Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова 2071-7318 40435 10.34031/2071-7318-2021-6-7-89-98 Химическая технология Chemical technology Химическая технология RESEARCH OF THE POSSIBILITY OF REDUCING THE CIRCULATION OF SULFUR OXIDE IN THE PRODUCTION OF WHITE CEMENT ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СНИЖЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИИ ОКСИДА СЕРЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БЕЛОГО ЦЕМЕНТА Новоселов А. Г. Novosyolov A. G. novosyolovag@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Олянина И. В. Olianina I. V. Новоселова И. Н. Novoselova I. N. Левина Ю. А. Vasina Yu. A. Дреер Ю. И. Dreer Yu. I. Лоик Т. А. Loik T. A. Куделина Я. И. Kudelina Yu. I. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова RU Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov RU Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov 6 7 89 98 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/40435/view

В статье рассмотрены возможности снижения циркуляции оксида серы при производстве белого цемента путем ввода щелочных оксидов калия K2O и натрия Na2O. Снижение циркуляции оксида серы SO3 достигается за счет увеличения выхода его в составе клинкера путем перевода SO3 из более возгоняемого соединения сульфата кальция CaSO4 в менее возгоняемые сульфаты калия K2SO4 и натрия Na2SO4. Оксиды калия и натрия вводились в составе карбонатов и полевого шпата. Количество введенных щелочных оксидов регулировалось по молярному соотношению A/S между оксидом серы SO3 и щелочными оксидами K2O и Na2O. Показано, что при одинаковом молярном соотношении между оксидом серы и щелочными оксидами количество выводимого с клинкером SO3 зависит от соотношения между оксидами калия и натрия. Чем выше содержание оксида натрия, тем больше оксида серы выходит с клинкером и меньше остается циркулировать в печи. Возгонка оксида серы снижается с 70,5% – без ввода щелочных оксидов, до 38,5% при максимальном соотношении A/S при добавлении оксидов калия и натрия в соотношении 80:20%. При добавлении оксидов калия и натрия в соотношении 20:80% возгонка оксида серы снижается до 7,7% при таком же соотношении A/S.

The article discusses the possibility of reducing the circulation of sulfur oxide in the production of white cement by introducing alkaline potassium oxides K2O and sodium Na2O. A decrease in the circulation of sulfur oxide SO3 is achieved by increasing its yield in the clinker by transferring SO3 from a more sublimated compound of calcium sulfate CaSO4 to less sublimated potassium sulfates K2SO4 and sodium Na2SO4. Potassium and sodium oxides are introduced in the composition of carbonates and feldspar. The amount of introduced alkali oxides is controlled by the molar ratio A/S between sulfur oxide SO3 and alkaline oxides K2O and Na2O. It is shown that with the same molar ratio between sulfur oxide and alkaline oxides, the amount of SO3 removed with clinker depends on the ratio between potassium and sodium oxides. The higher the sodium oxide content, the more sulfur oxide comes out with the clinker and less remains to circulate in the kiln. The sublimation of sulfur oxide decreases from 70.5% - without the introduction of alkaline oxides, to 38,5 % at the maximum A/S ratio with the addition of potassium and sodium oxides in a ratio of 80:20 %. When potassium and sodium oxides are added in a ratio of 20:80%, the sublimation of sulfur oxide is reduced to 7,7 % at the same A/S ratio.

