Промышленное производство в России до сих пор остается самым энергоемким и самым расточительным по расходу энергоресурсов. Производство цемента не является исключением. Наряду с объективными причинами, как, например, вынужденное применение мокрого способа производства, существует и ряд субъективных причин, таких, как нежелание отступать от испытанных способов производства, от применения годами про­ве­ренных технологий. Однако конкуренция на рынке производства цемента вынуждает производителей искать способы  снижения энергозатрат, тем более что в строй вступили новые линии сухого способа производства цемента.

Действенным методом при этом становится снижение влажности цементной шихты, подготовленной к обжигу.

Согласно теплотехническим расчетам, выполненным нашими предшественниками ещё в 1959 году, на каждый процент увеличения или уменьшения влажности шихты производительность печей и расход топлива изменяется на ±1,6 %.

Снижение воды в шламовой пульпе, как известно, приводит к изменению текучести, что ухудшает транспортабельность пульпы. В соответствии с «Правилами технической эксплуатации цементных заводов» минимально необходимая величина растекаемости шлама должна составлять 55 мм.

Для снижения влажности шлама в цементной промышленности преимущественно используются следующие способы:

- механическое удаление влаги;

- добавки различных химических веществ в шлам, изменяющих его физико-химические и реологические свойства.  

Установлено, что разжижающее действие на сырьевой шлам оказывают две группы добавок:

- щелочные электролиты;

- органические поверхностно-активные вещества.

До недавнего времени в качестве наиболее распространенного разжижителя шлама применяли ССБ (сульфитно-спиртовую барду) – отход целлюлозной промышленности.

ССБ оказывает разжижающий эффект почти на все сырьевые шламы. Однако высокая стоимость, вызванная в основном дальними перевозками, и сравнительная дефицитность ограничивают широкое применение её на цементных заводах. Поэтому до сих пор не прекращается поиск альтернативных, недефицитных и эффективных добавок для разжижения цементной шихты.

Наиболее перспективными разжижителями, обладающими такими достоинствами, являются торфощелочные и углещелочные реагенты. Достоинства их признаны как учеными, так и практиками цементного производства.

По эффективности действия на цементно-сырьевые шламы торфощелочные и углещелочные реагенты значительно превосходят дефицитную ССБ.

Результат сравнительных испытаний по эффективности действия различных добавок, выполненных в свое время Гипроцементом, приведен в таблице 1. Тонкость помола выдерживалась в пределах 14 – 20 % остатка на сите 0,08.

Дозировка разжижителей рассчитывалась исходя из отношения веса сухих реагентов в  весу сухого вещества шлама. Действие добавок оценивалось по степени снижения влажности шихты при постоянной растекаемости шихты, равной 50 мм по текучестемеру ТН-2. 

Таблица 1

Шлам цементных заводов	Абсолютное снижение влажности шлама, %
	Торфощелочной реагент (ТЩР)			Углещелочной реагент (УЩР)				ССБ
	Дозировка добавок. Отношение  веса сухой добавки к весу сухой шихты
	0,1	0,2	0,3	0,1	0,2	0,3	0,5	0,1	0,2	0,3
Пунене-Кундского	3,9	5,6	8,8	4,1	5,9	8,0	-	-	6,6	7,3
Чимкентского	1,2	1,4	1,8	1,3	1,4	1,4	3,0	1,2	1,4	1,4
Вольского	1,1	1,5	2,5	0,6	2,0	2,5	-	1,0	1,0	-
Карадагского	3,0	3,2	3,7	2,4	4,1	4,3	5,4	-	4,7	5,2
Новотроицкого	1,9	2,2	3,1	2,5	2,7	3,7	5,6	-	3,3	4,1
Брянского	1,8	2,6	3,0	1,9	2,2	3,0	4,8	-	1,1	1,5
Себряковского	1,5	2,0	2,7	1,4	1,7	2,2	3,0	-	1,7	2,2
Волковысского	4,8	5,5	-	4,8	5,2	-	-	-	0,8	1,1
Завода «Гигант»	-	1,2	2,2	1,0	1,5	2,2	3,8	0,8	-	1,0
Новороссийского завода «Октябрь»	4,9	7,4	-	4,8	7,2	-	-	-	4,5	4,7
Амвросиевского	-	4,4	5,4	-	-	6,0	-	-	3,2	3,2
Белгородского	3,4	4,1	4,6	5,0	8,3	10,2	-	6,6	5,8	-
Кричевского	3,4	6,0	10,2	3,8	7,0	10,0	-	-	2,8	-

 

Как видно из таблицы, УЩР и ТЩР по-разному снижают влажность различных сырьевых шламов. Изучалось действие на сырьевые шламы УЩР и ТЩР в количествах от 0,05 до 1,0%. При этом не был достигнут предел снижения влажности, так как с увеличением количества добавленного реагента увеличивается и процент снижения влажности текучего шлама. В таком случае оптимальное количество добавок следует искать на основании экономического критерия.

При  исследовании влияния продолжительности хранения сырьевых шламов, содержащих добавки УЩР и ТЩР, оказалось, что текучесть этих шламов при обычных сроках хранения практически не снижается.

Сырьевая шихта на основе белитового шлама проявляет нестабильность реологических свойств и имеет тенденцию к загустеванию. Загустевание шлама пытались предотвратить на Пикалевском заводе добавкой в шихту ССБ, содержащую лигносульфонаты. Однако при переработке шламов с температурой более 50^ОС обнаружилось обильное  пенообразование.

Влияние добавок бурого угля Назаровского и Березовского разрезов на растекаемость сырьевой смеси цементного производства с использованием нефелинового шлама иллюстрирует следующая таблица 2. Опыты по снижению влажности шихты были  выполнены сотрудниками ООО «Сибиус» совместно с работниками Ачинского цементного завода.

Таблица 2