Влияние режимов термообработки на процесс синтеза кальций-алюминатных фаз в технологии особо чистого высокоглиноземистого цемента

Abstract

В настоящей работе представлены результаты экспериментальных исследований по изучению процессов фазообразования CaAl2O4 (СА) и CaAl4O7 (СА2) из порошковых смесей CaCO3–Al2O3 в интервале температур 1250–1450°С. При расчете содержания сырьевых компонентов в шихте, исходили из критерия получения высокоглиноземистого клинкера с содержанием Al2O3 71–72 масс. % и CaO 27 – 28 масс.%. Данное массовое соотношение в диаграмме состояния системы CaO–Al2O3 предполагает наличие двух кальций-алюминатных фаз CA и CA2. Проектируемый фазовый состав клинкера – 64 мольных % CaAl2O4 (СА) и 36 мольных % CaAl4O7 (СА2). В качестве рекурсоров использованы мел марки М-90 и технический глинозем марки Г-0. Исходную шихту подвергали термообработке при температурах 1250, 1300, 1350, 1450 °C и времени изотермической выдержки 1 и 2 часа. Высказано предположение, что синтезу целевых фаз СА и СА2 предшествует стадия формирования с последующим разрушением метастабильной фазы, обогащенной кальцием – C12A7. Данное предположение подтверждается результатами термогравиметрического и рентгенофазового анализов, а также сканирующей электронной микроскопии. Процесс формирования целевых продуктов CA и CA2 из дисперсных порошков оксида алюминия и карбоната кальция с увеличением температуры и времени изотермической выдержки определяется преимущественно диффузией более подвижных катионов Ca2+, высвобождаемых в процессе деградации фазы C12A7 в области высоких концентраций оксида алюминия.