в соответствии с «Ведомственными нормами технологического проектирования цементных заводов».

На основе данных химического анализа сырьевых компонентов рассчитаны составы четырехкомпонентных сырьевых смесей, включающих известняк и глину Жамансайского месторождения, барханный песок Табаккумского месторождения, титаномагнетитовую породу Тебинбулакского месторождения (1 вариант) и известняк и глину Жамансайского месторождения, барханный песок Табаккумского месторождения Каракалпакстана.

Сырьевые смеси рассчитаны при значениях коэффициента насыщения (КН) в диапазоне от 0,82 до 0,92; силикатного модуля n=1,39-2,91; глиноземного модуля р=0,9-3,0.

Расчетное содержание основного минерала С3Sв клинкерах, в зависимости от значений модульных характеристик, составляет от 49,28% до 59,92%; С2S – 16,62-29,24%; С3А – 3,12-12,12%; С4АF – 12,64-16,60%.

При получении опытных образцов портландцементного клинкера сырьевые смеси рассчитывались по заданной величине коэффициента насыщения (КН), кремнеземистого (p) и глиноземистого (n) модулей. Для приготовления сырьевых смесей на клинкер сырьевые материалы подвергались совместному помолу в лабораторной мельнице до прохождения через сито № 008 в соотношениях, определенных расчетным путем. Из полученных сырьевых смесей приготовлены брикеты, которые подвергались обжигу в лабораторной силитовой печи при различной температуре в течение одного часа. Обожженные продукты подвергались резкому воздушному охлаждению, после чего их измельчали до тонкости, определяемой остатком на сите № 008, регламентируемой ГОСТ 10178-85 (не более 15%).

Исходя из расчетного минералогического состава клинкеров, выбраны оптимальные составы сырьевых смесей для проведения комплексных физико-химических исследований по изучению их реакционной способности. Оптимизирован температурный режим в процессе их обжига и проведены физико-механические испытания цементов на основе синтезированных клинкеров с целью разработки и выдачи практических рекомендаций по реализации полученных результатов при вводе в эксплуатацию строящегося в Каракалпакстане цементного завода ООО «Титанцемент» мощностью 200 тыс. тонн в год.

По данным рис. 1, при 1000°С и выдержке
30 мин. на дифрактограмме спека из сырьевой смеси с КН=0,89, составленной с использованием известняка и глины Жамансайского месторождения, барханного песка Табаккумского месторождения и титаномагнетитовой породы, наряду с линиями d/n=0.491, 0.335 nm, соответствующими СаСО3 и SiO2, присутствуют характерные линии СаО (d/n=0.239; 0.169 и 0.144 nm), отмечена небольшой интенсивности линия β-C2S.

 

Рисунок 1. Дифрактограммы спеков сырьевых смесей, КН=0.89, «известняк+барханный песок+глина+титаномагнетитовая железосодержащая порода», обожженные в течение 30 мин. при: 1) 1000°С; 2) 1200°С; 3) 1400°С; 4) 1450°С.

 

Обжиг при 1200°С и выдержке 30 мин. способствует уменьшению интенсивности линии C2S, что объясняется его переходом в трехкальциевый силикат.

С повышением температуры обжига до 1400-1450°С интенсивность линии силикатных минералов увеличивается. Характер дифрактограмм полу­ченных спеков линии C3S d/n=0.278 nm показывает одинаковую интенсивность цемента, что говорит о полноте завершения процесса минералообразования при 1400°С. Цементы на основе клинкеров из новых сырьевых смесей соответствуют требованиям ГОСТ 10178-85 на портландцементы марки ПЦ400-Д0, которое показывают малое отличие на полученных дифрактограммных спеках при температуре 1400 и 1450°С.

Таким образом, на основе проведенных исследований установлена принципиальная возможность изготовления высококачественного портландцемента марки ПЦ400-Д0 на базе сырьевых материалов новых месторождений Каракалпакстана.

Результаты проведенных технологических испытаний сырьевых материалов показали, что по оптимальным составам сырьевых смесей и химико-технологическим параметрам обжига клинкера и цементов из него будут использованы при расширении СП ООО «Каракалпакцемент» и ООО «Титан цемент», который строится также в Караузякском районе Каракалпакстана.

 

Список литературы:
1. Аимбетов Н.К. К вопросу о транспортной инфраструктуре в освоении полезных ископаемых Каракалпакс-тана // Вестник ККО АН РУз. – 2013. – № 2.– С. 48-52.
2. Ахунова Ш.Н., Аширалиев Ф.К. К вопросам развития строительной индустрии в сельской местности Узбе-кистана // Молодой ученый. – 2015. – № 6. – С. 375-377.
3. Мирзиёев Ш.М. Критический анализ, жесткая дисциплина и персональная ответственность должны стать повседневной нормой в деятельности каждого руководителя // Доклад на расширенном заседании Кабине-та Министров, посвященном итогам социально-экономического развития страны в 2016 году и важнейшим приоритетным направлениям экономической программы на 2017 год. – Ташкент: Ўзбекистон, 2017. – С.

 

Информация об авторах:

Оразымбетова Гулистан Жаксылыковна Gulistan Orazimbetova

канд. техн. наук, докторант, Институт общей неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Научно-исследовательская лаборатория и испытательный центр «СТРОМ», 100170, Узбекистан, г. Ташкент, Мирзо-Улугбекский район, ул. Мирзо Улугбека, 77а

doctor of philosophy (Ph. D.) in technics, senior scientific research head of the scientific-research and test center “Strom” Institute of General and inorganic chemistry of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Mirzo Ulugbek district, 77а Mirzo Ulugbek street


Искандарова Мастура Mastura Iskandarova

д-р техн. наук, профессор, член корреспондент Российской академии естественных наук Институт общей неорганической химии академии наук Республики Узбекистан Научно исследовательский и испытательный центр «СТРОМ», 100170, Узбекистан, г. Ташкент, улица Мирзо Улугбека 77а

doctor of technical Sciences, Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Natural Sciences head of the scientific-research and test center “Strom” Institute of General and inorganic chemistry of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Mirzo Ulugbek street, 77а


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5122

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66236 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в: 

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

 

OpenAirediscovery

CiteFactor

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.