НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ИННОВАЦИОННЫЙ ЦЕНТР

Проекты центра

1. Прикладной проект. Разработка энерго- и ресурсосберегающей технологии активации и утилизации золошлаков и золоуноса ТЭС, их комплексное использование в производстве строительных материалов (композиционных вяжущих, безобжиговых стеновых материалов, легкобетонных изделий и сухих строительных смесей). Научный руководитель – к.т.н. Пулатов З.П. (2009-2011гг). Искандарова М.-вед.научн.сотр.

Цель проекта: Разработка составов и энерго- и ресурсосберегающей технологии комплексного использования золоотходов ТЭС при производстве  добавочных цементов, сухих строительных смесей, безобжигового строительного кирпича и ячеистого бетона неавтоклавного твердения.

Участвовала при выполнении заданий данного проекта на должности гл. научного сотрудника с 2011г. и занималась в основном составлением календарного плана работ, рабочей программы исполнителей проекта, контролем выполнения заданий по проекту, анализом, обработкой экспериментальных данных, оформлением научных статей, тезисов докладов и заключительного отчета.  В целом, по проекту проведены исследования по изучению состава и свойств золоотходов ТЭС, разработке способов получения и технологии производства добавочных цементов, сухих строительных смесей, ячеистых бетонов и безобжигового кирпича на их основе.  На основе экспериментальных исследований установлена принципиальная  возможность получения добавочных цементов, сухих строительных смесей (ССС), ячеистого бетона, безобжигового лицевого кирпича с высокими эксплуатационными свойствами и широкой цветовой гаммы путем применения способа гиперпрессования с максимальным использованием золошлаковых и золоуносовых отходов.   

Проведены опытно-промышленные испытания по возможности получения добавочных цементов с использованием золоотходов ТЭС на ОАО «Кувасайцемент» и ОАО «Кизилкумцемент» путем выпуска опытных партий добавочных цементов, по строительно-техническим свойствам соответствующих требованиям ГОСТ 10178-85. Разработаны технологические схемы получения безобжигового строительного кирпича, добавочных цементов и ячеистых газозолобетонных смесей и изделий на их основе с использованием золоотходов, технологические схемы их производства и технологические инструкции по осуществлению процесса их производства

Проведены опытные испытания по выпуску опытных партий сухих строительных смесей и контрольные испытания конструкционно-теплоизоляционного бетона на основе золошлаковых отходов Ангренской ТЭС в аккредитованной испытательной лаборатории НИиИЦ «Стром». Рассчитана экономическая эффективность технологий производства безобжигового строительного кирпича (на 30 млн. шт. безобжигового кирпича в год с использованием золоотходов, ожидаемый  экономический эффект - 2 млрд. 750 млн. сум) и добавочных цементов  с комплексным использованием золоотходов ТЭС: взамен  глиежа - 617 400 тыс. сумм     при объеме производства 600 тыс. тонн/год, взамен привозных ЭТФ шлаков - 2, 961 млрд. сум.

 

            2.Инновационный проектФА-4И-ТО5 «Крупномасштабное освоение технологии комплексного использования нетрадиционного сырья – изверженных горных пород при производстве портландцемента.  Научный руководитель: к.т.н.Пулатов З.П.  (2011-2012гг).Искандарова М. – гл.н.с.

Цель проекта:Разработка и широкое внедрение технологии использования изверженных горных пород в качестве алюмосиликатного и железосодержащего компонентов при производстве портландцементного клинкера.

Основные результаты.Изучены диабаз-порфириты Карахтайского проявления и Писталитауского месторождения и по химико-минералогическому составу установлена их пригодность для производства портландцементного клинкера. Определена температура плавления изверженных горных пород (1150-1210)0С, которая значительно ниже температуры плавления традиционных железосодержащих корректирующих добавок (1380-1450)0С, используемых в клинкерном производстве. Установлено, что из двухкомпонентных сырьевых смесей (известняк и диабаз-порфирит) могут быть получены кондиционные клинкера на производство общестроительного цемента по ГОСТ 10178-85, что позволяет полностью исключить дефицитные железосодержащие компоненты из состава сырьевых смесей цементного клинкера. Сырьевые шламы, в состав которых входит диабаз-порфирит как алюмосиликатный и железосодержащий компонент,, обладают высокой реакционной способностью.

