МОФ
Поиск
Выбрать язык
Анонс статей
Этот день в истории

Нет событий

Записи с меткой ‘МОФ’

postheadericon Сульфатостойкий портландцемент на сырье Норильского месторождения. 1954 год

Время чтения статьи, примерно 7 мин.

scan00midi2Центральная лаборатория Управления предприятий строительных материалов

Отчет по теме № 46/54

«Сульфатостойкий портландцемент на сырье Норильского месторождения»

Главный инженер  Управления предприятий стройматериалов Алфименко

Начальник Центральной лаборатории Финогенова

Руководитель научно-исследовательской Якубович

Работа начата: 1953 год

Работа окончена:  1954 год

Норильск

ВВЕДЕНИЕ

Цель темы – получение сульфатостойкого портландцемента на местном сырье.

Получение сульфатостойкого портландцемента имеет большое значение для строительства при возведении сооружений (фундаментов, перекрытий и прочих железобетонных и бетонных конструкций), призванных служить в условиях высокой сульфатной агрессии.

Сульфатостойкий портландцемент по своим качествам обладает свойствами сопротивления химической агрессии сульфатных вод и физическим факторам “агрессии”,что очень важно для таких бетонных сооружений, которые находятся на переменном уровне воды, где бетон одновременно подвергается также постоянному многократному увлажнению и высыханию, многократному замерзанию и оттаиванию.

Отличительными показателями сульфатостойкого портландцементного клинкера являются: минимальное содержание (с точки зрений технологии производства) трехкальциевого алюмината и максимальное содержание силикатов, так как длительное наблюдение за бетонами, подверженными действию сульфатных сред, показали, что портландцементу, богатые глиноземом, отличаются меньшей устойчивостью к химическим агрессивным воздействиям, чем портландцемента с низким содержанием глинозема; также было установлено, что портландцемента, богатые кремнеземом, обладают стойкостью к воздействию агрессивной среды.

В результате многолетних изучений в области получения cульфатостойкий портландцементов, главным образом, учеными Советского Союза (проф. З. Я. Юнг и др.), а также работ Гипроцемента  Механическим управлением МШМ СССР были приняты и утверждены следующие технические условия, которым должен удовлетворять сульфатостойкий портландцементный клинкер:

Содержание  Al2O3 не более 5,0%.

- Fe2O3 не более 6,0%.

- C3O не более 5,0%.

- глиноземистый модуль не менее 0,7%

- коэффициент начисления не более 0,85.

Цемент должен содержать 10-15% гидравлических добавок. Как видно из приведенных норм на сульфатостойкий портландцемент, для его получения требуется подбор исходных сырьевых мате риалов, обеспечивающих получение портландцементного клинкера с заданным содержанием окислов алюминия и железа и с максимальным содержанием трехкальциевого и двухкальциевого силикатов, сумма которых должна быть доведена до 76-81% при максимальном содержании трехкальциевого силиката.

II. ПОДБОР СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

В качестве основного сырья для сульфатостойкого портландцемента нами была принята сырьевая 2-компонентная смесь – известняки рудника Каларгон и аркоэовый песчаник рудника 2/4.Возможный второй вариант компонентов шихты для сульфатостойкого портландцемента: кварцевый дудинский песок, хвосты МОФ и известняки, отпал, так как запасы дудинского песка кончились.

 

III. РАСЧЕТ СЫРЬЕВОЙ 2-КОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ (известняки Коларгона + песчаник рудника 2/4)

  1. Химсостав компонентов:

Лабораторные работы

Лабораторные испытания заключались в определении спекаемости клинкера в зависимости от помола сырьевой смеси при температуре обжига близкой к производственным условиям Цементного завода = 1450°С и пробных обжигов клинкера при температуре = 1430°, 1450°, 1475°С.

а) Приготовление брикетов размером Ø 25 мм l = 35 мм из сырьевой смеси

Компоненты смеси – известняк, аркозовый песчаник, шлак и окалина в соотношениях по расчету измельчались в шаровой лабораторной мельнице. Всего было сделано 3 помола и изготовлены брикеты, которые обожжены в криптоловой печи при температуре 1450°С.

