Анотація до роботи:

Вафа Дердер . Розробка та дослідження фізико-хімічної моделі синтезу портландцементного клінкеру з полімінеральної сировини. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – Технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет України “КПІ”, Київ, 2004.

Побудовано фізико-хімічні моделі синтезу портландцементного клінкеру при випалюванні сумішей з дослідженої сировини. Визначені теплові ефекти базисних реакцій клінкероутворення, температури їх хімічної рівноваги та теоретичні витрати тепла на кожну реакцію і на синтез клінкеру в цілому. За допомогою одержаних моделей визначений розподіл оксидів у головних та домішкових мінералах клінкера, одержані формули КН, n і p, які враховують цей розподіл, і доведена їх ефективність для уточненого проектування сировинних сумішей.

1. Досліджений мінеральний склад сировинних матеріалів виробництва цементу і розроблені алгоритми для оперативного визначення ії кількісного вмісту.

2. Встановлено, що у складі мергелів присутні доломіт, магнієвий монтморилоніт, мусковіт і польові шпати, які збагачують сировинну суміш MgO, K₂O i Na₂O .

3. Мінеральну основу залізовмісного компоненту складають лимоніт і гетит, поряд з якими в складі цього матеріалу присутні сульфати калія і заліза.

4. Одержана і досліджена фізико-хімічна модель синтезу портландцементного клінкеру з дослідженої сировини.

5. Проведений ентальпiйний аналіз базисних реакцій моделі, визначені температури їх хімічної рівноваги, а також обчислені термохімічні ефекти базисних і загальної реакцій синтезу портландцементного клінкеру з чотирьохкомпонентної сировинної суміші.

6. Доведено імовірність синтезу аліту складу C₅₁S₁₆AM у реакціях продуктів термiчної дисоціації сапоніту з карбонатами – кальцитом при 939 К і із спуритом при 1159 К.

7. Доведена принципова можливість синтезу беліту складу C₂₃S₁₆K в реакції мікроклина KAS₆ з карбонатами – кальцитом і спуритом при 906 К, а також в реакції лейциту KAlSi₄ з кальцитом і спуритом при 966 К. Встановлено, що C₂₃S₁₆K не бере участі у реакціях синтезу фази трьохкальцієвого силікату.

8. Виявилося, що близько 760 К можлива реакція між мікроклином і кальцитом, в якій утворюється дисилікат калію b – K₂O.2SiO₂ , що не бере участі в жодній хімічній реакції аж до завершення синтезу і входить до нерозчинного залишку у складі клінкера.

9. Встановлено, що малі домішки сульфату кальцію сприяють зниженню граничної температури утворення фази 3CaO.SiO₂ завдяки синтезу двохкальцієвого сульфофериту при 1071 К , який стає рідиною при 1553К, а у реакції з b –2CaO.SiO₂ та CaO утворює 3CaO.SiO₂ .

10. Визначений рівноважний фазовий склад клінкера як кінцевий продукт базисних хімічних реакцій, і виявлено закономірність розподілу оксидів у головних і домішкових фазах.

11. Одержані математичні вираження для KH, n і p, в яких врахований розподіл оксидів по фазах клінкера, обумовлений мінеральним складом сировини.

Реалiзація і впровадження результатів роботи. Результати досліджень фізико-хімічних перетворень при випалюванні мергелів і залізовмісного компоненту, а також спосіб корегування модулів клінкера з урахуванням вмісту домішкових фаз, використані при виконанні роботи за контрактом з ВАТ «Донцемент».

Публікації автора:

1. Шеин В.И., Вафа Дердер, Щеткина Т.Ю. Исследование минерального состава сырьевых материалов производства портландцемента и их термодинамических характеристик //Вестник НТУ “ХПИ”.– Харьков: ХГПУ, 2003.–Вып.3¹. – С 104-110. (Здобувачем виконаний аналіз фазового складу сировинних матеріалів, створений алгоритм для обчислення кількісного мінерального складу, визначені термодинамічні характеристики матеріалів і їх температурні залежності).

2. Вафа Дердер, Щеткина Т.Ю. Исследование термической диссоциации монтмориллонита //Вестник НТУ “ХПИ”.– Харьков: ХГПУ, 2003.–Вып.11¹. – №1.– С 104-110. (Здобувачем виконаний термодинамічний аналіз температурних залежностей ізобарно- ізотермічного потенціалу для розглянутих реакцій).

3. Вафа Дердер, Щеткина Т.Ю. Термодинамическое исследование термической диссоциации мусковита // Вопр. Химии и хим. технологии. –Днепропетровск: УДХТУ,2004. – №1. – С. 64-67. (Здобувачем виконаний термодинамічний аналіз температурних залежностей ізобарно- ізотермічного потенціалу для низки реакцій).

4. Шеин В.И., Вафа Дердер, Щеткина Т.Ю. Модель синтеза портландцементного клинкера из полиминеральной смеси. // Вестник НТУ “ХПИ”.– Харьков: ХГПУ, 2004.–№ 29 ¹ .– . С. 90-99. (Здобувачем одержано і проаналізовано термодинамічну модель синтезу клінкеру )

5. Шеин В.И., Вафа Дердер, Щеткина Т.Ю. Термодинамическое исследование синтеза портландцементного клинкера из промышленной сырьевой смеси. //Тезисы научных докладов “Перспективные направления развития науки и технологии тугоплавких неметаллических материалов”, Днепропетровск, 2003.– С.23-24. (Здобувачем одержано термодинамічну модель синтезу клінкеру )

6. Дердер Вафа. Минералообразование при обжиге клинкера для белого портландцемента. // XXI научно-техническая конференция преподавателей, аспирантов и сотрудников Харьковской государственной академии городского хозяйства. Программа и тезисы докладов. – г.Харьков, 2002. С. 105.

7. Дердер Вафа, Щеткина Т.Ю. Исследование закономерности распределения примесей по фазам портландцементного клинкера // XXXII научно-техническая конференция преподавателей, аспирантов и сотрудников Харьковской государственной академии городского хозяйства. Программа и тезисы докладов. – г.Харьков, 2004. С.102-103. (Здобувачем виконані дослідження розподілу оксидів по фазах портландцементних клінкерів і визначені його закономірності).