На ОАО «Ахангаранцемент» выпущена опытно-промышленная партия клинкера (4 000 тн.) с использованием известняка Шавазсайского месторождения и диабаз-порфирита Карахтайского проявления. При этом портландцементы на его основе по строительно-техническим свойствам соответствуют требованиям ГОСТ 10178-85 и в 28 суточном возрасте нормального твердения имеют прочность при сжатии (43,7-47,9) МРа, что превосходит регламентируемый показатель для цементов марки 400 (39,2 МРа). По морозостойкости, прочности при твердении в водных, воздушных и переменных условиях цементов на основе клинкеров с использованием диабаз-порфирита не ниже показателей цементов на основе традиционного сырья. Проведенными исследованиями и испытаниями установлена реальная возможность, технологическая целесообразность и экономическая эффективность использования нетрадиционного сырья – изверженных горных пород (диабаз-порфиритов) в цементном производстве в качестве алюмосиликатного и железосодержащего компонента сырьевой смеси. 

Разработаны «Стандарт предприятия» и «Технологическая инструкция по производству портландцементного клинкера с использованием диабаз-порфирита на ОАО «Аханагарнцемент». Ориентировочная экономическая эффективность от внедрения технологии использования диабаз-порфирита в клинкерном производстве только на ОАО «Ахангаранцемент» составит  29,7 млрд. сум в год.

 

3. Инновационный проектИФА- 2012-2-4«Разработка и освоение технологии производства сульфатостойкого цемента с композиционными добавками» (РуководительИскандарова М. – 2012-2013 гг).

Цель проекта.Разработка состава и освоение технологии производства сульфатостойкого цемента с композиционными добавками путем гидратационного легирования рядового портландцементного клинкера активными композиционными добавками, каждый из ингредиентов которых вносят свой вклад в формирование цементного композита на различных стадиях процесса гидратации и структурообразования, способствуют повышению его сульфатостойкости.

Основные результаты. На основании результатов испытаний цементов лабораторного изготовления и опытно-промышленного выпуска с использованием композиционных минеральных добавок, установлена возможность совместного использования изверженных вулканических горных пород (диабаз-пироксенита, диабаз-порфирита) в композиции с золошлаком Ангренской ТЭС  и кварц-полевошпатовым песком  в качестве  ингредиентов композиционной минеральной добавки к рядовому портландцементу для повышения его прочности и улучшения строительно-технических свойств, в том числе и его устойчивости против агрессивного воздействия сульфатных сред. Установлено, что использование  композиционных добавок позволяет получить как портландцементы общестроительного назначения марки ПЦ 400 КД 20, так и сульфатостойкие цементы (ССПЦ 300-КД 20, ССПЦ 400-КД 20, ССПЦ 500-КД 20), отвечающие требованиям ГОСТ 22266-94  на  сульфатостойкие цементы с минеральными добавками. При этом выявлено, что с увеличением тонкости помола цементов с композиционными добавками повышаются прочностные показатели и коррозионная стойкость цементов при твердении в сульфатных и магнезиально-сульфатных агрессивных средах.

        Установлен механизм гидратационного взаимодействия ингредиентов композиционных добавок с минералами портландцементного клинкера. Выявлено, что гидравлическая активность добавок, содержащих силикаты в виде стекла, намного выше обычных, представленных кристаллическими формами за счет того, что стекло реагирует с Са(ОН)2, выделяющимся при гидратации клинкерной составляющей цемента с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция. При наличии повышенного содержания оксида алюминия в реакционной среде, содержащей композиционные добавки, они проявляют высокую гидратационную активность. Ионы А13+ под действием щелочной среды выделяются в раствор, способствуя связыванию Са(ОН)2,ускорению образования эттрингита и гелеобразной фазы.   При совместном тонком помоле клинкера и композиционных добавок, благодаря равномерному распределению частиц их ингредиентов по всему объему цементного камня,  образование эттрингита происходит уже в первые сроки твердения в эластичной, еще не полностью затвердевшей цементной массе, что приводит  к повышению степени уплотнения и упрочнения цементного камня по сравнению с образцами на основе цемента, содержащего один вид активной минеральной добавки. Использование местных природных сырьевых и техногенных ресурсов в качестве ингредиентов композиционных добавок  позволит не только переводить рядовой портландцемент в разряд  сульфатостойких, но и получить  большой экономический эффект за счет частичной замены  дорогостоящей составляющей портландцемента – высокотемпературного клинкера.

Кроме того, в процессе совместного помола клинкера частички изверженной горной породы с твердостью по шкале Мооса 6–7, под давлением (ударом) мелющих тел, воздействуют на поверхность измельченных частиц клинкера с усилием, значительно превышающим возникающих при помоле нагрузки как ударного, так и истирающего характера. В итоге совокупность этих факторов приводит к увеличению активности клинкерной части цемента. При содержании изверженной горной породы 5-10% в составе композиционной добавки, уровень абразивного воздействия ее частичек повышается, что обуславливает повышенную степень измельчения клинкера и содействует механоактивации цемента, при твердении которого ускоряется формирование прочного композита за счет интенсивного образования низкоосновных гидросиликатов кальция, уплотняющих цементный камень.