Таблица 1

1

Результаты пробного обжига (см. таблицу № 1) показали, что при температуре в 1450°С полное спекание клинкера получается при тонком помоле сырьевой смеси до 0,8% остатка на сите 270 меш. (9300 отв./см2).

Пробный обжиг клинкера на лабораторных образцах в криптоловой печи при резких температурах дал следующий результат (см. таблицу № 2).

2

Свободной СаО – нет.

Полученный лабораторным способом клинкер при температурах 1430-1450°С по внешнему виду хорошего качества.

 

Получение опытной партии сульфатостойкого портландцементного клинкера полузаводским способом

Для получения опытной партии сульфатостойкого портландцемента было использовано нижеследующее оборудование:

а) Для дробления и помола компонентов – щековая дробилка и однокамерная шаровая мельница.

Для обжига брикетов сырьевой смеси – полугазовая печь. Топливо – уголь норильского месторождения.

 

Расчет загрузки шаровой мельницы на 400 кг сырьевой смеси и приготовление брикетов

1)         Известняк – 97,40 х 400/130,24 = 38960/130,24 = примерно 298,45 кг.            

2)         Аркозовый песчаник – 28.22 х 400/130,24 = примерно 86,67 кг.                      

3)         Шлак  4,62 х 400/130.24 = 14,18 кг

Итого: 399,30 кг

плюс 1% железа от намола в шаровой мельнице: 399,30 + 393,3 x 4/100 = 403,3 кг

 

В мельницу было загружено 403 кг смеси и 1 тонна шаров. Помол мокрый. Продолжительность помола 13 часов.

Ситовой анализ помола дал остаток на сите 270 меш – 0,79%.

 

Из полученного шлама, отфильтрованного на фильтрпрессе, были сформованы 125 штук брикетов размером 65 х 120 х 250 мм.

Брикеты были высушены в сушилке, после чего поступили на обжиг в печь.

Химсостав сырьевой смеси из расчета на прокаленное вещество приведен в таблице № 3.

ТАБЛИЦА № 3

 3

Обжиг брикетов сырьевой смеси          

Обжиг брикетов производился в печи в капселях из хромомагнезитового кирпича. Всего в печь было загружено 125 штук брикетов. Схема расположения брикетов в печи

 scan0028

 

            Режим обжига клинкера в печи

1)         Подъем температуры до 900° по 30°/час  = 30 час.

2)         “          ” от 900° до 1200 ” 20°/час = 15 час.

3)         “          и 1200 до 1450° по 10°/час = 35 час.

4)         Выдержка при 1450°            = 2 час.

Всего: = 82 часа

 

По окончании обжига клинкер был выгружен из печи и взвешен. Всего было получено 125 кг клинкера. По внешнему виду клинкер хорошо спекшийся.

Химсостав полученного клинкера следующий:

ТАБЛИЦА №-4

 4

Коэффициент насыщения:

Кн =  с – (1,65 х А + 0,35 х F)/2.8 = 62 – (1.65 х 4,13 + 0,35 х 4,67)/2,8 х 24,92 = 0,77

Глиноземистый модуль:

Al2O3/Fe2O3 = 4,13/4,67 = 0,88

Силикатный модуль:

SO2/ Al2O3+ Fe2O3 = 24,92/4,13 + 4,67 = 2,83

Минералогический состав полученного клинкера         

1)         C3S = 3,8 х SiO2 (3КН – 2) = 3,8 х 24,92 (3 х 0,77-2) = 29,36%.

2)         C2S =  2,87 х SiO2 (3 – 3 КН) = 2,87 х 24,92 (3x3x0,77) = 49,35%

3)         C3А = 2,65 х (Al2O3 – 0,64 x Fe2O3) = 2,65 х (4,13 – 0,64 x 4,67)  = 3,02%

4)         С4 АF = 3,04 х Fe2O3 = 3,04 х 4,67  = 14,20%

Результаты химического анализа полученного клинкера и минералогический состав его показывают, что:

1)         Содержание Al2O3 = 4,13/5 и Fe2O3 = 4,67% – находятся в пределах нормы для сульфатостойкого портландцемента.

2)         Глиноземистый модуль = 0,88 – в пределах нормы.

