Спосіб виготовлення штучного гіпсового каменю із фосфогіпсу

Реферат: Спосіб виготовлення штучного гіпсового каменю із фосфогіпсу, при якому кислотні залишки нейтралізують негашеним меленим вапном в кількості 8…10 % від вологого фосфогіпсу, а як активну мінеральну добавку використовують природний цеоліт в кількості 5…8 % від вологого фосфогіпсу; гранули виготовляють із суміші компонентів шляхом двостороннього пресування на валковому пресі під тиском 60…70 МПа з наступним твердінням на повітрі протягом 5….7 діб. UA 69211 U (54) СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ ШТУЧНОГО ГІПСОВОГО КАМЕНЮ ІЗ ФОСФОГІПСУ UA 69211 U UA 69211 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способу виготовлення і використання із фосфогіпсу штучного гіпсового каменю замість природного та стосується технології виробництва портландцементу, а саме процесу сумісного помелу клінкеру із дигідратом сульфату кальцію для регулювання (сповільнення) строків тужавлення гідравлічної в'яжучої речовини, який вводиться в кількості 3…6 % за масою чи 1,5….3,5 % в перерахунку на SO3. Клінкер, розмелений без двоводного гіпсу характеризується дуже швидкими строками тужавлення - початком і кінцем втрати пластичності цементного тіста, що перешкоджає його використанню. Фосфогіпс є відходом виробництва ортофосфорної кислоти та отримується при обробці апатитів сірчаною кислотою за схемою: Ca5(PO4)3F+5H2SO4+10Н2О3Н3РО4+5CaSO·2H2O+HF. Вміст дигідрату сульфату кальцію: CaSC4·2H2O у фосфогіпсі складає біля 98 % за масою. Відомо, що дослідно-промислові випробування довели можливість використання фосфогіпсу як мінералізатора при випалі клінкерної сировинної суміші та як добавки при помелі клінкеру замість звичайного гіпсового каменю (Бутт Ю.М., Волконський Б.В. Егоров Г.Б. и др. Справочник по химии цемента. - Л.: Стройиздат, 1980. - 224 с., с. 197). До недоліку відомого способу слід віднести нетехнологічність застосування фосфогіпсу в натуральному вигляді внаслідок його високої дисперсності, а окрім того, шкідливий вплив кислотних залишків фосфогіпсу на якість портландцементу, які становлять в ньому біля 2….4 % за масою. Відомо також, що внаслідок наявності трьох кислотних домішок у фосфогіпсі існує складність у його використанні як сировини для одержання фосфогіпсового в'яжучого з необхідними властивостями. Окрім того, в сухому вигляді фосфогіпс пилить. Щоб усунути зазначені недоліки його промивають чистою водою, нейтралізують залишки кислот та гранулюють. Для нейтралізації використовують мелену крейду, а грануляцію здійснюють на установках барабанного типу шляхом зв'язування частинок фосфогіпсу полівінілацетатною дисперсією. Міцність гранул при цьому становить від 1 до 3 МПа (Балдин В.П. Производство гипсовых вяжущих веществ. - М.: Высшая школа, 1983. - 135 с., с. 23.). До недоліків відомого способу виготовлення в'яжучої речовини і наступного його використання слід віднести те, що мелена крейда є недостатньо ефективним нейтралізатором, а грануляція в апаратах барабанного типу з полівінілацетатною дисперсією не дає достатньої міцності гранул, що не сприяє можливості у такий спосіб використання фосфогіпсу як штучного гіпсового каменю. Задачею корисної моделі є розробка способу виготовлення штучного гіпсового каменю із фосфогіпсу з властивостями, аналогічними природному гіпсовому каменю. Поставлена задача вирішується тим, що у способі виготовлення штучного гіпсового каменю із фосфогіпсу, який включає промивання його водою, нейтралізацію меленою крейдою, зв'язування частинок полівінілацетатною емульсією та грануляцію на установках барабанного типу, що кислотні залишки нейтралізують негашеним меленим вапном в кількості 8…10 % від вологого фосфогіпсу, а як активну мінеральну добавку використовують природний цеоліт в кількості 5…8 % від маси вологого фосфогіпсу, гранули виготовляють із суміші компонентів шляхом двостороннього пресування на валковому пресі під тиском 60….70 МПа з наступним твердінням на повітрі протягом 5….7 діб. Суть способу полягає в наступному. Після дозування і перемішування компонентів суміші на бігунах відбувається нейтралізація кислих залишків фосфогіпсу із оксидом кальцію. При подальшому пресуванні суміші під тиском до 70 МПа і твердінні на повітрі при температурі біля 20±5 °C протягом 5…7 діб утворюється штучний гіпсовий камінь із границею міцності при стиску в межах RCT=7….20 МПа з коефіцієнтом розм'якшення Kр=0,6….0,7 та вологістю 10….15 %. В гіпсових породах кращих покладів вміст домішок глини, піску, вапняку, бітумізованих речовин та інших домішок складає від 2….5 % до 10…15 % та більше. Густина гіпсового каменю 3 залежить від виду і кількості домішок та становить 2200…2400 кг/м , а його вологість знаходиться в широких межах від 3….5 % до значно більшого вмісту. Відхід виробництва ортофосфорної кислоти - фосфогіпс - містить в своєму складі 97…98 % дигідрату сульфату кальцію і лише 2…3 % кислих домішок (ортофосфорної, сірчаної та плавикової кислот), тоді як у природному гіпсовому камені небажаних домішок значно більше. 3 = Фосфогіпс характеризується істинною густиною ρ=2400 кг/м , середньою густиною ρо 1500 3 2 кг/м , питомою поверхнею S0=3100…3800 см /г, розміром кристалів до 10….80 мкм, водопоглинанням за масою W m=25….40 %. Усереднений хімічний склад фосфогіпсу, %: СаО - 31,1…31,7; SO2 - 44,6…45,2; SiO2 0,85…0,92; P2O5 - 1,28…1,41; R2O3 - 0,88…1,78; R2O - 0,18; в.пп. - 18,88…21,0. 1 UA 69211 U 5 10 15 20 25 30 Цеоліти - мінерали із водних алюмосилікатів, хімічний склад яких може бути представлений + + 2+ формулою Mx/nO·(AlO2)x·(SiO2)y·z·H2O, де М - катіон з валентністю n (зазвичай це Na , K , Ca , 2+ 2+ 2+ Ba , Si , Mg ), z - число молекул води, а відношення у/х може змінюватись від 1 до 5 для різних видів цеолітів. Основний склад природних цеолітів Сокирницького родовища в %: SiO 71,5; Аl2О3 - 13,1; Fe2O3 - 0,9; MnO - 0,19; MgO - 1,07; CaO - 2,1; Na2O - 2,41; K2O - 2,96; Р2O5 0,033; SO3 - сліди, як мікродомішки містить: нікель, ванадій, молібден, олово, кобальт і цинк. Він характеризується регулярною структурою пор, які в звичайних температурних умовах заповнені молекулами води. Цеоліти - природні іонообмінники; в каналах їх просторової сітки знаходяться іони металів, які можуть заміщуватися на катіони, розміри яких є меншими розмірів каналів, вони є термо- та кислотостійкими. Негашене мелене вапно СаО - порошок. Залежно від вмісту оксиду магнію MgO поділяють на кальцієве (MgO