Спосіб виготовлення будівельних виробів із фосфогіпсу

Реферат: Винахід використовують в хімічній промисловості та промисловості будівельних матеріалів при утилізації фосфогіпсу з переробкою його в будівельні вироби. Як основну сировину для виробництва будівельних виробів використовують фосфогіпс - відходи виробництва фосфорних добрив. У вологий свіжий фосфогіпс при приготуванні суміші додають вапно і пісок, а при активації - напівгідрат сульфату кальцію за встановленим співвідношенням. Запропонований спосіб дозволяє отримати будівельні вироби по спрощеній технології, без забруднення навколишнього середовища стічними водами та стабільними показниками якості виробів. UA 112942 C2 (12) UA 112942 C2 UA 112942 C2 5 10 15 20 25 Винахід належить до виробництва будівельних матеріалів і може бути використаний для виготовлення стінових блоків для внутрішніх перегородок, лицювальних плит, будівельної цегли й інших виробів з фосфогіпсу - відходу виробництва фосфорних добрив. Відомим способом утилізації фосфогіпсу є виготовлення гіпсових виробів [RU 2215707 C1, 10.11.2003] шляхом приготування сировинної суміші з фосфогіпсу й гашеного вапна, формування виробів, витримку їх під тиском і сушіння. Витримку виробів під тиском здійснюють до забезпечення вологості 17-19 %. Недоліком способу є наявність фільтрату, тобто стічних вод, які теж роблять негативний вплив на навколишнє середовище, оскільки являють собою вторинний відхід, що підлягає подальшій нейтралізації. Найбільш близьким до того, що пропонується, є спосіб [UA 42331 U, 25.06.2009] виготовлення будівельних виробів із фосфогіпсу, що включає приготування сировинної суміші із фосфогіпсу та негашеного вапна, активацію суміші, формування виробів шляхом пресування і сушіння, причому в сировинну суміш при активації додають напівгідрат сульфату кальцію, підтримуючи задане співвідношення. Недоліком відомого способу є те, що кінцева вологість суміші коливається при застосуванні різних видів гіпсового в'яжучого та використанні інших домішок. Коливання кінцевої вологи призводить до того, що іноді суміш виявляється сухою та не підлягає пресуванню, тому, що розсипається, а іноді при пресуванні віджимається вода. Вказана у цьому документі формула враховує тільки початкову вологість та кінцеву вологість фосфогіпсу, але не враховує кількість вологи, яка додається з домішками та потрібна на хімічне зв'язування напівгідрату сульфату кальцію у дигідрат сульфату кальцію. Крім того, вироби при подальшому висиханні дають усадку до 0,1-0,15 %, що негативно впливає на якість виробів. Задачею винаходу є зниження усадки виробів. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що згідно зі способом виготовлення будівельних виробів із фосфогіпсу, що включає приготування сировинної суміші із фосфогіпсу та негашеного вапна, активацію суміші, формування виробів шляхом пресування и сушіння, додавання в суміш при активації гіпсового в'яжучого з фосфогіпсу, який відрізняється тим, що додатково при приготуванні суміші додають пісок у кількості (5-20)%, а кількість гіпсового в'яжучого з фосфогіпсу (ГВФ) визначають за формулою:   30 mCaSO 4 0,5 2O  Gn  w n  Gф  w ф    Wk    m1,5 2O 100   , де ГВФ - подача в суміш гіпсового в'яжучого з фосфогіпсу по ДСТУ Б В.2.7-4-93, кг/годину, mCaSO 4 0,5  2O - молекулярна маса напівводного сульфату кальцію CaSO 0,5H O, m1,5  2O 4 2 35 40 45 50 55 молекулярна маса води 1,5Н2О, Gn - подача в суміш вологого піску або інших домішок, кг/годину, wn - вологість піску або інших домішок, % по масі, Gф - подача в суміш вологого фосфогіпсу (двогідрату сульфату кальцію CaSO42H2O), кг/годину, wф - вологість фосфогіпсу, % по масі, W к - кінцева вологість суміші, % по масі. Суть винаходу полягає у тому, що використовуються властивості гіпсового в'яжучого вступати в реакцію з водою з одержанням двогідрату сульфату кальцію. До фосфогіпсу вологості (28-40 % без попереднього сушіння) додають 3-5 % по масі негашеного вапна в перерахуванні на суху речовину, що становить 46-39 г/кг вологого фосфогіпсу, та піску 5-20 % по масі, що становить 230-46 г/кг вологого фосфогіпсу та ретельно перемішують. Відхилення від складу компонентів композиції не дозволяє вирішити поставлену задачу. Пісок застосовують як заповнювач для зниження подальшої усадки при висиханні. Далі суміш активують, при активації додають гіпсове в'яжуче з фосфогіпсу α - або β - модифікації та формують вироби пресуванням при статичному тиску 6-20 МПа. Оскільки частина води зв'язується з напівгідратом сульфату кальцію, то загальна вологість суміші зменшується до 1719 % і при пресуванні відсутній відхід - фільтрат. Спосіб здійснюють таким чином. Свіжий фосфогіпс - суха маса 100 кг/годину, який є відходом виробництва на підприємстві "Дніпровські мінеральні добрива" вологістю 30 % (волога маса 143,8 кг/годину) перемішують у змішувачі з гашеним вапном із розрахунку 3 % від сухої маси фосфогіпсу - 3 кг/годину та піском - із розрахунку 10 % від сухої маси фосфогіпсу - 10 кг/годину. Потім суміш активують у роликововідцентровому млині безперервної дії протягом 1-4 хвилини сумісно з ГВФ. Кількість ГВФ розраховують за формулою, що пропонується, з міркувань зв'язування тільки частини вологи, щоб вологи залишилось 17-19 % від маси суміші. Тобто, кількість ГВФ буде дорівнювати 46,1 кг/годину. Суміш направляють в прес, де формують вироби шляхом пресування. Кінцева волога виробів 18 %. Основні властивості одержаних виробів після сушіння при кімнатній температурі: 3 міцність при стиску -15,0 МПа; міцність при згині 5,0 МПа; середня щільність -1250 кг/м ; 1 UA 112942 C2 водопоглинення -12 %, коефіцієнт водостійкості 0,75, усадка 0, 05 %. Запропонований спосіб дозволяє отримати будівельні вироби по спрощеній технології, без забруднення навколишнього середовища стічними водами та стабільними показниками якості виробів. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Спосіб виготовлення будівельних виробів із фосфогіпсу, що включає приготування сировинної суміші із фосфогіпсу та негашеного вапна, активацію суміші, формування виробів шляхом пресування і сушіння, додавання гіпсового в'яжучого з фосфогіпсу при активації, який відрізняється тим, що додатково при приготуванні суміші вводять 5-20 мас. % піску, а гіпсове в'яжуче з фосфогіпсу додають у кількості:   mCaSO 4 0,5  2O  Gn  w n  G ф  w ф    Wk  ,   m1,5  2O 100   де ГВФ - подача в суміш гіпсового в'яжучого з фосфогіпсу, кг/годину, mCaSO4 0,52O - молекулярна маса напівводного сульфату кальцію CaSO4·0,5H2O, m1,5 2O - молекулярна маса води 1,5Н2О, 15 Gn - подача в суміш вологого піску або інших домішок, кг/годину, wn - вологість піску або інших домішок, % по масі, Gф - подача в суміш вологого фосфогіпсу (двогідрату сульфату кальцію CaSO4·2H2O), кг/годину, wф - вологість фосфогіпсу, % по масі, W k - кінцева вологість суміші, % по масі. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2