3)         Содержание С3А = 3,02% – в пределах нормы.

4)         Коэффициент насыщения = 0,77 – в пределах нормы.

Судя по минералогическому составу полученного сульфатостойкого портландцементного клинкера и принимая во внимание полученные результаты исследований Гипроцемента (канд. техн. наук Л.С.Коган), по сульфатостойкому портландцементу можно сделать следующее заключение: лучший результат по сульфатостойкости, согласно исследованиям Гипроцемента, дали клинкера с содержанием трехкальциетного алюмината (С3А) в пределах от 3 до 5%.

Полученный в Центральной лаборатории клинкер содержит С3А = 3,02%,что дает право говорить о хорошем качестве полученного клинкера по его сульфатостойкости.

Получение сульфатостойкого портландцемента пo техническим условиям на сульфатостойкий портландцемент он должен содержать 10% гидравлических добавок.

Местных гидравлических добавок, отвечающие требованиям  ГОСТа, не имеется.

Для опытной партии сульфатостойкого портландцемента наш была использована в качестве добавки диатомитовая глина с активностью на 1 грамм добавки поглощено 70 мг CaO.

Клинкер в количестве 120 кг, предварительно пропущенный через щековую дробилку, был загружен в шаровую мельницу периодического действия. Туда же была загружена добавка – диатомитовая глина в количестве 9,6 кг и гипс 3% – 3,6 кг.

Помол цемента в мельнице производился до тонкости помола:

- остаток на сите 900 отв./см2        – 2,1 %

- прошло через сито 6200 отв./см2 – 84,8%

            Испытание полученной партии сульфатостойкого цемента

а) Физико-механические испытания

1) Водопроцентное отношение теста нормальной густоты – 22%.

2) Сроки схватывания:

а) начало – 1 ч. 13 мин. б)  конец – 2 ч. 25 мин.

3) постоянство объема – выдержал.

4) предел прочности при сжатии:

7-дневного возраста – 286 кг/см2

28-дневного возраста – 330  кг/см2

5) Предел прочности при растяжении:

- 7-дневного возраста – 17,8 кг/см2

- 28-дневного возраста – 21,7 кг/см2

6) Марка сульфатостойкого портландцемента – “300″.

б) Химический анализ сульфатостойкого портландцементе:

Таблица № 5

5

Рассматривая результаты испытаний сульфатостойкого портландцемента на механическую прочность и химсостав, можно сделать следующее заключение:

1) Полученная опытная партия сульфатостойкого портландцемента не местном сырье (известняк + аркозовый песчаник) при соблюдении принятой Центральной лабораторией технологии производства гарантирует выпуск сульфатостойкого портландцемента марки не ниже «300».

2) Все показатели химсостава портландцемента соответствуют ГОСТу на портландцемент и техническим условиям на сульфатостойкий портландцемент.

3) Разрешенная по техническим условиям гидравлическая добавка в количестве 10 % для условий Норильска может и не применяться, так как экономически выгодно выпускать сульфатостойкий портландцемент на местном сырье, не прибегая к привозкам с материка гидравлических добавок. В этом случае (баз гидравлических добавок) показатели механической срочности цемента будут выше, а также улучшатся его показатели по сульфатостойкости.

в) Испытания сульфатостойкого портландцемента методом изменения прочности при погружении образцов в агрессивные растворы

Для испытания цемента на стойкость в агрессивных средах был применен метод погружения образцов, изготовленных из смеси 1 : 3 (цемент – песок; фракция песка от 0,385 до 0,49 мм) размером 10 х 10 х 30 мм в 5% раствор Na2SO4, 1% раствор MgSO4 и 0,2% раствор CaSO4 и водопроводную воду.

Для наблюдения процесса коррозии образцов были изготовлены 60 штук образцов и погружены в растворы. Предварительно все образцы были выдержаны 28 дней твердения в воде. Пробы брались через 3 месяца, 6 месяцев, 9 месяцев, 12 месяцев и 24 месяца.

Начало испытания на коррозию – с марта месяца 1954 г.

В результате 9-месячного испытания на коррозию в агрессивных водах выявилось, что:

1)  На образцах, находящихся в 1% растворе MgSO4 изменений нет.

