Физико-химические основы производства портландцемента
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО
Ивановский государственный химико-технологический университет
Кафедра технологии керамики и наноматериалов
Курсовая работа на тему:
Физико-химические основы производства портландцемента
Выполнила студ. гр. 4/12
Комарова А.С.
Руководитель Косенко Н.Ф.
Иваново - 2012
АННОТАЦИЯ
В данной курсовой работе рассмотрены физико-химические основы приготовления сырьевой смеси для производства портландцемента по мокрому способу и ее измельчение, обжиг сырьевой смеси и получение клинкера, измельчение клинкера.
Портландцементный клинкер является продуктом спекания при обжиге сырьевой шихты с преобладанием в ней высокоосновных силикатов кальция.
ВВЕДЕНИЕ
Портландцемент - гидравлический вяжущий материал, получаемый тонким измельчением портландцементного клинкера с гипсом и, если требуется, со специальными добавками.
Портландцементный клинкер является продуктом спекания при обжиге сырьевой шихты надлежащего состава, обеспечивающего преобладание в нем высокоосновных силикатов кальция, а также наличие алюминатов и алюмоферритов кальция. После охлаждения клинкер - спекшиеся гранулы и куски размером до 10-20 или до 50-60 мм - тонко измельчают с небольшой добавкой гипса.
В цементе должно быть содержаться до 45-65% алита, до 20-30% белита, суммарное содержание алита и белита в клинкере портландцемента может доходить до 80%, ограниченное количество С3А (в пределах 4-12%), а также небольшое содержание растворимых щелочей и крайне малое количество оксида железа (II).
Получение портландцемента возможно лишь в результате проведения целой совокупности процессов, которые должны быть проведены в определенных условиях.
Приготовление сырьевой смеси заданного химического состава и с определенными физическими свойствами (влажность, тонкость измельчения, текучесть) включает множество операций: добыча, транспортирование и хранение сырья; дозирование и смешение сырьевых компонентов в процессе измельчения; корректирование и гомогенизация. Далее смесь обжигают для получения клинкера, который измельчают.
Хороший результат можно получить лишь при тщательном регулировании физико-химических процессов.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ
При приготовлении сырьевых смесей важную роль играют энергоемкие операции измельчения - дробление, тонкое измельчение.
Процесс измельчения характеризуют степенью измельчения, приростом удельной поверхности, величиной удельных затрат энергии на измельчение, гранулометрией материала, прошедшего измельчение.
Дисперсность порошка, получаемого в результате измельчения, выражают функцией распределения или удельной поверхностью.
Твердые тела бывают хрупкие и пластичные (металлы). Хрупкие тела, разрушение которых происходит в результате увеличения упругих деформаций и роста напряжений до разрушающих. Однако разрушение хрупких тел сопровождается небольшой пластической деформацией. Чаще всего измельчение хрупких тел, в том числе горных пород, производят механическим воздействием - ударным, сжимающим, изгибающим. При измельчении в результате последовательных механических воздействий происходит целый комплекс явлений: пластическая и упругая деформация разрушаемого тела, деформация дробящихся тел, взаимодействие между средой (газом, жидкостью) и измельчаемым материалом, между образующимися тонкими частицами (агрегация частиц), между частицами материала и мелющими телами (налипание на мелющие тела). При механическом разрушении каменных материалов происходит образование и развитие трещин; этот процесс сопровождается комплексом явлений - тепловых, химических (разрыв связей), электрических.
Теоретическая прочность кристалла равна:
?T=(Е?s,/а),
где Е - модуль Юнга, Па; ?s - поверхностная энергия, Дж/м2; a - межатомное расстояние, см.
При накоплении внутренней энергии и упругих деформаций напряжения концентрируются в месте дефекта и могут достигнуть местного превышения предела прочности. Образуется и развивается трещина, происходит перераспределение энергии упругих деформаций, причем лишь часть энергии превращается в поверхностную энергию новых поверхностей. Только эта часть затрачиваемой энергии является полезной, остальная энергия рассеивается в виде тепла и расходуется на упругие деформации сжатия.
Существует два подхода для объяснения механизма разрушения твердых, тел. В твердом теле происходят непрерывный разрыв и восстановление связей вследствие теплового движения атомов. По кинетической теории прочности, при наложении напряжений вследствие передачи телу избыточной энергии число разорванных связей начинает преобладать и при достаточно больших напряжениях число разорванных связей становится достаточным для разрушения. С позиций этой теории прочность связана со временем действия нагрузок, поэтому вводится понятие о долговечности тела под нагрузкой. Так как при нормальных температурах разрушающая нагрузка слабо зависит от времени, а действие разрушающих нагрузок при измельчении твердых тел кратковременно, то эта теория не применяется при анализе явлений измельчения.
В дробилках материал подвергается всем видам деформаций, однако преобладают деф