Способ получения синтетического волластонита и диоксида серы

 

Изобретение относится к технологии переработки гипсосодержащих отходов и может быть использовано при переработке борогипса с получением керамических материалов и серной кислоты Целью изобретения является упрощение процесс и повышение выхода волластонита и диоксида серы. Пред- - лагаемый способ, включающий термообработку гипсосодержащего сырья, предусматривает использование борогипса, термообработку которого осуществляют путем прямого электронагрева при 1250-1300°С в течение 25-30 мин, а полученный расплав охлаждают со скоростью 3-5 град/мин. Выход волластонита повышается до 80-83%, содержание диоксида в газах до 69%. 2 табл. i Ф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 4 129 А1 (5D 4 С 04 В 35 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4249093/31-33 (22) 25.05.87 (46) 23 ° 12.88. Бюл. У 47 (71) Ленинградский технологический

;институт им.Ленсовета (72) В.А.Ершов, Л.В;Юмашев, В.Л.Кузнецова, А.А.Егоров и Е.В.Степанова (53) 666.9 ° 04(088.8) (56) Лурье Ю.С. Портландцемент. -Л.:

Госстройиздат, 1963, с.385-386.

Авторское свидетельство СССР

У 827386, кл. С 01 В 33/24, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО

ВОЛЛАСТОНИТА И ДИОКСИДА СЕРЪ| (57) Изобретение относится к технологии переработки гипсосодержащих отходов и может быть использовано при переработке борогипса с получением керамических материалов и серной кис-. лоты. Целью изобретения является упрощение процесса и повьнпение выхода волластонита и диоксида серы. Пред-. лагаемый способ, включающий термообработку гипсосодержащего сырья, предусматривает использование борогипса„ термообработку которого осуществляют путем прямого электронагрева при

1250-1300 С в течение 25-30 мин, а полученный расплав охлаждают со скоростью 3-5 град/мин. Выход волластонита повышается до 80-83Х содержание диоксида в газах до 69Ж. 2 табл.

1446129

Изобретение относится к технологии переработки гипсосодержащих отходов и может быть использовано при переработке борогипса с получением керамических материалов и серной кислоты.

Целью изобретения является упрощение процесса и повьппение выхода волластонита и диоксида серы.

При осуществлении способа борогипс загружают в дуговую электропечь. . При достижении заданной температуры

: происходит плавление и обессеривание шихты. Образовавшийся расплав охлаждают, а .из отходящих из печи газов улавливают диоксид серы.

Исходным материалом для получения волластонита.и диоксида серы является борогипс — ртход производства бор- 20 ной кйслоты, 75Х частиц которого имеют диаметр менее 0,05 мм. Борогипс предварительно гранулируют на тарельчатом грануляторе до размера гранул

20-30 мм и дегидрируют при 220 С до 25 остаточной влажности 0,05 мас. .

Он содержит мелкодисперсный сульфат кальция и аморфный кремнезем при соотношении SiOz /СаО 0,8 и имеет следующий химический состав, мас.Х: СаЯО 30

68,52; SiO (аморфн,) 23,62; Са В О

2,55; В Оз 3,04; Fe p> 2,00; А1,0з

0,57.

Термодинамические расчеты и проведенные эксперименты показывают, что в расплавах борогипса при массовом соотношении ЯьО /СаО от 0,8 до 1,0 и выше помимо волластонита

СаЯ О (СЯ) присутствуют двухкальцие- 40 вый силикат Са SiO (С Я) и свободный

Sip . При охлаждении расплава увеличивается количество волластонита за счет реакции

Са 8 0 + БхО 2CBSio>.

Увеличение количества .SiO в шихI1 те выше стехиометрии нецелесообразно, так как это ведет к накоплению свободного SiO . Оксид бора, содержащийся в борогипсе, приводит,не толь ко к снижению его температуры плавления до 1220 С, но и резко интенсифицирует процесс образования воллатонита при охлаждении расплава.

