Realizari ETAPA II

Obiectivele specifice acestei faze sunt următoarele:

• Prelevare si caracterizare fizico-chimica materii prime curente (calcar,argila)
• Calcul dozaje retete amestecuri brute
• Realizare amestecuri brute cu mineralizatori (tehnologie de laborator)
• Caracterizare aptitudine clincherizare (prin determinari de CaO liber la diferite temperaturi si prin analiza termo-gravimetrica ATD)

Aceasta etapa a fost realizata de CO – CEPROCIM SA si partenerul P2 – UP. În cadrul fazei nr. 2 a fost realizată tehnologia de laborator pentru obţinerea clincherelor de ciment portland de temperatură joasă, care se constituie intr-o modalitate reală de reducere a consumurilor energetice şi a emisiilor de CO₂ la fabricarea clincherului.
Au fost preparate amestecuri brute din materii prime uzuale (calcar, argilă si cenuşă de pirită) caracterizate prin grad de saturare in calce de 0,96 si modul de silice aproximativ 2 (amestec curent utilizat in fabricile de ciment din tara), care au fost aditivate cu diferite proporţii de substanţe mineralizatoare. In calitate de mineralizatori au fost utilizate substanţe din clasa fluorurilor (NaF şi KF), oxizilor (SnO₂, TiO₂ şi CuO) şi combinaţii mixte fluorură-oxid (NaF+SnO₂ şi NaF+CuO).
Evaluarea comportării tehnologice la clincherizare a amestecurilor brute cu mineralizatori s–a făcut comparativ cu cea a fainii nemineralizate şi a vizat influenţa exercitată de tipul şi proporţia mineralizatorilor asupra diferitelor etape de transformare a amestecului brut mineralizat în timpul arderii, cu formarea în final a clincherului portland şi anume:

• asupra procesului de decarbonatare (proces în fază solidă);
• asupra proceselor de formare a mineralelor în clincher în intervalul 1250^oC – 1400^oC (procese în faza solidă şi la apariţia fazei lichide), selectiv;
• asupra temperaturii de desăvârşire a clincherizării.

Aptitudinea la clincherizare a amestecurilor brute de materii prime a fost apreciată prin metoda practică de determinare a conţinutului în CaO liber.

S-a constatat o influenţă benefică a florurilor, in special a NaF dozat in proporţie de 0,5 – 0,8%, în domeniul temperaturilor cuprinse între 1100…1300^oC, ceea ce sugerează participarea mineralizatorului atât la desfăşurarea reacţiilor în stare solidă, cât şi după apariţia fazei lichide. Determinările de CaO liber la 1350^oC (30 minute palier) au confirmat faptul că amestecurile mineralizate cu fluoruri prezintă valori ale CaO sub 1%, în timp ce făina nemineralizată aceasta valoare este de peste 3%; prin urmare temperatura de clincherizare a făinilor mineralizate cu NaF sau KF este 1350^oC, ceea ce înseamnă o reducere a temperatura de clincherizare a amestecului brut cu 100^oC, cu efecte benefice asupra consumurilor calorice şi asupra emisiilor de CO₂.
In ceea ce priveşte influenţa exercitată de mineralizatorii de tip oxid, s-a observat că amestecurile brute care conţin CuO prezintă cea mai bună aptitudine la clincherizare in intervalul 1200 – 1350^oC, comparativ cu amestecurile care conţin aceleaşi procente de TiO₂ şi SnO₂. Reactivitatea amestecurilor brute cu oxizi este inferioară celor cu fluorură, scăzand pentru aceleaşi proporţii utilizate (0,5 – 0,8 -1,0%) in seria: CuO ≥ TiO₂ > SnO₂. Si in acest caz se poate reduce tempratura de clincherizare cu 20 – 50^oC, funcţie de proporţia oxidului utilizat.
Utilizarea combinată a fluorurii de sodiu cu oxid de staniu, respectiv oxid de cupru in amestecul brut favorizează desfăşurarea proceselor chimice în stare solidă (1100 – 1250^oC), dar şi după apariţia fazei lichide (1250 – 1400^oC). Practic, amestecul brut se consideră clincherizat în intervalul de temperatură 1350 – 1400^oC. Efectul mineralizator exercitat de combinatia fluorura+oxid este superior acţinii individuale exercitată de fiecare componentă in parte.
Toate aceste informaţii se constituie intr-un suport de date pentru realizarea unor clinchere de ciment portland in conditii avantajoase din punct de vedere energetic şi al emisiilor de CO₂.