Цементы опытно-промышленного производства испытаны в аккредитованных лабораториях ОАО «Кизилкумцемент», ОАО «Кувасайцемент» и НИиИЦ «Стром» ИОНХ АН РУз. При этом  установлено, что ввод до 10% изверженной горной породы диабаз-пироксенитового и диабаз-порфиритового состава, способствует значительному повышению прочностных показателей добавочных цементов М 400, что привело к (10-15) % экономии клинкера. Для серийного производства на ОАО «Кизилкумцемент» и ОАО «Кувасайцемент» рекомендованы наиболее эффективные составы цементов с композиционными добавками,  содержащие не менее 20% композиционных минеральных добавок, оптимально сочетающие ингредиенты «изверженная горная порода + гипс + золошлак + глиеж»;   «изверженная горная порода + золошлак  + кварц-полевошпатовый песок  + гипс».  

Проведенными опытно-промышленными испытаниями установлено, что изверженная горная порода диабаз-пироксенит может эффективно использоваться как  активная минеральная добавка при производстве цементов марки 400 и выше, по строительно-техническим свойствам соответствующих требованиям  TSh 7-200:2007. С учетом положительных результатов опытно-промышленных испытаний внесены изменения в действующий нормативный документ O‘zDSt 901-98 «Добавки для цементов активные минеральные добавки и добавки-наполнители». Технические условия и TSh 7-200:2007 «Портландцементы с композиционными добавками». Технические условия», в которых в перечень активных минеральных добавок включены  изверженные горные породы диабаз-пироксенитового состава.

На основе рекомендаций, разработанных в рамках данного инновационного проекта и полученных положительных результатов опытно-промышленных испытаний, технология получения портландцементов с композиционными добавками внедрена на АО «Кизилкумцемент», где в настоящее время налажен серийный выпуск и ежемесячно отгружаются потребителям портландцемент с добавкой диабаз-пироксенита и с композиционными добавками с его участием в объеме 45-50 тыс. тонн. Позже по данной технологии стали выпускаться портландцементы с композиционными добавками на АО «Ахангаранцемент»

 

4. Инновационный проектИФА-2012-2-5  «Разработка и освоение технологии производства и применения импортозамещающего утяжелителя для буровых глинистых растворов и утяжеленных тампонажных цементов на его основе» (Руководитель: в 2012 г-Пулатов З.П., с 2013г – Искандарова М.)

Цель проекта.Разработка оптимальных составов и освоение технологии производства и применения импортозамещающих и экспортоориентированных утяжелителей для буровых растворов и утяжеленных тампонажных цементов с комплексным использованием местных, легкодоступных сырьевых материалов и техногенных отходов.

Основные результаты.В результате выполнения заданий по проекту установлено, что наиболее оптимальными сырьевыми компонентами для использования в качестве местных ингредиентов для утяжелителей буровых растворов изучены отходы Узбекского металлургического завода (УМЗ) в виде окалины и пыли электрофильтров с истинной плотностью, а также природные гематитовые породы Чимкурганского и Кутырбулакского месторождений. В качестве железистых утяжелителей, по физико-механическим и эксплуатационным свойствам соответствующих ТУ 39-035-74, рекомендованы: 1) окалина УМЗ с истинной плотностью 4,5 g/cm3; 2) пыль электрофильтров УМЗ с истинной плотностью 4,1 g/cm3; 3) композиционные утяжелители с истинной плотностью (4,00-4,40) g/cm3 на основе окалины УМЗ и гематитовых пород. В составе композиционных утяжелителей массовая доля окалины АО «Узметкомбинат» изменяется (от 90 до 50) % при этом содержание гематитовых пород варьирует (от 10 до 50) %. Тонкость измельчения утяжелителей должна быть не более 7 % масс. по остатку на сите № 008. Повышение тонкости измельчения железистых утяжелителей по остатку на сите № 008 не более 7 % масс. при незначительном снижении истинной плотности увеличивает скорость растворения железистых утяжелителей в НСlи ускоряет процессы ликвидации кольматации трещин и щелей при бурении скважин. Поэтому при серийном производстве помол утяжелителей на местном сырье рекомендуется производить в мельницах, работающих по схеме замкнутого цикла помола (с сепараторами). Физико-механическими испытаниями установлено полное соответствие технологических характеристик опытных партий композиционных утяжелителей «ОК», «Композит-2О», «Композит-3О» требованиям ТУ 39 035-74. В отличие от кислотонерастворимого баритового утяжелителя, они обладают высокой растворимостью в  10 % растворе НCl. В течение 1 суток при комнатной температуре растворимость достигает  (48,20-56,00) %,  что  является  главным   преимуществом  разработанных композиционных утяжелителей перед привозным баритом (растворимость которого в НClсоставляет до 6 %)  при ликвидации кольматации скважин в продуктивных пластах. 