Химический состав электротермосульфатных (ЭТО) шлаков из борогипса в зависимости от температуры плавления предстанлен я табл,1.

Режим охлаждения шлака влияет на минералогический состав. При скорости охлаждения 3-5 град/мин шлак состоит в основном из волластонита. При большей скорости охлаждения он может содержать двухкальцией силикат.

Результаты испытаний способа получения волластонита из борогипса приведены в табл.2.

Для сравнения представлены результаты получения волластонита .по известному способу из шихты, включающей мас. : фосфогипс 64,64; кремнезем

31,3; кокс 4,06. При этом компоненты смешивают в вибромельнице в течение 1 ч до получения однородной шихты и затем гранулируют на тарельчатом грануляторе до размера гранул

10-15 мм. Полученные гранулы помещают в корундовый тигель и выдерживают в обжиговой печи в течение 120 мин при 1200 С (состав 5). Результаты химического, рентгенофазового и микроскопического анализов полученных материалов (табл.2) подтверждают возможность осуществления предлагаемого способа получения синтетического волластонита и диоксида серы из борогипса и показывают, что при разложении борогипса в расплаве в электродуговой печи путем прямого электронагрева при 1250-1300 С и охлаждении шлака со скоростью 5. град/мин получается синтетический волластонит (выход

80-83X) не содержащий вредных примесей сульфидов, фосфатов, невыгоревшего кокса и неразложившегося сульфата кальция. B процессе получения синтетического волластонита по предлагаемому способу образуется технологический газ, содержащий 69 об.

S0 и не содержащий вредных примесей

Н S, Н О, летучих соединений фтора, отравляющих катализатор при последующей переработке газа на серную кислоту. Способ позволяет создать замкнутый цикл по производству борной кислоты и ликвидировать отвалы борогипса.

Формула изобре гения

Способ получения синтетического волластонита и диоксида серы путем термообработки гипсосодержащего сырья с последующим охлаждением расплава и улавливанием диоксида серы, отличающийся тем, что, 29

4 работку которого осуществляют путей прямого электронагрева при 1250—

1300 С в течение 25-30 мин, а полученный расплав охлаждают со скоростью

3-5 град/мин.

3 14461 с целью упрощения процесса и повышения выхода волластонита и диоксида серы, в качестве гипсосодержащего сырья используют отход производства борной кислоты — борогипс, термооб5

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.Х

AlО S

Ге О

Во

Si0

1 1200 47,86 38,20 6,32 3,46 3,23

2 1250 48 74 38 91 6 44 1 68 3 29

3 1300 48,87 39,01 6,46 1 42 3,30

4 1350 49,19 39,27 6,50 0,76 3,33

Сос- Температав тура плавления, СаО

0,92

0,94

0,94

0 95

1446129

4 Ь о о

® ч о o ч

Ь о м м

Ф

Оъ

° 4 Ю

Ф В Ф 4УЪ

1 еч м

I Ю

° Ф ч

° Ю е, в м фее «

Ф O

Itl . Eh

I. .М е ъ

Ю л

i 1 м

Il

В . ЕЕ<1

° е 4 еч м м

Ф и

Е I е а ° ф

I 1

I I I в. а в

Е 1 Е

ЕЪ 1 C7 ) Е

e e e ю

I I I

I!

1ei л а

l/l

1 (Ъ ч

1 и )

«.ч .счко о

И

В

И е

4О

D л

Щ о ь сч о

Ц

Fi e аv

vmo

)4 М

I ее о о с0

Се о. о

CO о

34 о

5! 4

O I 5!

CL I tJ

3lЕ Ф Е ОО, Ф а cv e ° Ф Ф л м м м Ф ъ о Ф R N о о о ь е а

С4 6l СЧ Е М СЧ о о о м е . H 4 о

СП Ф С Ф - С1 О" е л ф Е О О D м 1 r» О cv а а л а а л ж Ф

Ф Ф о е g о е оо о а о о а

° е Щ « а 1 Е а 1 ®

Р ь

<ч

Ф

1 Ж

1 Э о

М й