Спосіб одержання гіпсового в’яжучого з фосфогіпсу

Спосіб отримання гіпсового в'яжучого з фос фогіпсу, що включає змішування його із зневодненим фосфогіпсом, з подальшою термообробкою суміші та розмелом, який відрізняється тим, що як зневоднений фосфогіпс додають пил фосфогіпсу, що виділений при очищенні відпрацьованих газів стадії термообробки, причому при додаванні пилу підтримують значення масового співвідношення фосфогіпс : пил фосфогіпсу в межах 1:(0,10,5) і одержану суміш перед подачею на стадію термообробки витримують від 1 до 1,5 годин. (19) (21) u200807228 (22) 26.05.2008 (24) 10.10.2008 (46) 10.10.2008, Бюл.№ 19, 2008 р. (72) КАРПОВИЧ ЕДУАРД ОЛЕКС АНДРОВИЧ, U A, ВАКАЛ СЕРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ЗОЛОТАРЬОВ ОЛЕКСІЙ ЕГОРОВИЧ, UA, ШАРАПОВ СТАНІСЛАВ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, СОКОЛОВИЧ СЕРГІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, U A (73) СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВОДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ І ПІГМЕНТІВ, UA, ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "УКРРОСГІПС", U A 3 36150 знаходиться у вигляді фторапатиту Ca5(PO 4)3 F і гідроксилапатиту Са5(РО 4)3 (ОН). Вміст у фосфогіпсу, що зберігався у відвалах, водорозчинної форми Р2О5 менше 0,3% і ця форма визначається тільки іонами Н2РО4-1, які є слідством наявності у фосфогіпсі розчинного з'єднання Са(Н2РО4)2. В промислових умовах встановлено, що пил фосфогіпсу, виділений при очищенні відпрацьованих газів стадії термообробки є суміш частинок зневодненого фосфогіпсу, що містять від 2% до 5% Н2О. Частинки пилу фосфогіпсу мають малі розміри і повністю проходять через сито з отворами розміром 0,16мм і на 60% проходять через сито з отворами розміром 0,1мм. Пил фосфогіпсу володіє високою активністю і при його додаванні до вихідного фосфогіпсу, який має гігроскопічну вологість до 14%, інтенсивно бере участь в реакції гідратації: CaSO4·0,5H2O+1,5H2O=CaSO4·2H2O (1) Суміш фосфогіпсу і пил фосфогіпсу має хорошу сипучість, оскільки вільна вологість суміші знижена. Одержану суміш, згідно способу, що заявляється, витримують, наприклад, в бункері і тільки тоді передають на стадію термообробки. Дослідження показали, що при перемішуванні і витриманні суміші вихідного фосфогіпсу і пилу фосфогіпсу істотно знижується вміст домішки водорозчинної форми Р2О5. Пояснюється це тим, що реакція (1) протікає через стадію розчинення CaSO4·0,5Н2О в гігроскопічній воді з утворенням насиченого розчину CaSO4. При цьому в рідкій фазі вологої суміші компонентів з'являється велика кількість іонів Са+2. Це сприяє протіканню процесу з утворенням з'єднання з обмеженою розчинністю СаНРО4 по сумарній реакції: [СаSO4]розч.+2Са(Н 2РО4)2+Са5(РО 4)3(ОН)= (2) =6СаНРО4↓+CaSO4·СаНРО4↓+Н2О Таким чином, запропонований спосіб дозволяє знизити вміст розчинних форм Р2О5, які негативно впливають на якість в'яжучого, без введення додаткового нейтралізуючого реагенту - Са(ОН)2 у вигляді вапняного молока або тонкодисперсного активного СаО. Спосіб реалізують таким чином: Фосфогіпс з вологістю до 30% відбирають з відвалу і завозять на установку одержання гіпсового в'яжучого. Потім до нього, згідно способу, що заявляється, додають зневоднений фосфогіпс, в якості якого беруть пил фосфогіпсу. При додаванні пилу фосфогіпсу підтримують масове співвідношення фосфогіпс : пил фосфогіпсу - 1:(0,1-0,5). Одержану суміш перед подачею на термообробку витримують, наприклад, в бункері 1г-1,5г і тільки тоді передають на стадію термообробки. При приготуванні суміші компонентів гігроскопічна волога, що поступає в вихіднім фосфогіпсі, бере участь в гідратації CaSO4·0,5H2O і безводого CaSO4, які входять у склад пилу фосфогіпсу. Крім того, що суміш стає розсипчастою і більш однорідною, при протіканні процесу гідратації відбувається істотне зниження вмісту в сировині водорозчинної форми Р2О5. При цьому відпадає