            Установлено соответствие указанных сырьевых компонентов для производства утяжеленных тампонажных цементов требованиям, предъявляемым  ГОСТ 1581-96  и сделано заключение об их пригодности для разработки утяжеленных   тампонажных  цементов. Установлено, что при  содержании в цементе  до 66 %  добавок- утяжелителей прочность  при изгибе утяжеленных тампонажных растворов уменьшается до стандартного предела  (2,0 МРа).  Дальнейшее увеличение  количества утяжелителей (более 66 %) в цементе  приводит к  резкому снижению прочности на изгиб. Оптимальными являются составы утяжеленных тампонажных цементов с содержанием в них добавок-утяжелителей в количестве (40-60)%, которые по  химическим параметрам, структурным и физико-механическим показателям, соответствуют требованиям ГОСТ 1581-96 «Портландцементы тампонажные. Технические условия».

Изучена   размолоспособность   клинкера в присутствии добавок-утяжелителей при их раздельном и совместном помоле.  Определены технологические параметры измельчения материалов при раздельном и совместном измельчении сырьевых компонентов (зерновой состав  по остатку на сите № 008 (5,7-11,0 %) и удельные расходы электроэнергии (28,08-56,16) kwh/t). По значениям коэффициента  размолоспособности  клинкер (k=1)  можно отнести к материалам средней размалываемости;  гипсовый камень и окалину (k=1,8   k=1,2,  соответственно) – повышенной;   гематитовую породу (k= 0,72) – пониженной размолоспособности. Чем выше коэффициент размолоспособности, тем быстрее измельчается материал и тем больше производительность мельницы. Осуществлен подбор оборудования для организации серийного производства утяжеленных тампонажных цементов различных марок. Рассчитана производительность типовой шаровой мельницы при получении утяжеленных тампонажных цементов при различных способах (раздельном, совместном) и технологических схемах (по открытому и замкнутому циклам) помола. Производительность типовой шаровой мельницы при раздельном помоле сырьевых  материалов составила: при открытом цикле в пределах (108-146) t/h; при замкнутом цикле – (118-160)t/h. При совместном помоле клинкера и утяжелителя производительность мельницы при открытом цикле  оставляет (110-146) t/h; при замкнутом цикле-(118- 160) t/h. При работе по замкнутому циклу производительность мельницы повышается на (10-15) %.  Исходя из полученных данных,  разработаны рекомендации по выбору оборудования и способа производства утяжеленного тампонажного цемента с использованием новых утяжелителей.

         Для выпуска  опытно-промышленных партий утяжелителей и утяжеленных тампонажных цементов разработаны и утверждены НД:  ТИ 64-01:2012 «Технологическая инструкция  по  производству композиционных утяжелителей и утяжеленных тампонажных цементов», а также технические условия TSh7-01:2012 «Композиционные утяжелители для буровых глинистых растворов. Технические условия», которые в последующем переработаны и переведены в категорию стандарта организации (ТS).

            Разработана принципиальная технологическая схема производства железистых утяжелителей, в соответствии с которой в 2012-2013гг г выпущены опытные партии железистых утяжелителей с истинной плотностью  (4,76 - 4,20) g/cm3  на ОАО «Ангренцемент» и ДП «Нефтегазминерал», которые испытаны в качестве утяжеляющих добавок в составе буровых растворов и тампонажных цементов при бурении и цементировании скважин на нефтегазовых участках Гаджак и Миршади ОАО «Сурхан ПИ».  Очередная партия утяжелителя «Окалина» выпущена в помольном отделении ДП «Нефтегазминерал» и отправлена на нефтегазовые участки ОАО «Коканд ПИ» для проведения испытаний по получению утяжеленных буровых растворов и утяжеленных тампонажных цементов с его использованием.
 

            5. Прикладной проект.«Рациональная технология комплексного использования переработанных сталеплавильных шлаков при производстве клинкера и цемента». Руководитель: к.т.н. Пулатов З.П. (2012 г), д.т.н., проф. Искандарова М.- 2013-2014 гг .

Цель  проекта. Разработка технологически, экономически и экологически целесообразной технологии получения клинкера и цемента с комплексным использованием переработанных сталеплавильных шлаков в качестве корректирующих добавок и основного компонента цементной сырьевой смеси и активных минеральных добавок-наполнителей  к цементу.

