Influence of industrial waste on the structure of environmentally friendly cement clinker

N.N. Zhanikulov; A.S. Kolesnikov; B.T. Taimasov; B.Y. Zhakipbayev; A.L. Shal

doi:10.31643/2022/6445.44

Авторлар

N.N. Zhanikulov Академик Е.А. Букетов атындағы Қарағанды университеті; М.В. Ломоносов атындағы Мәскеу мемлекеттік университеті
A.S. Kolesnikov М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті
B.T. Taimasov М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті
B.Y. Zhakipbayev Болашақ университеті
A.L. Shal М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті

DOI:

https://doi.org/10.31643/2022/6445.44

Түйінді сөздер:

клинкер, микроқұрылымды жақсарту, қалдықтарды жою, температураны төмендету, минерализатор.

Аннотация

Цемент өндірісінің негізгі проблемасы - энергия шығынын төмендету және атмосфераға шығарылатын CO₂ парниктік газдар мөлшерін азайту. Мәселені шешудің алғышарты: техногендік қалдықтар мен дәстүрлі емес шикізатты шикіқұрамның құрамында қолдану және СО₂газын шығару көзі әктастың мөлшерін 85% - дан 70-75% - ға дейін төмендету. Мақалада техногенді қалдықтарды және тефритобазальт, көмір өндірісінің қалдықтары және қорғасын шикіқұрамы сияқты дәстүрлі емес шикізат материалдарын физика-химиялық зерттеу нәтижелері келтірілген. Материалдардың химиялық және минералогиялық құрамы және олардың экологиялық таза клинкер алуға жарамдылығы анықталды. Энергияны аз қажет ететін ресурстарды үнемдейтін технологияларды қолдана отырып, цемент клинкерін алу мүмкіндігі көрсетілген. Әзірленген қоспалардағы клинкер процестері 1350°C температурада аяқталады, бұл қалдықтардағы көмірмен бірге бүріккішті (форсунка) отын шығынын азайтады және атмосфераға СО₂шығарындыларын азайтады. Әзірленген аз энергиялы қоспаларда 1 тонна клинкер алуға арналған шикізаттың меншікті шығыны 1516-1525 кг дейін төмендейді, бұл дәстүрлі шикізат қоспаларына қарағанда айтарлықтай төмен. Алынған клинкердің минералогиялық құрамы C₃S — 57,88%, C₂S — 18,82%, C₃A — 6,46% және C₄AF -11,61%. Көп тоннажды қалдықтарды кәдеге жарату қоршаған ортаның ластануын азайтуға және өңірдегі экологиялық жағдайды жақсартуға мүмкіндік береді.

Downloads

Download data is not yet available.

Биографии авторов

N.N. Zhanikulov, Академик Е.А. Букетов атындағы Қарағанды университеті; М.В. Ломоносов атындағы Мәскеу мемлекеттік университеті

PhD докторы, профессор ассистенті, Академик Е.А. Букетов атындағы Қарағанды университеті, Қарағанды, Қазақстан; Болашақ бағдарламасының стипендиаты, М.В. Ломоносов атындағы Мәскеу мемлекеттік университеті, Мәскеу, Ресей Федерациясы

A.S. Kolesnikov, М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті

профессор, техника ғылымдарынң кандидаты, М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті, Шымкент, Қазақстан

B.T. Taimasov, М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті

профессор, техника ғылымдарынң докторы, М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті, Шымкент, Қазақстан

B.Y. Zhakipbayev, Болашақ университеті

Қауымдастырылған профессор м.а., PhD докторы, Болашақ университеті, Қызылорда, Қазақстан

A.L. Shal, М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті

магистрант, М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті, Шымкент, Қазақстан

Библиографические ссылки

Kvoty na vybrosy CO2 i proizvodstvo tsementa v Kazakhstane. Novosti v zhurnal Tsement i yego primeneniye [Quotas for CO2 emissions and cement production in Kazakhstan. News in the magazine Cement and its application.]. https://jcement.ru/content/news/kvoty-na-vybrosy-i-proizvodstvo-tsementa-v-kazakhstane/. Accessed date: 15.02.2022. [in Russ.].

Kolesnikov A, Fediuk R, Kolesnikova O, Zhanikulov N, Zhakipbayev B, Kuraev R, Akhmetova E, Shal A. Processing of Waste from Enrichment with the Production of Cement Clinker and the Extraction of Zinc. Materials. 2022;15:324. https://doi.org/10.3390/ma15010324

Chernysheva N, Lesovik V, Fediuk R, Vatin N. Improvement of Performances of the Gypsum-Cement Fiber Reinforced Composite (GCFRC). Materials. 2020. https://doi.org/10.3390/ma13173847

Zapret na vyvoz tsementa iz Kazakhstana vozmozhen posle provedeniya otraslevogo analiza – MNE [A ban on the export of cement from Kazakhstan is possible after an industry analysis - ME]. https://time.kz/news/economics/2019/01/04/zapret-na-vivoz-cementa-iz-kazahstana-vozmozhen-posle-provedenija-otraslevogo-analiza-mne. Accessed date: 04.01.2019. [in Russ.].

