Процесс обжига цементного клинкера

Общие понятия

Для того чтобы получить из сырьевой муки цементный клинкер, материал нагревают до температуры около 1450 °С. При спекании, таким образом, создаются новые, химически активные соединения, которые называются клинкерными фазами. Для процесса обжига клинкера требуется окислительная атмосфера в печи, в противном случае клинкер получается коричневого цвета (вместо черного цвета), снижается прочность цемента и гидратация замедляется. Во время обжига происходит расход тепла на нагрев материала, высушивание, на процессы обезвоживания и разложения глинистых минералов, разложение карбонатов кальция и магния, на химические процессы спекания в результате твердофазных реакций и реакций с участием расплава. Скорость этих процессов и расход тепла в них зависят от химического состава сырьевой шихты, минералогического состава и физических факторов. Полное протекание этих эндотермических реакций является решающим для качества цемента.

В таблице 1.9 приводится обзор реакций, описанных ниже. Рисунок 1.14 показывает ход реакции процессов образования клинкера во время обжига в печи. В литературе содержится подробная информация о процессах клинкерообразования [53,71,72,73,74,75, 76].

Рисунок 1.14 - Реакции во время технологического процесса обжига портландцементного клинкера (по Вольтеру) [76]

Дегидратация

Глинистые минералы (каолинит, галлуазит, монтмориллонит) в интервале температур 50...100 ⁰С теряют капельно-жидкую физически связанную воду.

Таблица 1.9 - Химические реакции при термической обработке портландцементной сырьевой муки (основные реакции обжига клинкера) по [77]