Основные результаты. Теоретически обоснованы цель и задачи исследования.  Проведены комплексные исследования физико-химических и технологических свойств   обогащеных методом магнитной сепарации шлаков сталеплавильного производства (ПС-шлак) АО «Узметкомбинат».  Тсходя из химико-минералогического состава, установлена пригодность данного отхода к использованию в цементном производстве в качестве железосодержащего минерализатора и условного алюмосиликатного компонента сырьевой смеси для получения клинкера и добавки в цемент. Определена гидравлическая активность ПС-шлаков по критерию Стьюдента, которая соответствует требованиям НД на минеральные добавки-наполнители к  цементу. Рассчитаны составы сырьевых смесей для получения клинкера с использованием этих шлаков и химико-минералогические составы клинкеров на их основе. Исходя из расчетного минералогического состава клинкеров, сформированы опытные сырьевые смеси, изучена их реакционная способность, выбрана оптимальная температура клинкерообразования при обжиге. Синтезированы оптимальные составы клинкеров и изучены физико-механические и физико-химические свойства цементов на их основе. Исследовано влияние дисперсного состава ПС-шлаков на физико-механические свойства рядового портландцемента, определена оптимальная их дозировка в добавочном цементе, изучены физико-механические и физико-химические свойства добавочного цемента оптимального состава с выявлением закономерностей корреляционной зависимости «состав-структура-свойства». Разработаны технологическая схема производства клинкера и добавочного цемента с  комплексным  использованием ПС-шлаков и практические рекомендации по освоению разработанной технологии на АО «Бекабадцемент». Разработан проект стандарта организации на использование ПС-шлаков в качестве добавки-наполнителя к портландцементу, на основе которого выпущены опытные партии добавочного цемента   (3 тонны) в  помольном отделении ООО «ASFA-MAXSTONE»,   прочность которого в 28 суточном возрасте нормального твердения составила 40,2 МРа, что соответствует требованиям ГОСТ 10178-8  на цемент марки ПЦ400-Д20. 

 

6. Инновационный проект: 2-ФА-0-52470 «Промышленное освоение энерго- и ресурсосберегающей технологии производства клинкера и цемента с комплексным использованием сталеплавильных шлаков АПО «Узметкомбинат». (2013-2014гг)Руководитель проекта: д.т.н., проф. Искандарова Мастура

Цель проекта. Оптимизация составов и химико-технологических параметров обжига сырьевых смесей с использованием сталеплавильных шлаков в качестве комплексного (железосодержащего и алюмосиликатного) сырья для получения портландцементного клинкера и технологических параметров помола добавочных цементов и выпуск опытно-промышленных партий добавочных  цементов, по физико-механическим показателям соответствующих требованиям ГОСТ 10178-85.

Основные результаты. Испытания проведены на представительных пробах известняка месторождения «Балыклытау», лесса Хилковского месторождения, переработанных сталеплавильных шлаков АО «Узметкомбинат», на основе которых рассчитаны составы сырьевых смесей исходя из их химического состава и соответствия требованиям O’zDSt 2950:2015 «Материалы сырьевые для производства портландцементного клинкера. Технические условия». Оптимизирован состав сырьевой смеси для производства клинкера на общестроительный цемент и путем изучения ее реакционной способности по критерию усвоения свободного оксида кальция  установлена оптимальная температура обжига портландцементного клинкера, которая составляет 1420оС. Определены нормы расхода сырьевых компонентов для получения  1 тонны клинкера для общестроительного цемента (без учета влажности и технологических потерь сырья), которые составляют, 1,0732 – 1,1038 t/t известняка, 0,2271 – 0,3383 t/t лесса, 0,0775 – 0,2122 t/t переработанных сталеплавильных шлаков и 1,4913 – 1,5614 t/t сырьевой смеси. Отмечено, что расчетные показатели расхода сырья и сырьевой смеси при использовании сталеплавильных шлаков не превышают нормы расхода сырья и сырьевых смесей при серийном производстве клинкера на АО «Бекабадцемент» из традиционно применяемых сырьевых компонентов.

Изучены реологические свойства шлама на основе сырьевой смеси нового состава.Установлено, что влажность кондиционного шлама оптимального состава (КН=0,92; n=2,7; р=1,23) из традиционных сырьевых материалов, используемых на АО «Бекабадцемент» и ПС-шлаков не превышает нормативные требования (35%), предъявляемые «Технологической инструкцией по производству портландцемента на АО «Бекабадцемент» к водопотребности шламов для производства клинкера на общестроительный  цемент.