Amran M, Murali G, Khalid Nur Hafizah A, Fediuk R, Ozbakkaloglu T, Lee Yeong Huei, Haruna S, Lee Yee Yong. Slag uses in making an ecofriendly and sustainable concrete. A review. Construction and Building Materials. 2021. https://doi.org/10.1016/J.CONBUILDMAT.2020.121942

Kontseptsiya po perekhodu Respubliki Kazakhstan k zelenoy ekonomike, utverzhdennaya Ukazom Prezidenta Respubliki Kazakhstan [The concept for the transition of the Republic of Kazakhstan to a green economy, approved by the Decree of the President of the Republic of Kazakhstan]. 2013;577. [in Russ.].

Leytan F. Vzglyad vpered: kakim budet tsementnyy zavod v blizhayshem budushchem. Tsement i yego primeneniye [Looking ahead: what will the cement plant look like in the near future. Cement and its application]. 2020;1:124-128. [in Russ.].

Tolstoy A, Lesovik V, Fediuk R, Amran M, Gunasekaran M, Vatin N, Vasilev Y. Production of Greener High-Strength Concrete Using Russian Quartz Sandstone Mine Waste Aggregates. Materials. 2020;13. https://doi.org/10.3390/ma13235575

Hatem M, El-Desoky Ibrahim, H Zidan, Ramadan E El-shafey. Appraisal of sedimentary and volcanic rocks at Al-Hemmah-Resan Ikteifa district, North Sinai, Egypt as raw materials in Portland cement clinker production. The Current Research. 2016;10:34-58.

Boikov A, Payor V, Savelev R. Synthetic Data Generation for Steel Defect Detection and Classification Using Deep Learning // Symmetry. – 2021;13:1176. https://doi.org/10.3390/sym13071176

Taimasov BT, Sarsenbayev BK, Khydyakova TM, Kolesnikov AS, Zhanikulov NN. Development and Testing of Low-Energy-Intensive Technology of Receiving Sulphate-Resistant and Road Portlandcement // Eurasian Chemico-Technological Journal. 2017;19(4):347-355. https://doi.org/10.18321/ectj683

Gineys N, Aouad G, Sorrentino F, Damidot D. Incorporation of trace elements in Portland cement clinker: Threshold limits for Cu, Ni, Sn or Zn. Cement and Concrete Research. 2011;41:1177-1184.

El-Alfi EA, Othman AG, Hassan AM, Saraya ME, Abd El-Gayed RR. Preparation and characterization of the low energy portland cement. Al-Azhar Bulletin of Science. 2010;21:275-286.

Fediuk R, Smoliakov A, Stoyushko N. Increase in composite binder activity // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016;156(1)012042.

Malagon B, Fernandez G, De Luis JM, Rodriguez R. Feasibility study the utilization of coal mining waste for Portland clinker production. Environmental science and pollution research. 2020;27:21-32.

Taimasov BT, Zhanikulov NN, Kaltay AR, Nurmagambet N, Kosymbekova A. Mineral'no – syr'yevyye istochniki dlya energosberega-yushchego proizvodstva portlandtsementnogo klinkera [Mineral and raw material sources for energy-saving production of Portland cement clinker]. Kompleksnoye ispolzovaniye mineralnogo syrya = Complex Use of Mineral Resources. 2016;2:95-101. [in Russ.].

Perez-Bravo R, Alvarez-Pinazo G, Compana JM, Santacruz I, Losilla ER, Bruque S, De la Torre AG. Alite sulfoaluminate clinker: Rietveld mineralogical and SEM-EDX analysis. Advances in Cement Research. 2014;26:10-20.

Bychkov VV. Metodicheskoye rukovodstvo po primeneniyu elektronnoy vychislitel'noy tablitsy RSS «Raschet syr'yevoy smesi tsementnogo zavoda». 2013. [in Russ.].

Pereskok SA, Bandurin AA, Filippov PA, Serkina NN, Shirshov DS. Metodicheskoye rukovodstvo po primeneniyu programmy «Shikhta 2» - Belgorod, BGTU im. VG Shukhova [Methodical guidance on the application of the program "Batch 2" - Belgorod, BSTU. VG Shukhov]. 2010:14. [in Russ.].

Matusiewicz A, Bochenek A, Szelag H, Kurdowski W. Pewne zagadnienia zwiazane z podwyzszona zawartoscia cynku w klinkierze I w produkowanym z niego cemencie. Cement Wapno Beton. 2011;78:332-341.

Gineys N, Aouad G, Sorrentino F, Damidot D. Incorporation of trace elements in Portland cement clinker: Threshold limits for Cu, Ni, Sn or Zn. Cement and Concrete Research. 2011;41:1177-1184.

Khudyakova TM, Zhakipbaev BE, Kenzhibaeva GS, Kutzhanova AN, Iztleuov GM, Kolesnikova OG, Mynbaeva E. Optimization of Raw Material Mixes in Studying Mixed Cements and Their Physicomechnical Properties. Refractories and Industrial Ceramics. 2019;60:76-81.

Kolesnikov AS, Zhakipbaev BYe, Zhanikulov NN, Kolesnikova OG, Akhmetova EK, Kuraev RM, Shal AL. Review of technogenic waste and methods of its processing for the purpose of complex utilization of tailings from the enrichment of non-ferrous metal ores as a component of the raw materials mixture in the production of cement clinker. Rasayan Journal of Chemistry. – 2021;14(2):997-1005.

Chatterjee AK. Cement production technology: principles and practice. 2018:419.

Taimasov BT, Borisov IN, Dzhanmuldaeva ZhK, Dauletiarov MS. Research on obtaining low energy cements from technogenic raw materials. Journal of Chemical Technology and Metallurgy. Bulgaria. 2020;55(4):814-823.