2)  На образцах, находящихся в 0,2% растворе CaSO4 изменений нет.

3)  На образцах, находящихся в 5 % растворе Na2SO4 частичное изменение – кромки местами выкрошились.

Одновременно для испытания сульфатостойкого цемента в бетонах в условиях службы бетона в агрессивных водах, партия цемента в количестве 50 кг была передана стройлаборатории для проверки и дачи заключения.

ВЫВОДЫ

1. Для производства сульфатостойкого портландцемента пригодно местное сырье – известняки рудника Каларгон и аркозовый песчаник рудника 2/4.

2. Выпуск сульфатостойкого портландцемента возможен на Цементном заводе УПСМ при условии соблюдения технологического процесса получения цемента, примененного Центральной лабораторией, и тщательного контроля со стороны лаборатории завода как поступаемого сырья, так и отдельных процессов производства.

3. Для окончательного решения вопроса производства в Норильске сульфатостойкого портландцемента на местном сырье необходимо выпустить опытную партию цемента в 300 – 400 тонн на цементном заводе Управления предприятий стройматериалов.


Скачать (PDF, 4.1MB)

postheadericon Сравнение типов флотационных машин Фагергрен и Фаренволд, 1942 год. Отчёт [Полный текст]

Время чтения статьи, примерно 6 мин.

Отчет по теме: Сравнение типов флотационных машин Фагергрен и Фаренволд, 1942 год

Часть технологическая – дополнение – 1942 год

Для продолжения работы по этой теме НИОЛ в 1-м квартале 1941 года приступил к изготовлению 6-ти камер машин Фагергрен, которые должны были быть закончены в первой половине 1942 года и установлены на ООФ для параллельной работы с машинами Фаренволд, с возможно гибким переключением их по фронту флотации.

Дооборудование ООФ машинами Фагергрен имелось ввиду решить основной вопрос – установить удельную производительность машин Фагергрен и их технические и эксплуатационные свойства на Норильской медно-никелевой руде. Длительным испытанием машин на основной флотации, контрольной и перечистках этот вопрос может быть решен полностью.

В связи с консервацией ООФ изготовление машин Фагергрен приостановлено, и возможность получения полных надежных материалов отодвинулось до осуществления намеченных мероприятий. Имея ввиду, что изготовление и монтаж, упомянутых 6-ти камер машин Фагергрен, являются делом сравнительно длинным, было решено провести ряд опробований по фронту флотации с включением 2-х изготовленных ранее камер машины Фагергрен с целью получения данных, при помощи которых можно было бы хотя бы косвенным образом определить удельную производительность машин Фагергрен. Опробование Фагергрен производилось при работе их на хвостах контрольной флотации и в голове флотации. Данные опробований приводятся ниже.

1. Работа машин Фагергрен на хвостах контрольной флотации

Схема флотации, которая была при проведении опробования показана на чертеже № 1. На этом же чертеже отмечены места взятия проб. Каждый раз опробование проводилось в течение одной смены. Продолжительность опробование не менее 6 часов. Интервалы взятия проб 15 минут. Результаты опробования сведены в таблице № 1.

Для оценки работы камер флотации данные таблицы № 1 можно пересчитать, поставив вместо абсолютных содержаний металлов в продуктах степень обеднения хвостов по фронту флотации. Под степенью обеднения хвостов мы понимаем частное от деления содержания металла в исходном продукте на содержание металлов в хвостах. Пересчет по сменам сделан только по никелю. Т.к. для никельсодержащих минералов характерна закрепленная флотация и эффективность флотомашин на контрольной флотации для никелевых минералов еще сохраняется.  Соответствующие перечеты приведены в таблице № 2.

Дата

Степень обеднения

Отношение эквивалентных объемов Фаренволд и Фагергрен

Общая по никелю на 1 м3

Фаренволд

Фагергрен

Фаренволд

Фагергрен

30.06.1941

3.0

1.70

1.11

2.85

2.56:1
08.07.1941

2.0

1.33

0.74

2.23

3.00:1
09.07.1941

2.1

2.10

0.78

3.50

4.50:1
10.07.1941

1.6

1.86

0.59

3.10

5.23:1
11.07.1941

1.94

2.25

0.72

3.75

5.20:1
12.07.1941

3.3

2.00

0.65

2.06

3.18:1
13.07.1941

2.46

1.90

0.91

3.19

3.39:1
14.07.1941

2.70

1.58

1.00

2.65

2.65:1
29.07.1941

4.0

1.40

0.74

2.35

3.16:1
Средн.

