Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Проба карбонатного концентрата, полученного в лабораторных условиях ООО «ЕвроХим — НИЦ» при переработке апатит-карбонатитовых руд, характеризовалась следующим химическим составом, мас. %: 52,22 CaO, 42,30 потери при прокаливании (П, П, П), 0,09 SiO2, 0,02 AbO3, 0,40 Fe2O 3 , 1,25 MgO, 0,01 TiO2, 0,97 P 2 O 5 , 0,12 K 2 O, 0,54 Na 2 O, 0,02 SO 3 , 0,09 CuO, 0,09 MnO, 0,37 SrO, < 0,001 F, 1,35 прочие. Минеральный состав карбонатного концентрата представлен в основном кальцитом (СаСО3 ~ 93 мас. %), а также KNaCa 2 (PO 4)2 ~ 3 мас. %, MgCO3~ 1,5 мас. %, и др. ~ 2-3 мас. %. Карбонатный концентрат является технологический шламом, для проведения исследований был высушен до остаточной влажности 0,09 мас. %. КК представлял собой тонкодисперсный материал (фракция менее 0,063 мм составляет 83 мас. %) с удельной поверхностью 220 м2/кг, насыпной плотностью 1560 кг/см3. Радиационно-гигиенический анализ показал, что эффективная удельная активность природных радионуклидов карбонатного концентрата < 13,4 Бк/кг. Согласно НРБ-99/2009 карбонатный концентрат относится к первому классу материалов и может использоваться без ограничений по радиационному фактору для всех видов строительства. В данной работе оценена возможность получения строительной извести на основе карбонатного концентрата, являющегося продуктом переработки апатит-карбонатитовых руд,. В промышленных условиях известь получают путем обжига карбонатных пород при температуре 1000­ 1200 °С до полного удаления углекислого газа. Чем выше содержание в сырье карбоната кальция, тем более высококачественная известь может быть выработана из него. Количество и вид примесей, равномерность распределения их в сырье оказывают значительное влияние на технологию производства извести, выбор печей для обжига, оптимальную температуру и продолжительность обжига, а также на свойства получаемого продукта. Чем больше карбонатная порода содержит примесей доломита, глины, песка, тем ниже должна быть оптимальная температура обжига для получения мягкообожжённой извести [1-3]. Проведенный анализ показал, что по содержанию СаСО3 (не менее 92 мас. %), MgCO3 (не более 5 мас. %) и глинистых примесей (SiO2+ Al2O3+ Fe2O3не более 3 мас. %) карбонатный концентрат пригоден для получения строительной кальциевой извести первого сорта [4]. С целью определения оптимальных параметров получения извести была изучена кинетика обжига карбонатного концентрата. В процессе нагревания карбонатных пород происходит процесс теплового разложения карбонатов кальция и магния с поглощением тепла. На скорость разложения карбонатов решающее влияние оказывает температура. Время полного термического распада СаСО3 и MgCO3 зависит от температуры обжига, плотности карбонатной породы и размера ее кусков. Качество извести оценивали по содержанию свободных оксидов CaO и MgO, потере массы, температуре и скорости гашения по ГОСТ 22688-77 «Известь строительная. Методы испытаний». Карбонатный концентрат обжигали в лабораторной электропечи в рыхлом состоянии и в виде прессованных образцов-цилиндров диаметром 20 мм (формовочное давление 10 МПа), материал загружали в печь двумя способами: в холодную и предварительно нагретую до заданной температуры. Обжиг производился при температурах от 900 до 1200 оС через каждые 50 оС, время выдержки составляло 15, 30, 45, 60 мин, подъем температуры осуществлялся со скоростью 600 оС в час. После охлаждения в атмосфере, лишенной влаги и углекислоты, пробы подвергали исследованиям. Результаты исследований приведены в таблицах 1-4. Таблица 1 Содержание свободных оксидов кальция и магния в извести в зависимости от температуры и времени обжига, мас. % Продолжительность обжига, мин Температура обжига, оС 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1200* Материал, запрессованный в образцы-цилиндры, ставили в холодную печь 15 - 85,89 87,96 90, 20 90,52 90,73 90,04 90,66 30 82,27 87,64 89,06 90, 73 92,84 90,31 89,94 90,81 45 - 89,01 90,72 90,78 92,63 90,10 89,93 91,09 60 87,64 90,22 91,10 91,92 92,63 90,52 88,76 89,52 Материал в порошке ставили в го2рячую печь 15 - 17,3 31,17 68,92 74,27 88,31 86,32 - 30 37,71 37,95 60,60 83,13 87,89 88,41 86,22 - 45 - 49,81 82,40 92,09 92,43 88,73 85,24 - 60 82,27 83,50 84,71 92,12 92,59 88,20 82,73 - *Материал в порошке ставили в холодную печь. 898