Effect of preparation process on purity of tricalcium aluminate
Loading...
Date
2024-05-18
Authors
Ravaszová, Simona
Dvořák, Karel
Jančíková, Andrea
0000-0002-8451-1822Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Czech Technical University in Prague
Altmetrics
Abstract
In the realm of cement production, traditional fuels are steadily giving way to alternative sources. While this shift yields economic and ecological advantages, it introduces notable technological challenges. Specifically, there is an escalation in certain chemical elements, leading to variability in the mineralogical composition. This variability is subsequently manifested in the characteristics of Portland clinker. It becomes imperative, therefore, to synthesize pure clinker minerals. This synthesis is essential for both understanding their behavior in industrially manufactured cement and creating analytical standards for mineral identification through XRD. The primary focus of the research is on the production of pure tricalcium aluminate, a key clinker mineral, within laboratory conditions. A direct laboratory methodology involving solid-phase synthesis is used. The investigation meticulously tracks the impact of homogenizing the raw material mixture on the resultant mineral’s purity. To achieve this, a high-speed Pulverisette 6 planetary mill is utilized along with two types of grinding bodies. A corundum grinding capsule with corundum grinding bodies is employed to prevent contamination by foreign ions. Simultaneously, a highly efficient steel grinding capsule with steel grinding bodies is utilized. The raw material mixture is then subjected to sintering at six different temperatures ranging from 1 200 to 1 450 °C, and the purity of the produced mineral is quantified using Rietveld analysis.
V oblasti výroby cementu tradiční paliva postupně ustupují alternativním zdrojům. Tento posun přináší ekonomické a ekologické výhody, ale zároveň představuje významné technologické výzvy. Konkrétně se jedná o eskalaci některých chemických prvků, což vede k variabilitě mineralogického složení. Tato variabilita se následně projevuje ve vlastnostech portlandského slínku. Proto je nezbytné syntetizovat čisté slínkové minerály. Tato syntéza je nezbytná jak pro pochopení jejich chování v průmyslově vyráběném cementu, tak pro vytvoření analytických standardů pro identifikaci minerálů pomocí XRD. Výzkum se primárně zaměřuje na výrobu čistého trikalcium aluminátu, v laboratorních podmínkách. Používá se přímý laboratorní postup zahrnující syntézu v pevné fázi. Výzkum pečlivě sleduje vliv homogenizace směsi surovin na čistotu výsledného minerálu. K tomu se využívá vysokorychlostní planetový mlýn Pulverisette 6 a dva typy mlecích těles. K zamezení kontaminace cizími ionty je použita korundová mlecí kapsle s korundovými mlecími tělesy. Současně se používá vysoce účinná ocelová mlecí kapsle s ocelovými mlecími tělesy. Směs surovin se poté podrobí slinování při šesti různých teplotách v rozmezí 1 200 až 1 450 °C a čistota vyrobeného minerálu se kvantifikuje pomocí Rietveldovy analýzy.
V oblasti výroby cementu tradiční paliva postupně ustupují alternativním zdrojům. Tento posun přináší ekonomické a ekologické výhody, ale zároveň představuje významné technologické výzvy. Konkrétně se jedná o eskalaci některých chemických prvků, což vede k variabilitě mineralogického složení. Tato variabilita se následně projevuje ve vlastnostech portlandského slínku. Proto je nezbytné syntetizovat čisté slínkové minerály. Tato syntéza je nezbytná jak pro pochopení jejich chování v průmyslově vyráběném cementu, tak pro vytvoření analytických standardů pro identifikaci minerálů pomocí XRD. Výzkum se primárně zaměřuje na výrobu čistého trikalcium aluminátu, v laboratorních podmínkách. Používá se přímý laboratorní postup zahrnující syntézu v pevné fázi. Výzkum pečlivě sleduje vliv homogenizace směsi surovin na čistotu výsledného minerálu. K tomu se využívá vysokorychlostní planetový mlýn Pulverisette 6 a dva typy mlecích těles. K zamezení kontaminace cizími ionty je použita korundová mlecí kapsle s korundovými mlecími tělesy. Současně se používá vysoce účinná ocelová mlecí kapsle s ocelovými mlecími tělesy. Směs surovin se poté podrobí slinování při šesti různých teplotách v rozmezí 1 200 až 1 450 °C a čistota vyrobeného minerálu se kvantifikuje pomocí Rietveldovy analýzy.
Description
Citation
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en