 белый цемент обжиг белого клинкера снижение циркуляции оксида серы щелочные оксиды сухой способ производства настыли. : white cement white clinker burning reduced sulfur oxide circulation dry production covering

Зубехин А.П., Яценко Н.Д., Голованова С.П. Теоретические основы белизны и окрашивания керамики и портландцемента. М.: ООО РИФ «Стройматериалы». 2014. 152 с. Zubekhin A.P., Jatsenko N.D., Golovanova S.P. Theoretical Foundations of Whiteness and Coloring of Ceramics and Portland Cement [Teoreticheskie osnovy belizny I okrashivania keramiki I portlandtsementa]. M.: OOO Riph "Stroymaterialy". 2014. 152 p. (rus) Зубехин А.П., Голованова С.П., Кирсанов П.В. Белый портландцемент. Под ред. А.П. Зубехина. Ростов н/Д.: Ред. ж. «Изв. вузов Сев.-Кавк. Регион». 2004. 264 с. Zubekhin A.P., Golovanova S.P., Kirsanov P.V. White Portland cement [Belyi portlandtsement]. Edited by A.P. Zubekhin. Rostov-on-Don: Editorial office "Proceedings of universities North Caucasus region ". 2004. 264 p. Зубехин А.П., Голованова С.П. Белый портландцемент, его роль в архитектурно-строительном дизайне, производство и применение // Цемент и его применение. 2010. № 3. С. 35-37. Zubekhin A.P., Golovanova S.P. White Portland cement, its role in architectural and construction design, production and application [Belyi portlandtsement, ego rol' v arhitekturno-stroitel'nom dizaine, proizvodstvo I primenenie]. Cement and its application. 2010. No. 3. Pp. 35-37. (rus) Макфи Д.Е., Даффи Дон. А., Херфорт Д. Факторы, влияющие на цвет белых портландцементов // Цемент и его применение. 2010. № 3. С. 40-45. Makphi D.E., Daffi Don. A., Kherfort D. Factors Affecting the Color of White Portland Cements [Faktory, vliiaiuschie na tsvet belyh portlandtsementov]. Cement and its application. 2010. No. 3. Pp. 40-45. (rus) Chatterjee A.K., Cement Production Technology. Principles and Practice. Boca Raton: Taylor & Francis Group. 2018. 419 p. Chatterjee A.K., Cement Production Technology. Principles and Practice. Boca Raton: Taylor & Francis Group. 2018. 419 p. Klassen V.K., Ermolenko E.P., Novosyolov A.G., Mishin D.A. Problem of impurity of salts of alkali metals in cement raw materials // Middle-East Journal of Scientific Research. 2013. №17 (8). Pp. 1130-1137. URL: http://idosi.org/mejsr/mejsr17(8)13/18.pdf. Klassen V.K., Ermolenko E.P., Novosyolov A.G., Mishin D.A. Problem of impurity of salts of alkali metals in cement raw materials. Middle-East Journal of Scientific Research. 2013. No 17 (8). Pp. 1130-1137. URL: http://idosi.org/mejsr/mejsr17(8)13/18.pdf. Классен В. К. Технология и оптимизация производства цемента: учебное пособие. Белгород: Изд-во БГТУ. 2012. 308 с. Klassen V.K. Technology and optimization of cement production: a training manual [Tekhnologia i optimizatsia proizvodstva tsementa: uchebnoe posobie]. Belgorod: publishing house of BSTU named after V.G. Shukhov. 2012. 308 p. (rus) Классен В.К. Технология портландцемента: избранные труды. Белгород: Изд-во БГТУ. 2017. 530 с. Klassen V.K. Portland Cement Technology: Selected Works [Tekhnologia proizvodstva tsementa: izbrannye truly]. Belgorod: publishing house of BSTU named after V.G. Shukhov. 2017. 530 p. (rus) Locher G., Klein H. Modeling circulating sulfur, chlorine and alkali systems in the clinker burning process; part 1: comparison of measurement and calculation // Cement International. 2009. №3. Pp. 74-87. Locher G., Klein H. Modeling circulating sulfur, chlorine and alkali systems in the clinker burning process; part 1: comparison of measurement and calculation. Cement International. 2009. No 3. Pp. 74-87. Locher G., Klein H. Modeling circulating sulfur, chlorine and alkali systems in the clinker burning process; part 2: theory and discussion // Cement International. 