Проведены технологические испытания по определению полноты завершения процессов минералообразования при обжиге сырьевой смеси оптимального состава путем рентгенофазового метода идентификации клинкерных минералов. Экспериментально доказано, что при использовании ПС-шлаков в качестве алюмосиликатного и железосодержащего компонента температура спекания сырьевых смесей снижается на 30оС по сравнению с температурой обжига традиционных сырьевых смесей. Путем обжига сырьевой смеси оптимального состава синтезирована опытная партия клинкера, по химико - минералогическому составу соответствующая требованиям ГОСТ 10178-85 на клинкер для общестроительного цемента, что позволило выдать рекомендациипо реальной возможности организации производства кондиционного клинкера на АО «Бекабадцемент» по энерго- и ресурсосберегающей технологии. Изучены физико-механические свойства цемента на основе опытного клинкера и установлено соответствие основных его свойств требованиям ГОСТ 10178-85. Гидравлическая активностьцемента из опытной партии клинкера, имеющего в 28 суточном возрасте нормального твердения прочность при сжатии 42,0 МРа, соответствует требованиям ГОСТ 10178-85 на цемент марки ПЦ 400 Д0. Разработаны уточненная технологическая схема, технологическая инструкция на производство клинкера по «сухому» способу, предусматривающие использование ПС-шлаков в качестве условного алюмосиликатного компонента и железосодержащего минерализатора для производства кондиционного клинкера. Разработаны рекомендации по организации производства клинкера, исходя из условий и наличия сырьевых материалов, на АО «Бекабадцемент».

Испытаниями по определению критерия Стьюдента (t = 2,02 < 2,07) установлено, что ПС-шлаки не могут быть использованы вкачестве активной  минеральной  добавки к цементу, а могут быть использованы как добавки-наполнители. При этом установлено, что содержание в пробах оксида магния (6,8-9,43)% ограничивает их  ввод в клинкер и цемент, поскольку ГОСТ 10178-85 допускает содержание MgO в цементе не более (5-6)%. При совместном помоле клинкера с добавкой ПС-шлаков (в среднем 15)% удельные энергозатраты на помол до 10% по остатку на сите № 008 составляют в среднем 35,0 kW∙h/t, что характеризует шихты как трудноразмалываемые. Физико-механическими испытаниями по ГОСТ 310.1-310.4 установлено, что имеется реальная возможность получения цементов  марки «400» с добавкой (10-15)% ПС-шлаков. 

Для внедрения технологии комплексного использования переработанных сталеплавильных шлаков АО «Узметкомбинат» в производство клинкера и добавочных цементов разработан проект Стандарта организации Ts «Шлаки сталеплавильные переработанные. Технические условия» и «Технологическая инструкция по комплексному использованию шлаков сталеплавильных переработанных в производстве клинкера и добавочных цементов».

Для апробации результатов исследований по получению добавочных цементов АО «Узметкомбинат» безвозмездно выделил 5 тонн ПС-шлаков, с использованием которых выпущены опытно-промышленные партии добавочных цементов ПЦ 400Д20 на технологической линии ООО «ASFA-MAX STONE» (3 тонны)  и  в помольном  отделении ООО «ZAFAR QURILISH INVEST» (20 тонн).Физико-механическими испытаниями опытных партий добавочных цементов установленоих соответствие требованиям ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия». Исследованиями и испытаниями, проведенными при выполнении данного инновационного проекта, установлена  экологическая,  технологическая и экономическая целесообразность комплексного использования переработанных сталеплавильных шлаков АО «Узметкомбинат» в производстве портландцементного клинкера и добавочных цементов. Разработан пакет проектов нормативно-технологической документации для внедрения в производство ресурсо- и энергосберегающей  технологии  комплексного использования ПС-шлаков АО «Узметкомбинат». Установлено, что ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения разработки в клинкерное  и цементное производство  только на АО «Бекабадцемент» составит  более 22 млрд. сум.

 

            7. Прикладной проект.ФА-А13-139 «Энерго- и ресурсосберегающая технология использования хвостов обогащения вольфрамовых руд для производства добавочного цемента». Научн. руководитель: д.т.н., проф. Искандарова М. .

Цель  проекта - физико-химическое обоснование и разработка энерго- и ресурсосберегающей технологии производства клинкера и цемента с комплексным использованием  отходов вторичного обогащения лежалых хвостов вольфрамовых руд.

Основные результаты. Теоретически обоснованы выбор направления и цель исследований – технологической, экологической и экономической эффективности использования отходов флотационного обогащения вольфрамовых руд Ингичкинского месторождения (ООВР) для производства различной строительной продукции, в частности, в цементной промышленности в качестве условного алюмосиликатного и железистого компонентов сырьевой смеси для обжига клинкера и  добавки - наполнителя для получения добавочных цементов общестроительного назначения. Изучены химико-минералогические составы, физико - химические свойства отходов вторичного обогащения вольфрамовых руд  Ингичкинского месторождения. Установлено, что они представляют собой песок полифракционного состава зеленоватого цвета с размерами зерен (0-0,63) mm. По данным химического анализа в составе усредненной пробы данного отхода содержание оксидов кремния, алюминия, железа и кальция достаточно высокое.   Его минералогический состав представлен в основном кварцем, кальцитом, полевыми шпатами, гидрослюдами.

