Соли фтористоводородной кислоты (CaF_{2 ,} MgF₂, NaF, KF, AlF_3, BaF₂) и соли кремнефтористоводородной кислоты (Na₂SiF₆, CaSiF₆, MgSiF₆) и многие другие фторсодержащие соединения являются эффектиными катализаторами процессов клинкерообразования .

Фтор является наиболее электроотрицательным из всех элементов. Благодаря этому фториды влияют на все виды материалов. При повышенных температурах их действие усиливается. Ионы F содержатся практически во всех слоистых силикатах: в гидрослюдах от 0,1 до 0,5 , в слюдах 0,1-0,2, в монтмориллоните около 0,03%. Известковые породы содержат фтор в виде флюорита или фторапатита.

Фторсодержащие минерализаторы действуют практически на все стадии минералообразования. На подготовительной стадии и стадии белитообразования они способствуют ускорению полиморфных превращений, разрушению кристаллической решетки отдельных минералов, ускоряя протекание реакций в твердой фазе. На стадии жидкофазового спекания они обеспечивают появления жидкой фазы при более низких температурах, уменьшают вязкость, увеличивают электропроводимость, интенсифицируют диффузионные процессы.

Активизирующее действие фторидов объясняется тем, что в присутствии водяного пара они образуют фтористо­ водородную кислоту, разрушающую решетку SiO₂ с выделением SiF₄. Не исключается также и непосредственная реакция между фторидами и SiO₂ по схеме:
2MeF₂ + SiO₂ → 2MeO + SiF₄

Повышенная по отношению к СаО реакционная способность кварца достигается при более низкой температуре. Так по данным М.М. Сычева, за 30 минут в смеси 2СаО - SiO₂ при 1100^оС кварц связывает 10%, а кристобалит – примерно 35% извести.

Фториды ускоряют процессы диссоциации СаСО₃. В присутствии NaF эндотермический эффект разложения СаСО₃ наблюдается уже при 690 ^оС . При этом выделяется комплексное соединение СаО ּ3NaF, распадающееся при температуре 1100 ^оС, что дает активный СаО к моменту наиболее интенсивного

образования силикатов кальция. В смеси СаСО₃ и Na₂SiF₆

реакции протекают уже при низких температурах и практически
заканчиваются при 600-700^оС. Один из наиболее часто

применяемых минерализаторов - СаF₂ - в присутствии водяного пара во вращающейся печи гидролизуется с образованием активного СаО и HF, последней взаимодействует с СаСО₃, образуя СаF_2. Таким образом, происходит частичный круговорот фтора в смеси.

Разложение глинистых минералов в присутствии фтора наступает при более низких температурах, происходит аморфизация продуктов разложения этих минералов, выделение
кремниевой кислоты и глинозема в весьма активной форме, что способствует ускорению реакций образования силикатов, алюминатов и алюмоферритов кальция.. На рентгенограммах сырьевых смесей, содержащих 0,5% СаF₂, линии двухкальциевого силиката возникают уже при 600^оС, а при 800^оС C₂S появляется значительно быстрее. В присутствии СаF₂ при 850^оС образуется комплексное соединение спуррит 2С₂S
ּСаСО₃, распадающееся при 950^оС на активные СО₂, СаО и С₂S. С₂S и СаО в момент выделения соединяются в С₃S. Таким образом, спуррит играет роль промежуточной фазы, ускоряющей возникновение алита в период твердофазовых реакций.

Спуррит впервые был открыт и идентифицирован завкафедрой ХТВМ Казахского химико-технологического института (г. Шымкент) доктором технических наук, профессором И.Г.Лугининой в 1968г.

В интервале 950-1200^оС образуется также фторсодержащий алит состава С₁₉S₇* 2 СаF₂, распадающийся при 1185^оС. Однако иногда фторсодержащий алит остается в клинкере и его слабая гидравлическая активность обусловливает уменьшение механической прочности, что может наблюдаться при

содержании более 0,5-0,6% фтора. СаF₂ также несколько активизирует процесс образования алюминатов. Так, в присутствии 1% СаF₂ температура появления однокальциевого алюмината снижается на 80^оС.

В период твердофазовых реакций в присутствии минерализаторов образуются отдельные области микрорасплава. Жидкая фаза появляется при более низкой температуре.

Температура образования основного эвтектического состава снижается на 80-150^оС. Фториды также изменяют фазовый состав цементного клинкера. В их присутствии трехкальциевый алюминат разлагается на С₁₂А₇ и СаО. С₁₂А₇ образует с СаF₂ комплексное соединение С₁₂А(СаF₂)_х ( где х < 1). На практике фторсодержащие клинкера содержат С₃А, С₁₁А₇ ∙ СаF₂, а также фторсодержащие С₁₂А₇. Из выделяющейся свободной извести образуется дополнительное количество алита. В жидкой фазе в присутствии минерализаторов растворяется большое количество двухкальциевого силиката и СаО. Растворение происходит интенсивнее, что, в свою очередь, вызывает более интенсивную кристаллизацию алита. Температура образования алита снижается на 150-200^оС.

Для устранения отрицательного влияния фтора на механическую прочность цемента содержание фторидов должно быть не более 0,5-0,6% по фтору.

Введение 0,6% плавикового шпата в сырьевую смесь позволяет снизить удельный расход топлива на 4%,

повысить производительность вращающихся печей на 4% и прочностные показатели цемента на 2,5% МПа. Аналогичные результаты достигаются при введении в шихты 0,2% Na₂SiF₆. Процесс получения клинкера интенсифицируется при введении в шихты 1-3% фторапатита, около 10% фосфорфтористого шлака, фтористогипсовых и других фторсодержащих отходов.