ЭЛЕКТРОТЕРМОФОСФОРНЫЕ ШЛАКИ
Электротермофосфорные гранулированные шлаки (ЭТФ-шлаки) представляют собой отходы производства желтого фосфора методом электротермической возгонки, получаемые быстрым охлаждением силикатного расплава, образующегося в электропечах при плавке шихты из фосфорной руды, кварцита и кокса. При выпуске 1 т фосфора получается 10—14 т огненно-жидкого шлака. Структура шлаков представлена стекловидной фазой (90—98 %) метасиликатного состава, имеющей микронеоднородное строение. Кристаллическая фаза — псевдоволластонит. Химический состав ЭТФ-шлаков по [38), % по массе: SiO2 — 34,0—45,0; Аl2O3 — 1,07—3,29; СаО — 44,7—50,0; MgO — 0,91—4,38; F' — до 3; Р2O6 — до 2,5 — свидетельствует о том, что они не могут служить полноценным заменителем традиционных видов алюмосиликатного и железосодержащего сырья.
Определение положения фигуративных точек составов шлаков на диаграмме состояния системы SiO2 — Аl2O3 — СаО — MgO (после пересчета на четыре компонента) показало, что составы, содержащие максимальные и минимальные количества SiO2, Аl2O3, СаО и MgO характеризуются фигуративными точками, располагающимися в одном элементарном тетраэдре, следовательно, плавиться они начинают при одинаковой температуре, равной 1290—1350 С [9]. К сожалению, содержание глинозема и оксида магния в электротермофосфорных шлаках таково, что не позволяет построить фигуративные точки составов на известных сечениях диаграммы состояния четырехкомпонентной системы. Поэтому температуры окончания плавления этих шлаков могут быть определены лишь ориентировочно (экстраполированием) и предположительно составляют 1320—1420 °С.
Вязкость расплавов ЭТФ-шлаков ниже, чем доменных (при 1450 °С она равна 0,1—0,2 Па • с), что объясняется присутствием ионов фтора, способствующих разрушению кремнеалюмофосфоркислородных компонентов.
При введении в сырьевую смесь оптимальных количеств ЭТФ-шлака (6—12 % сырьевой смеси) может быть достигнут значительный минерализующий эффект, значение которого зависит от содержания Р2О5 и F' в исходных сырьевых материалах, химического состава шихты, ее коэффициента насыщения и модулей, соотношения фосфорного ангидрита и фтора в применяемом шлаке. В качестве сырьевого компонента при производстве цементного клинкера могут использоваться не только гранулированные, но н закристаллизованные (отвальные) ЭТФ-шлаки, которые, кроме псевдоволластонита, содержат ранкинит, ольдгамит, флюорнт и силикофосфаты.