На основе расчета составов сырьевых смесей и технологических испытаний, установлена реальная возможность производства клинкера с использованием с использованием ООВР в качестве комплексного сырья – условного алюмосиликатного компонента и железистого минерализатора. Благодаря значительному содержанию оксида железа в их составе, процесс клинкерообразования при обжиге новых сырьевых смесей завершается при относительно низкой температуре обжига – 1360-1400оС.  Несмотря на относительно низкую температуру обжига сырьевых смесей (в среднем 1380оС), процесс минералообразования протекает интенсивно  с полным усвоением свободной извести и хорошей кристаллизацией клинкерных минералов. При обжиге формируется такая же микроструктура клинкеров, как у портландцементных клинкеров на основе традиционных сырьевых материалов.

Физико-механические свойства цементов на основе синтезированных клинкеров, не отличается от таковых портландцементов, производимых на цементных заводах республики на основе клинкеров с использованием традиционных алюмосиликатных компонентов и дорогостоящих железистых минерализаторов. В связи с тем, что обжиг клинкера будет происходить при пониженной температуре (13800С), чем при  обжиге клинкера с применением традиционных минерализаторов (tобжига 14500C), то процесс протекает с резким повышением производительности печных агрегатов. Ввиду того, что флотоотходы вольфрамовых руд Ингички представляют собой мелкий песок, который не требует дробления при использовании в клинкерном производстве, из технологической схемы производства цементного клинкера исключается операция по предварительному дроблению материала. Использование флотооходов Ингичкинского рудоуправления позволяет:

- при нормальной расстекаемости шлама снизить его влажность на  2%;

-  увеличить производительность  печи на  (11 – 12,5) %;

-  снизить расход топлива на обжиг клинкера на  (6 – 10) %.

  Теоретически и экспериментально обоснована целесообразность использования ООВР  в качестве минеральной добавки для получения общестроительных добавочных цементов. Для определения соответствия качества исследуемой добавки требованиям  O'zDSt 901-98, были проведены испытания по определению их гидравлической активности по ГОСТ 25094-94. Для  ООВР значение критерия Стьюдента t составляет 4,54, что больше его нормативного значения 2,07. Следовательно, ООВР может быть использован в качестве добавки-наполнителя с целью экономии клинкерной составляющей добавочного цемента. Экспериментальные исследования позволили установить Установлено  оптимальное количество ввода до 15 % ООВР в качестве добавки-наполнителя для  производства общестроительных портландцементов без снижения их марочной прочности. Эти данные получили свое подтверждение при испытании данной добавки в лаборатории «Бекабадцемент». Особо подчеркнуто, что клинкер для получения такого цемента должен быть  высокого качества и содержать не менее 55 % трехкальциевого  силиката,  что предопределяет его высокую гидратационную активность и, как следствие, повышение  прочностных показателей добавочных цементов на его основе. Добавку ООВР, согласно ГОСТ 24640-91 «Добавки для цементов. Классификация»,  по характеру основного воздействия на свойства цемента, можно отнести к компонентам вещественного состава цемента, способствующим экономии клинкера. Использование указанной добавки способствует снижению затрат энергоносителей на помол клинкера, экономии дорогостоящей клинкерной части добавочных цементов, увеличению объема производства и снижению их себестоимости.

 

8. Инновационный проект. ФА-И7-ТО24 «Внедрение эффективной технологии утилизации отходов асбестоцементного производства для получения портландцемента». Руководитель проекта: к.т.н. Махмудова Н.К. (Искандарова М. – гл.н.с., 0,25 ст).

Цель проекта. Разработка эффективных способов утилизации асбестоцементных отходов и внедрение технологии производства портландцемента с их использованием.

Основные результаты. Разработан оригинальный способ термоактивации влажных асбестоцементных отходов путем их подачи на слой раскаленного клинкера, поступающего на колосниковый холодильник вращающейся печи с температурой (950-1100)ºС.  По этому  способу,  отходы асбестоцементные,  подаваемые в дозированном количестве, попадая на поверхность раскаленного клинкера, теряют молекулярную и химически связанную воду с образованием  активных силикатов и алюминатов, которые оседают на его поверхности. Перемещаясь с потоком клинкера асбестоцементные частицы заполняют его поры. Разработана технология получения цемента из этого модифицированного клинкера, а из полученного цемента - асбестоцементные изделия.

Установлено, что клинкер с добавкой-присадкой термоактивированных асбестоцементных отходов (ТАЦО) по химико-минералогическому составу соответствует требованиям   О'zDSt  2801 и О'zDSt 913 и добавка-присадка ТАЦО, введенная в оптимальном количестве – (3-5) % , улучшает размолоспособность исходного клинкера.