2009. №4. Pp. 64-75. Locher G., Klein H. Modeling circulating sulfur, chlorine and alkali systems in the clinker burning process; part 2: theory and discussion. Cement International. 2009. No. 4. Pp. 64-75. Enders M., Haeseli U. Reactions of alkalis, chlorine and sulfur during clinker production // Cement International. 2011. №3. Pp. 38-53. Enders M., Haeseli U. Reactions of alkalis, chlorine and sulfur during clinker production. Cement International. 2011. No. 3. Pp. 38-53. Tokheim L.-A., Kiln system modification for increased utilization of alternative fuels at Norcem Brevik // Cement International. 2006. №4. Pp. 52-59. Tokheim L.-A., Kiln system modification for increased utilization of alternative fuels at Norcem Brevik. Cement International. 2006. No. 4. Pp. 52-59. Klein H., Hoenig V. Model calculations of the fuel energy requirement for the clinker burning process // Cement International. 2006. №3. Pp. 44-63. Klein H., Hoenig V. Model calculations of the fuel energy requirement for the clinker burning process. Cement International. 2006. No. 3. Pp. 44-63. Schneider C., Schulz M., Hamman B. Production of glass products - a possible new way of utilizing dusts from the cement industry. Cement International. 2007. No. 1. Pp. 64-73. Schneider C., Schulz M., Hamman B. Production of glass products - a possible new way of utilizing dusts from the cement industry. Cement International. 2007. No. 1. Pp. 64-73. Дуда В. Цемент. Пер с нем. Е.Ш. Фельдмана. Под ред. Б.Э. Юдовича. М.: Стройиздат. 1981. 464 с. Duda V. Cement [Tsement]. German translation E.Sh. Feldman. Edited by B.A. Judovich. M.: Stroyizdat. 1981. 464 p. (rus) Лугинина И.Г. Избранные труды. Белгород: Изд-во БелГТАСМ. 2002. 302 с. Luginina I.G. Selected Works [Izbrannye trudy]. Belgorod: publishing house of BSTU named after V.G. Shukhov. 2002. 302 p. (rus) Капан М. Циркуляционные явления при обжиге клинкера. Часть I // Цемент и его применение. 2017. №5. С. 44-49. Kapan M. Circulation phenomena during clinker buring. Part I [Tsirkuliatsionnye iavlenia pri obzjige klinkera. Chast’ I]. Cement and its application. 2017. No. 5. Pp. 44-49. (rus) Капан М. Циркуляционные явления при обжиге клинкера. Часть II // Цемент и его применение. 2017. №6. С. 34-41. Kapan M. Circulation phenomena during clinker buring. Part II [Tsirkuliatsionnye iavlenia pri obzjige klinkera. Chast’ II]. Cement and its application. 2017. No. 6. Pp. 34-41. (rus) Ботвинкин О. К., Клюковский Г. И., Мануйлов Л.А. Лабораторный практикум по общей технологии силикатов и техническому анализу строительных материалов. Под ред. Косякина З. К. М.: Стройиздат. 1966. 400 с. Botvinkin O.K., Klyukovsky G.I., Manuylov L.A. Laboratory workshop on general technology of silicates and technical analysis of building materials [Laboratornyi praktikum po obshcey tekhnologii silikatov i tekhnicheskomu analizu stroitel’nykh materialov]. Edited by Kosyakina Z.K. M.: Stroyizdat. 1966. 400 p. (rus) Новоселов А.Г, Васина Ю.А., Новоселова И.Н., Горяйнова Д.Н., Ершова Ю.И. Исследование возможности снижения циркуляции летучих соединений во вращающейся печи сухого способа производства // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2020. №7. С. 84-92. Novosyolov A.G., Vasina Yu.A., Novoselova I.N., Goriaynova D.N., Ershova Yu.I. Research of the possibility of reducing the circulation of volatile compounds in the rotary kiln of the dry method of production [Issledovanie vozmozjnosti snizjeniia tsirkuliatsii letuchih soedineniy vo vroshcayushceysia pechi suhogo sposoba proizvodstva]. Bulletin of BSTU named after. V. G. Shukhov. 2020. No.7. Pp. 84-92. (rus)