2.31

1.79

0.85

3.00

3.53:1
22.02.1942

1.78

1.94

0.66

1.62

2.45:1

Следует указать, что опробование с 30.06.41 по 29.07.41 производились в условиях неблагоприятных для машин Фаренволд. Импеллеры последних в период опробования были сильно изношены и фиктивность работы их, была невысока. Этим в значительной мере объясняется столь неблагоприятный показатель сравнения эквивалентных объемов. 1 (Один) объем Фагергрен в этот период заменял 3.5 объема Фаренволд на контрольной флотации. Опробование 28.02.1942 года было проведено, когда импеллеры имели средний износ. Роторы и статоры машины  Фагергрен были новые. В этих условиях эквивалентный объём снизился Фаренволд с 3.5 до 2.45. Надо полагать, что при новых импеллерах Фаренволды несколько улучшат своих показатели, но, по-видимому, и в этом случае эквивалентный объем на контрольной флотации не будет ниже 2-х. При сравнении имелось в виду, что степень концентрации на машинах Фагергрен и  Фаренволд получается примерно одинаковой.

К сожалению, эти цифры не могут служить прочным основанием, так как не было достаточного качества камер Фагергрен и опробований в разных условиях состояния флотомашин. Проследить динамику изменения показателей флотомашин связанную с износом импеллеров (и роторов) представляет большой практический интерес, так как выявление такой зависимости позволит более правильно вести эксплуатацию флотомашин. При изучении вопроса интенсификации флотации или сравнении типов флотомашин необходимо все время помнить о состоянии флотомашин (их износ, отрегулированность и прочее) и оценка результатов может быть правильной только в том случае, когда наряду с многократным опробованием производится учет факторов, оказывающих влияние на показатели работы флотомашин.

 

Дата

Руда

Хвосты

12 камерная

18 камерная

24 камерная

Фагергрен

Cu

Ni

Cu

Ni

Cu

Ni

Cu

Ni

Cu

Ni

30.06.1941

-

-

-

-

-

0.15

0.07

0.05

-

0.03

08.07.1941

0.72

0.70

-

-

0.06

0.16

0.06

0.08

0.024

0.06

09.07.1941

1.30

1.23

-

-

0.09

0.36

0.09

0.17

0.07

0.08

10.07.1941

1.36

1.16

-

-

0.08

0.24

0.06

0.15

0.06

0.08

11.07.1941

1.16

0.97

-

-

0.13

0.35

0.12

0.18

0.06

0.08

12.07.1941

0.92

0.84

-

-

0.16

0.33

0.10

0.10

0.06

0.05

13.07.1941

1.05

0.95

0.33

0.62

0.18

0.47

0.08

0.19

0.03

0.10

14.07.1941

1.30

1.24

-

-

0.15

0.51

0.06

0.19

0.06

0.12

29.07.1941

1.50

0.91

0.18

0.28

-

-

-

0.07

-

0.05

28.02.1942

2.00

2.20

0.37

0.77

0.18

0.48

0.12

0.27

0.07

0.14

Средн.

-

-

0.29

0.56

0.125

0.34

0.85

0.145

0.054

0.074

 

Схема опробования контрольной флотации к таблице № 1

Чертеж 1

ris-1

Схема опробования основной флотации при параллельной работе машин Фагергрен и  Фаренволд к таблице № 3

Чертеж 2

ris-2

Работа машины Фагергрен в цикле с основной флотацией

Имеющиеся две камеры машины Фагергрен были включены в основную флотацию параллельно с машинами Фаренволд. Схема включения Фагергрен в цикл основной флотации показана на чертеже 2 опробование проводилось 05.03.1942 года, результаты опробования сведены в таблицу № 3.