В лабораторных условиях получены опытные партии портландцемента (ПЦА)  на основе клинкера с добавкой-присадкой термоактивированных асбестоцементных отходов, введенных в количестве (3, 5, 10)  и изучены их физико-механические  свойства.  Установлено, что опытные цементы с оптимальным содержанием (3-5) %,  термоактивированнных асбестоцементных отходов соответствуют требованиям О'zDSt 913 и характеризуются маркой 400.

           Исходя из положительных результатов лабораторных испытаний опытных цементов, разработана временная технологическая инструкция по  производству опытно-промышленной партии портландцемента для асбестоцементных изделий (ПЦА) с использованием термоактивированных асбестоцементных   отходов. Проведены также исследования по возможности использования сухих асбестоцементных отходов в качестве добавки к ПЦА и установлена возможность их ввода до 3%, что подтверждено опытно-промышленными испытаниями, проведенными на АО «Кизилкумцемент» по выпуску ПЦА с сухими асбестоцементными отходами (700 тонн) с последующим их использованием при производстве асбестоцементных листов.

С учетом полученных результатов, внесено частичное изменение в технологическую схему производства портландцемента на АО «Кизилкумцемент», предусматривающее создание узла подачи дозированного количества влажных асбестоцементных отходов на слой горячего клинкера, восходящего из вращающейся печи с температурой (1000-1100)оС. Осуществлен монтаж конвейерной ленты  от площадки  накопления влажных асбестоцементных отходов до колосникового холодильника, над которым установлен приемный бункер с откуда они подаются на слой горячего клинкера, поступающего на холодильную камеру.  Разработан, согласован с руководством АО «Кизилкумцемент» и зарегистрирован в Агентство «Узстандарт» Стандарт организации  (Ts)  «Клинкер с добавкой-присадкой термоактивированной».

Разработан, согласован с руководством АО «Кизилкумцемент» и Госкомархитектстроя РУз Стандарт организации (Ts)  «Сырье вторичное хризотилцементное» на влажные асбестоцементные отходы как сырье для получения строительной продукции широкой номенклатуры, который обеспечивает нормативную базу для реализации данного отхода в той или иной сфере производства строительных материалов. Данный документ в настоящее время проходит экспертизу в Институте санитарии и профзаболеваний, после чего будет передан в Агентство «Узстандарт» на регистрацию.

В целом, в результате проведенных исследований обоснована целесообразность использования термоактивированных  асбестоцементных отходов в качестве добавки при выпуске портландцемента для асбестоцементных изделий, как части правительственной программы по разработке и внедрению в производство строительных материалов прогрессивных   ресурсосберегающих технологий, направленных на комплексное использование собственного вторичного сырья с целью создания безотходного производства. Разработанная технология термообработки асбестоцементных отходов и их использования в качестве добавки-присадки при выпуске портландцемента для производства асбестоцементных изделий (ПЦА) не требует больших капиталовложений  на   установку  дополнительного   оборудования и позволит сократить расход клинкерной части в составе портландцемента, что приведет к снижению стоимости продукции.

9. Прикладной проект. "Разработка технологии получения новых видов цемента с высоким содержанием микракремнезема и местных микрокремезистых добавок". Руководитель проекта: д.т.н.,профессор Искандарова М.

Исследование технологических и физико-химических свойств микрокремнезема и высококремнеземистых опоковидных горных пород. Приготовление шихт клинкер-микрокремнезем-гипс”, “клинкер-опоковидная горная порода-гипс” для получения добавочных цементов и изучение их физико-механических свойств, оптимизация их состава и выдача заключений по оптимальному содержанию микрокремнезема и опоковидной породы для цементов марки ПЦ 400-Д20 и ПЦ 400-Д30.

Изготовление оптимального состава добавочного цемента с использованием микрокремнезема и опоковидных горных пород. Разработка технологии получения высококремнеземистых цементов с использованием микрокремнезема и опоковидных добавок. Выдача заключений о соответствии физико-механических показателей разработанных цементов требованиям нормативных документов. Для установления закономерностей корреляционной зависимости «состав-структура-свойство» при твердении новых видов цементов, проведение физико-химичских исследований процессов их гидратации и структурообразования . Разработка технологической схемы и проекта технологической инструкции на опытно-промышленное производство добавочных и пуццолановых цементов с использованием микрокремнезема и опоковидных пород, подготовка практических рекомендаций по реализации результатов исследований в производстве добавочных цементов, выпуск укрупненной лабораторной партии цементов на стенде, проведение их испытание и оформление протоколов испытаний на их соответствие требованиям НД, расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения результатов проекта.   

 

 
Адрес: республика Узбекистан,
г.Ташкент,
Мирзо-улугбекский район
ул. Мирзо Улугбека, 77А
Тел.: (99871) 269-02-69
E-mail: strom13.00@mail.ru