Последовательность реакций, происходящих во вращающейся печи, и термодинамика образования клинкер...

Лекция 11. Последовательность реакций, происходящих во вращающейся печи, и термодинамика образования клинкера; Д-р К. Мохан — всемирно известный и признанный учёный в области цемента. Он бывший генеральный директор Национального совета по цементу и строительным материалам (NCCBM). Он имеет докторскую степень по химии цемента, полученную в Абердинском университете, Шотландия, Великобритания. Химия образования клинкера (реакция клинкеризации): ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Номер сл. Темп. Химический процесс Тепловой обмен (oC) Превращение ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1. Менее 200 Испарение свободной воды Эндотермично (Сушка из сырья) 2. 100–400 Потеря (вытеснение) Эндотермично адсорбированной межслойной (связанной) воды из глины 3. 400–700 Разложение глины (каолинита) Экзотермично с образованием метакаолина (Химически связанная вода из глины вытесняется и образуется метакаолин) 2(2SiO2.Al2O3.2H2O) -- 2(Al2O3.2SiO2) + 4H2O Каолинит Метакаолин 4. 600–900 Разложение метакаолина с образованием экзотермично реакционноспособных оксидов алюминия и кремнезём Al2O3.2SiO2 - Al2O3 + 2SiO2 Метакаолин 5. 600 – 1000 Эндотермическое разложение известняка до оксида кальция и углекислого газа с образованием монокальциевого силиката (CS) и монокальциевого алюмината (CA) (Теоретически разложение карбоната кальция происходит при температуре около 896 °C. Однако из-за присутствия примесей оно начинается при температуре от 550 до 600 °C) CaCO3 - CaO + CO2 3 CaO + 2SiO2 + Al2O3 --- 2 (CaO.SiO2) + CaO.Al2O3 (CS) (CA) 6. 900 – 1200 Экзотермическая реакция в твёрдом состоянии между продуктами разложения известняка и глины с образованием трикальциевого алюмината (C3A), тетракальциевого алюмо феррита (C4AF) и двухкальциевый силикат (C2S) CaO.Al2O3 + 2CaO--- 3CaO.Al2O3 (CA) (C3A) CaO.Al2O3 + 3 CaO + Fe2O3-- 4 CaO.Al2O3.Fe2O3 (CA) (C4AF) CaO.SiO2 + CaO---- 2 CaO.SiO2 (CS) (C2S) 7. 1200 - 1400 В интервале температур от 1260 до 1310 °C происходит первое эндотермическое образование жидкости. В присутствии жидкости происходит образование трехкальциевого силиката (C3S) путем жидкофазного спекания при температуре до 1450 °C за счет соединения двукальциевого силиката (C2S) с оксидом кальция (CaO). При температуре около 1450 °C содержание жидкости составляет 25–30%. Клинкер образует комки (сгустки). 2 CaO.SiO2 + CaO---- 3CaO.SiO2 (C2S) (C3S) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- . Видно, что вышеперечисленные реакции не протекают раздельно, но некоторые из них могут накладываться друг на друга и протекать одновременно (например, 5 и 6). Во время охлаждения: Жидкость кристаллизуется, образуя в основном алюминат и феррит. Происходит полиморфное превращение алита и белита. #химияклинкера #химияцемента #цементныйзавод #Cememtpdm