необхідність зменшення рухомої форми Р2О5 добавкою вапня 4 ного молока або добавкою активної меленої СаО. Зниження вмісту водорозчинної форми Р2О5 сприяє отриманню при подальшій термообробці суміші більш якісного гіпсового в'яжучого. Значення параметрів запропонованого способу, що заявляються, аргументуються таким чином. Добавка до вихідного фосфогіпсу пилу фосфогіпсу приводить до отримання фосфогіпсової суміші, характеристики якої задовольняють вимогам для отримання якісного гіпсового в'яжучого. При підтримці співвідношення фосфогіпс : пил фосфогіпсу менше 1:0,1 пилу, що вводиться, недостатньо для активного зв'язування водорозчинної форми Р2О5, і це приводить до отримання продукту з погіршеними характеристиками. При підтримці співвідношення фосфогіпс:пил фосфогіпсу більше 1:0,5 подальше поліпшення якості в'яжучого стає незначним. В той же час підвищуються витрати на нераціональне введення зайвих кількостей добавки. При витримуванні суміші вихідного фосфогіпсу і пилу фосфогіпсу перед стадією термообробки менше 1 годині, недостатньо часу контакту компонентів для завершення процесу зниження вмісту водорозчинної форми Р2О5 до максимально допустимого значення і повного позитивного впливу добавки пилу на якість гіпсового в'яжучого не буде досягнуто. При витримуванні суміші компонентів перед термообробкою більш ніж 1,5 години подальшого поліпшення якості одержуваного в'яжучого не спостерігається, оскільки всі процеси які супроводжують гідратацію вже завершені. Приклад 1. Для реалізації способу беруть відвальний фосфогіпс, що містить: Н2Озагал. - 29%, а також, в перерахунку на повністю дегідратировану речовину: Р2О 5загал. - 1,3%, Р2О5цитр . розч.-0,6%, Р2О 5вільн. - відсутність, Р2О 5в.р. 0,3%. В якості зневодненого фосфогіпсу беруть пил фосфогіпсу, якій відібраній на стадії очищення відпрацьованих газів стадії термообробки. Пил фосфогіпсу містить Н2Озагал. - 3,8%, а також, в перерахунку на повністю дегідратовану речовину: Р2О5зрнлг. - 1,3%, Р 2О5вільн. - відсутність, Р2О 5в.р. сліди. Беруть 1000в.ч. фосфогіпсу, подрібнюють його у валковій дробарці до шматочків розміром менше 40мм і додають пил фосфогіпсу з ділянки очищення відпрацьованих топочных газів стадії термообробки. При додаванні пилу фосфогіпсу підтримують масове співвідношення фосфогіпс:пил фосфогіпсу 1:0,3 для чого вводять 300в.ч. пилу фосфогіпсу. Суміш компонентів перемішують. При перемішуванні температура суміші мимовільно підвищується на 12-15°С. Після перемішування компонентів суміш ви тримують 1,2 годин бункері і потім направляють на стадію термообробки в апарат барабанного типу. Термообробку ведуть продуктами згорання газоподібного палива. На виході з апарату топкові гази мають температур у 170°С. Продукт термообробки на виході має температур у 150°С. 5 36150 Відпрацьовані топкові гази проходять очищення в газоочисній установці, що містить циклонну батарею. На стадії термообробки уловлюють 520в.ч. пилу фосфогіпсу. Частину уловленого в циклонах пилу фосфогіпсу в кількості 300в.ч. передають на стадію змішування з фосфо гіпсом. Одержують 738в.ч. гіпсового в'яжучого з фосфогіпсу, який містить: Н2Озагал. - 3,8%, а також, в перерахунку на повністю дегідратовану речовину, Р2О5заг . - 1,3%, Р2О 5вільн. - відсутність, Р2О 5вр . - сліди. Суспензія в'яжучого має рН-5,8. Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 6 Гіпсове в'яжуче має насипну вагу - 700кг/м 3, кут природного укосу - 35град. Гіпсове в'яжуче випробуване згідно ДСТУ Б В.27-4-93 «Гіпсові в'яжучі з фосфогіпсу». Результати випробувань гіпсового в'яжучого з фосфогіпсу показали, що за основними технічними характеристиками воно задовольняє вимогам, що пред'являються до в'яжучого марки ГВФ-7 за ДСТУ Б В.27-4-93 «Гіпсові в'яжучі з фосфогіпсу». В даний час спосіб випробуваний в промислових умовах на установці продуктивністю 5т/г на ТОВ «УКРРОСГИПС», м. Суми. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601