Способ получения @ -полугидрата сульфата кальция

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (gg 4 С 04 В ll/00

° Ю

° «В

М«

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3553420/29-33 (22) 27.12.82 (46) 15.04.86. Бюл. N- 14 (7l) Литовский научно-исследовательский институт строительства и архитектуры (72) С.Н.Стонис, А.Л.Казилюнас и Б.Ю.Вектарис (53.) 666.914(088.8) (56) Патент Франции N- 7512923, кл. С 01 5/16, С 04 В 11/00, 1976.

Симановская P.Ý. Исследование в области химии и технологии воздушных вяжущих материалов, полученных из фосфогипса. — Гипс и фосфогипс.

Сб. научных трудов НИИУИФ, 1958, вып. 160, с. 207-301.

Казилюнас А. Управление реакциями нейтрализации при переработке фосфогипса в вяжущее. Стройматериалы

КПИ, январь, 1982, с. 21-22. (54 ) (57 ) СПОСОБ 11ОЛУЧЕНИЯ Р-ПОЛУГИД.

РАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ путем нейтрализации фосфогипса в суспензии извести до достижения рН пульпы 6,57,5 с последукнцим сгущением пульпы теплбвой обработкой и измельчением, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, нейтрализацию осуществляют в суспензии извести с концентрацией СаО (активной) 0,2-3 мас.7. до получения водотвердого отношения 1-4, при этом скорость изменения рН в интервале

12,8-12,0 составляет не более

0,16 ед. рН/мин, а в интервале 12,06,5 — не более 0,6 ед.рН/мин. I

1224287

Изобретение относится к способам получения строительных вяжущих веществ и может быть использовано в производстве гипсовых вяжущих на основе фосфогипса.

Цель изобретения — повышение прочносги.

Изобретение реализуется следующим образом.

Фосфогипс из цеха экстракционной фосфорной кислоты непрерывно или(и) с промежутками подают в реактор, в котором находится заранее приготовленная водная суспензия извести (предпочтительно негашеной) с концентрацией СаО 5-25 г/л или концентрацией 0,2-3,0 мас.Х СаО. Время гашения извести 10-30 мин. Подачу фосфогипса в суспензию извести начинают непосредственно после достижения максимального пересыщения жидкой .фазы по СаО, Скорость снижения рН суспензии зависит от концентрации в фосфогипсе кислых соединений фосфора, фтора и др,, исходной концентрации известковой суспензии и интенсивности перемешивания, ее ре4» .гулируют изменением во времени количества подаваемого в суспензию фосфогипса. Скорость снижения рН суспензии: в интервале рН 12,8-12,0 не более 0,16 ед. рН/мин, в интерва- ле рН 12,0-6,5 не более 0,6 ед.рН/мин

Контроль процесса ведут путем непрерывного автоматического измерения и записи кривых рН пульпы, которые в течение всего процесса нейтрализации должны находиться в заданных пределах.

Положительный эффект обеспечивается тем, что осуществление данного способа позволяет полностью отказаться от стадии промывки и гидросепарации фосфогипса, а также применить замкнутый цикл технологических вод: нейтрализованную пульпу фильтруют и подвергают дальнейшим стадиям переработки фосфогипса в вяжущее, а фипьтрат из вакуум-фильтра полностью используют для приготовления суспензии извести. Содержание растворимого Р О висходном фосфогипсе при его переработке указанным способом допустимо до 2,8Х, что особенно актуально при нарушениях технологического режима в производстве экстракционной фосфорной кислоты, S0

5

При нейтрализации фосфогипса данным способом обеспечивается стабильность связываемых в фтористый кальций соединений фтора, и предотвращается их выделение в атмосферу в процессе термической обработки, Пример 1. 1,66 кг негашенной кальциевой извести, содержащей

65Х Ca0 „,, перемешивают 20 мин, с

2418 кг воды, В полученную суспензию с концентрацией 1,8Х СаО со скоростью 0,04 кг Р О на 1 кг исходного СаО в мин вводят 4900 кг фосфогипса, содержащего 26Х свободной влаги и 1,2Х водорастворимого P Р

Скорость снижения рН суспензии составляет 0,16 ед. рН/мин в интервале рН 12,8-12,0 и 0,6 ед. рН/мин в интервале рН 12,0-6,5. Пульпу перемешивают пропеллерной мешалкой (200 об/мин).

Подачу фосфогипса в реакторах продолжают до снижения рН пульпы до

6,5 с достижением водотвердого соотношения Ж/T=l. Готовую пульпу после выдержки 10 мин погружным насосом подают к барабанному вакуумфильтру, а отфильтрованный продукт с влажностью 27Х подвергают сушке в барабанной сушилке до влажности

2%, дегидратации в гипсоварочном кот ле до полугидрата Полученное вяжущее подвергают испытанию по ГОСТ

125-79.