Машина и общий объем камер

Продукт

Выход, %

Содержание

Извлечение

Cu

Ni

Cu

Ni

Фаренволд

2,1 м3

Питание

100.0

1.2

1.31

100.0

100.0

Концентрат

12.8

5.56

5.14

59.0

50.0

Хвосты

87.2

0.56

0.75

41.0

50.0

Фагергрен

1,2 м3

Питание

100.0

1.16

1.24

100.0

100.0

Концентрат

12.2

5.81

5.10

61.0

50.0

Хвосты

87.6

0.51

0.71

39.0

50.0

 

Из таблицы ясно видна идентичность результатов флотации, полученных на машинах Фаренволд

общим объёмом 2,1 м3 с машинами Фагергрен общим объемом 1,2 м3 по данному опробованию имеем на основной флотации 1,75 м3 Фаренволд эквивалентным 1 м3 машины Фагергрен. При таком состоянии флотации за 28.02.1942 года на контрольной флотации, как указывалось выше, эквивалентный объем Фаренволд был равен 2.45. Следовательно, машины Фагергрен на контрольной флотации работают более эффективно, чем на основной. Сравнимость работы флотации пи параллельной работе, как показано на схеме возможно при условии питания машин однородной пульпой и определенным объемом. При постановке опыта однородность пульпы достигалась перемешиванием ее в агитчане типа Денвер. Питание машин производилось из 2-х дюймовых труб поставленных на одинаковом уровне в агитчане. Уровень пульпы над трубами держался равным 300-400 мм.  Это обеспечивало равномерность подачи хорошо перемешанной пульпы и деление ее практически на две равные части. Реагенты подавались в измельчение и в агитчан, так что пульпа поступала во флотационные машины, совершенно подготовленной для флотации. Продукты опробования подвергались ситовому анализу, а также в них определялось отношение Т:Ж. Результаты эти сведены в таблице № 4.

Номер пробы

Продукт

% минус 200  меш

Отношение Т:Ж

Примечание

1

Питание Фаренволд

76.2

25.5

 

2

Концентрат Фаренволд

85.9

-

 

3

Хвосты Фаренволд

67.1

21.6

 

 

 

 

 

 

4

Питание Фагергрен

76.7

26.3

 

5

Концентрат Фагергрен

86.2

47.2

 

6

Хвосты Фагергрен

66.7

20.9

 

 

Ситовыми анализами и плотностью пульпы в питании подтверждается достаточно хорошее качественное разделение пульпы.


ВЫВОДЫ

  1. Проведение опробования показывают перспективность применения машин Фагергрен для коллективной флотации Норильских медно-никелевых руд.
  2. Удельная производительность машин Фагергрен согласно данных опробования выше чем у машин типа Фаренволд:

а) на основной флотации в 1,75 раз;

б) на контрольной флотации в 2,45 раз.

Но ввиду непродолжительности работы машин Фагергрен и малого числа камер (2 камеры) включавшихся в цикл основной и контрольной флотации, эти цифры должны быть проверены после изготовления 6 камер Фагергрен с пуском ООФ.

  1. При проверке указанных цифр необходимо будет обратить внимание на изменение удельной производительности флотомашин в зависимости от износа импеллеров/роторов и статоров у Фагергрен.
  2. Получение различной относительной удельной производительности машин Фагергрен на основной и контрольной флотации обязывает тщательно проверить этот вопрос, так как не исключена возможность, что в нашем случае машины с низким уровнем пульпы действительно явятся более эффективными на контрольной флотации, чем нормальный тип машин.podpis-1
  3. При подтверждении полученных сравнительных показателей работы машин Фагергрен последние, безусловно, будут совершеннее в технико-экономическом отношении, чем машины Фаренволд для флотации Норильских медно-никелевых руд.
  4. podpis-2Наряду с определением удельной производительности флотомашин в дальнейшем необходимо будет также испытать при работе с равным технологическим режимом  (плотность пульпы, тонкость измельчения, количество диспергируемого воздуха и др.)

Начальник Н.И.О.Л. – А.А. Никонова. Старший инженер Н.И.О.Л.  – М.М. Ометов

Скачать (PDF, 4.06MB)

 

При копировании материала с данного сайта присутствие ссылки обязательно!

Top.Mail.Ru