Доменные шлаки. 
Портландцемент

Доменные шлаки состоят из ортосиликата кальция — С2S, ранкинита — С3S2, волластонита — СS, геленита — С2 АS, тридимита. Шлаки электротермофосфорные (ЭТФШ) являются побочным продуктом при производстве желтого фосфора методом возгонки в электропечах и быстрого охлаждения. Они содержат до 90−95% стекла. Гранулированные ЭТФШ состоят в основном из стекла и волластонита СS, отвальные — из псевдоволластонита, ранкинита, флюорита, силикофосфата. Химический состав фосфошлаков приведён в таблице 2. 1. Требования ГОСТ 3476–74 к составу фосфорных шлаков следующие, %: SiO2 не менее 40; СаО не менее -43; Р2О5 не более 2, 5. В стране для выпуска цементов используются более 2 млн. т указанных шлаков. Крупнейшим потребителем является АО «Шымкентцемент» (более 0, 5 млн. т), где шлаки используются в качестве компонента сырья при дополнительном питании печи с холодного конца, а также в качестве активной минеральной добавки. В АО «Шымкентцемент» для стабильной подачи шлака во все 6 печей Ш 4×150 м построена стационарная транспортная линия от шлакосушильного отделения до питателей на холодном конце печи. В каждую печь по течке подаётся около 4 т фосфошлака в час. Производительность печных агрегатов увеличилась с 35 до 38 — 39 т/час или более чем на 10%, снизился удельный расход топлива, увеличился выпуск клинкера и цемента. По разработкам кафедры ХТВМ Казахского химико — технологического института на Сас — Тюбинском цементном заводе внедрена энергосберегающая технология производства клинкера белого портландцемента. Шлаки Джамбулского ПО «Химпром» и Чимкентского ПО «Фосфор» используются в качестве компонента сырьевого шлама, и осуществляется дополнительное питание печей фосфошлаком с холодного конца. В результате производительность вращающихся печей выросла на 20−35%, удельный расход топлива снизился на 20- 30%, белизна белого клинкера повысилась на 4−6%. Ресурсы топливных зол и шлаков огромны, ежегодный их выход составляет около 120 млн. т, а используется менее 10%. В цементной промышленности СНГ применяется около 1, 5 млн. т зол и шлаков. Золы ТЭС делятся на основные, содержащие до 40% МgO + СаО, в т. ч. 5−20% свободного СаО, и кислые, содержащие более 45% SiO2. Химический состав зол зависит от вида топлива и методов улавливания. В золе преобладает стекловидная фаза в виде частиц шарообразной формы размером до 100 мкм. Содержание топливных (горючих) остатков в золах, применяемых как добавка к цементу, должно быть не более 5%, SiO2 не менее 40%, SO3 не более 2%, щелочей не более 2%, ППП не более 5%, дисперсность должна быть такой, чтобы через сито № 008 проходило не менее 85% просеиваемой пробы. Нефелиновый (белитовый) шлам — продукт комплексной переработки апатито — нефелиновых пород в глинозём, соду и поташ. Химический состав, % SiO2 26−30; АL2O3 2, 2 — 6, 5; Fe2O3 2, 1 — 5, 5; СаО 52 — 59; МgO 0, 2 — 1, 8; Na2O 1 -2, 5; ППП 1 — 5, 5. В шламе присутствует до 40% частиц размером более 0, 5 мм основную часть составляют обычно мелкие кристаллы вС2S размером 3−10 мкм. Шлам на 80% состоит из в — С2S и его гидратов, присутствуют СаСО3, водорастворимые силикаты натрия и калия. Выход нефелинового шлама на 1 т глинозёма — около 6 т. В сырьевой смеси нефелиновый шлам полностью заменяет глинистый компонент и примерно на 50% - карбонатный компонент. Для получения клинкера нефелиновый шлам корректируется глинозёмистой и железистой добавкой, добавляется молотый известняк. Процесс очень экономичен. Расход топлива при мокром способе составляет примерно 4600 кДж/кг клинкера, производительность печи на 25−30% выше чем у печей на традиционном сырье. По такой технологии работают Волховский, Пикалевский и Ачинский цементные заводы общей мощностью 6, 5 млн. т цемента в год. Выработка запасов качественного сырья на карьерах многих цементных заводов требуют изыскания новых нетрадиционных видов сырьевых материалов для производства клинкера. Исследования, проведенные А. А. Пащенко, Е. А. Мясниковой в Киевском политехническом институте, показали высокую эффективность базальтов и перлитов при выпуске портландцементного клинкера. Это вулканические породы широко распространенные в природе, отличающиеся низкой влажностью, содержащие легирующие примеси ТiО2, VО2, ВаО. Базальт — широко распространенная эффузивная горная порода, относится к числу наиболее распространенных — на ее долю приходится более 20% магматических пород. По содержанию кремнезёма и других оксидов базальты относятся к основным породам. Содержание оксидов, % по массе следующее: SiO2 45−56; AL2O3 14−22; Fe2O3 9−16; CaO 4−13; MgO 1, 6−12; Na2O 2, 2- 5, 6. Перлит — кислое вулканическое водосодержащее стекло сравнительно постоянного химического состава, % по массе: SiO2 68−75; AL2O3 13−16; Fe2O3 0, 4−3; СаО 0, 8−2; R2О до 8; ППП 2- 6. Реакционная способность и обжигаемость сырьевых смесей, содержащих базальты и перлиты, значительно выше, чем у шихт, состоящих из традиционных материалов. Жидкая фаза в процессе обжига появляется при температуре на 150оС ниже, чем при использовании известняково-глинистых сырьевых смесей. Завершение процессов минералообразования происходит при более низких температурах 1350−1400є С. С использованием базальтов в промышленных масштабах наДнепродзержинском цементном заводе и Новоздолбуновском ЦШК реализована новая «щебневая «технология получения клинкера. Смесь карбонатосодержащего сырья и базальтов в виде щебня с размером частиц до 30 мм подаётся на обжиг во вращающиеся печи без предварительного тонкого измельчения. На кафедре «Технологии силикатов и синтеза минералов» ЮКГУ им. М. Ауезова в качестве сырьевых материалов изучены и предложены диабазы и сиениты. Диабазы являются полнокристаллической магматической породой полеотипного облика, состоящей из плагиоклаза, лабрадора и авгита, обладающая диабазовой структурой. Диабазы более сильно изменены вторичными процессами, в них интенсивно развиты хлоритизация, урализация, соссюритизация, альбитизация, в результате изменения пироксена, плагиоклаза и оливина. При термической обработке диабазы полностью расплавляются при 1250−1300оС, что позволяет использовать их в качестве высокореакционноспособного алюмосиликатного компонента сырьевой смеси. Сиенит представляет собой глубинные среднезернистые бескварцевые породы светло-серого и розового цвета, состоящие из ортоклаза, плагиоклазов, пироксеновой группы, содержащей значительное количество твердых растворов оксидов железа. В небольших количествах присутствуют гидрослюды и биотит.