Пример 2. 30,1 кг негашеной кальцитной извести, содержащей 65Х (Ca0+Mg0) „, перемешивают 20 мин с 2,35 м воды. В полученную суспен9М зию вводят 4,9 т фосфогипса, содержащего, Х: 26, 0,5Х свободной влаги, 1,2Х водорастворимого Р 0 и

0Ä15Х водорастворимого фтора. Пульпу перемешивают пропеллерной мешалкой (100 об/мин).

Подачу фосфогипса в реактор продолжают до снижения рН пульпы до 4,5 с достижением соотношенияЖ/Т=l.Готовую пульпу после выдержки 10 мин погруж-1 ным насосом подают к барабанному вакуум-фильтру, а отфильтрованный продукт с влажностью 27Х подвергается сушке в барабанной сушилке до влажности 2Х, дегнцратацин в гипсоварочном котле до полугидрата. Полученное вяжущее подвергают помолу . в шаровой мельнице и испытаниям согласно ГОСТ 125-79. Определены сроки схватывания вяжущего: начало

3 l

6 мин, конец ll мин, водопотребность

63, прочность через 2 ч: при сжатии

6,2 MIIa, при изгибе 3,6 МПа, прочность в сухом состоянии: при сжатии

15 МПа, изгибе 7,5 МПа.

Пример 3. Процесс нейтрализации и дальнейшие операции по получению вяжущего проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что подачу фосфогипса в реактор нейтрализации прекращают при значении рН 5,5. Сроки схватывания вяжущего: начало 9 мин, конец 16 мин, водопотребность 64, прочность через 2 ч:

МПа при сжатии 5,8 изгибе 2;9, прочность в сухом состоянии, МПа: при сжатии 12,6, изгибе 6,5.

Пример 4. Для подготовки известковой суспензии аналогично примеру l,,берут 66,9 кг негашеной кальцитной извести, содержащей 65 (Ca0+Mg0)«» свойства, количество и скорость введения фосфогипса, а также дальнейшие операции получения вяжущего соответствуют примеру 1, за исключением того, что подачу фосфогипса в реактор прекращают при рН 8 ° Сроки схватывания вяжущего: начало 10 конец 17 мин; водопотребность 65Х; прочность через 2 ч: при сжатии 5,5 МПа, при изгибе 2,8 МПа, в сухом состоянии;при сжатии 11,9МПа при изгибе 5,9 МПа.

Результаты испытаний приведены в таблице.

1 !

По предлагаемому способу

Показатели

Допустимое содержание Р О в исходном фосфогийсе, мас. : общего

3,0

2,8 растворимого

Количество сточных вод, м /т

Нет

Нейтрализация известью, сушка, дегидратация, помол

Основные стадии технологии

4,5-8

5,0-6,5 рН вяжущего

Содержание Н Осв э в вяжущем, мас.%

224287

Продолжение таблицы

Сроки схватывания, мин:

6-!О

11-17 начало конец

l0

Прочность через 2 ч, МПа:

5,5-6,2

2,8-3,6 сжатие изгиб !

Прочность в сухом состоянии, МПа: сжатие

11,9-15 0

5,9-7,5

20 изгиб

Из таблицы видно: вяжущее, полученное из фосфогипса, нейтрализованного данным способом до рН 6,5, способно к быстрому схватыванию и твердению в композициях с известью или портландцементом и вследствие

30 этого является пригодным для иэготов ления быстротвердеющих водостойких гипсоцементно-опуццолановых смесей, что является преимуществом над известными решениями.

Для получения гипсового вяжущего, З5 не предназначенного к использованию совместно с иэвестьсодержащими (HJIH выделяющими) материалами, подачу фосфогипса в реактор заканчивают в интервале рН 4,5-5,5, что позволяет снизить расход извести для получения l т вяжущего. В данном варианте конечным продуктом нейтрализации фосфорной кислоты и дигидроортофосфата кальция является гидроортофосфат

45 кальция СаНР04. 2Н О, положительно влияющий на сокрав;ение сроков схватывания гипсового вяжущего.

Осуществление данного способа позволяет полностью отказаться от

50 стадии промывки и гидросепарации фос. фогипса с применением замкнутого цикла технологических вод: нейтрализованная пульпа фильтруется и подвергается дальнейшим стадиям пере работки фосфогипса в вяжущее, а фильтрат из вакуум-фильтра полностью используют для приготовления суспенэии извести. Содержание растворимо1224287

Составитель Л.Балкевич

Редактор Л.Авраменко Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1886/22 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

ro Р О в исходном фосфогипсе при его переработке указанным способом допустимо до 2,8Х, что особенно актуально при нарушениях технологического режима в производстве экстракционной фосфорной кислоты.

Глубокая нейтрализация фосфогип.са данным способом обеспечивает стабильность соединений фтора и предот вращает их выделение в атмосферу s процессе термической обработки.