Способ подготовки фосфополугидрата сульфата кальция к использованию в цементном производстве

 

Изобретение относится к утилизации химических отходов в производстве фосфорной кислоты из апатитового концентрата для производства стройматериалов, в частности цемента. Целью изобретения является предотвращение слипания окускованного материала. Способ подготовки фосфополугидрата сульфата кальция к использованию в цементном производстве осуществляют репульпацией фосфополугидрата сульфата кальция водой, фильтрацией, уплотнением давлением и выдержкой до перекристаллизации в дигидратсульфата кальция, причем перекристаллизацию осуществляют в воде после репульпации, а фильтрацию ведут путем последовательной подачи на фильтр суспензии дигидрата и дополнительно репульпированной суспензии дигидрата фосфополугидрата, причем слой из фосфополугидрата располагают между слоями дигидрата, давление повышают до 1,0 - 1,5 МПа и завершают фильтрацию при достижении концентрации и отжима осадка до 1 - 1,5 МПа и гигроскопической влажности, соответствующей массовому отношению B<SB POS="POST">фпг</SB> + B<SB POS="POST">фп</SB>/B<SB POS="POST">фпг</SB> = 1 - 1,2, где B<SB POS="POST">фпг</SB> и B<SB POS="POST">фг</SB> - удельные гигроскопические влагоемкости фосфополугидрата и фосфодигидрата в отфильтрованном осадке, кг/кг сухого фосфополугидрата

B<SB POS="POST">фпг</SB> - удельное влагопотребление фосфополугидрата во внутреннем слое осадка на полную перекристаллизацию в фосфодигидрат, кг/кг, при этом трехслойный осадок после фильтрации выдерживают на воздухе до содержания кристаллизационной влажности во внутреннем слое 16 - 20%, осадок фосфополугидрата перед фильтрацией подвергают механическому измельчению до крупности кристаллов менее 30 мкм, кроме того, в суспензию фосфополугидрата перед фильтрацией вводят фосфодигидрат крупностью кристаллов менее 30 мкм в количестве 10 - 30%. После падения коржа и ленты фильтра складируемые щеки не слипаются. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1530595 (51) 4 С 04 В 11/00

-" ": " 10Я l ;Hl8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ AEHT СССР

1 (21) 4165676/23-33 (22) 31.12.86 (46) 23. 12.89. Бюл. У 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (72) 10.И. Шмигидин и Л.M. Рыцк (53) 666.914(088.8) (56) Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты . — Л.: Химия, 1972, с. 149-155, 205-214.

Шмигидин Ю.И. и др. Подготовка фосфогипса к использованию в производстве цемента. — Цемент, 1986, У- 8, с. 18-19. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ФОСФОПОЛУГИДРАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ В ЦЕМЕНТНОИ ПРОИЗВОДСТВЕ (57) Изобретение относится к утилизации химических отходов в. производстве фосфорной кислоты иэ апатитового концентрата для производства стройматериалов, в частности цемента.

Целью изобретения является предотвращение слипания окускованного материала. Способ подготовки фосфополугидрата сульфата кальция к использованию в цементном производстве осуществляют репульпацией фосфополугидрата сульфата кальция водой, фильтрацией, уплотнением давлением и выдержкой до перекристаллизации в дигидратсульфата кальция, причем перекристаллиза2 цию осуществляют в воде после репульпации, а фильтрацию ведут путем последовательной подачи на фильтр суспензии дигидрата и дополнительно репульпированной суспензии дигидрата фосфополугидрата, причем слой иэ фосфополугидрата располагают между слоями дигидрата, давление повышают до 1,0-1,5 ИПа и завершают фильтрацию при достижении концентрации и отжима осадка до 1-1,5 ИПа и гигроскопической влажности, соответствуг ющей весовому отношению (В „г +

+ 8 ) /Вжиг 1-1 2, где Вериг H В рг удельные гигроскопические влагоемкости фосфополугидрата и фосфодигидрата в отфильтрованном осадке, кг/кг сухого фосфополугидрата; В г — удельное влагопотребление фосфополугидрата во внутреннем слое осадка на полную перекристаллизацию в фосфодигидрат, кг/кг, при этом трехслойный осадок после фильтрации выдерживают на воздухе до содержания кристаллиэационной влажности во внутреннем слое 16207, осадок фосфополугидрата перед фильтрацией подвергают механическому измельчению до крупности кристаллов менее 30 мкм, кроме того, в суспензию фосфополугидрата перед фильтра-цией вводят фосфодигидрат крупностью кристаллов менее 30 мкм в количестве

10-307. После падения коржа и ленты фильтра складируемые щеки не слипаются. 2 з.п,h-лы. 2 табл.

1530595

0,224 g.ñ.;

В = "г ? р Ы,рг 2,38 5 0,15 0,038 К. с.;

f Ь пг 1 — W — 2, 76 20 0,85

Врпг + Ъг О, 224 + 0

0,186

038 1,4.

Изобретение относится к утилизации химических отходов в производстве фосфорной кислоты из апатитового концентрата для производства стройматериалов. троиЦелью изобретения является предотвращение слипания окускованного материала и повышение его прочности.

Пример 1. Осадок фосфополугидрата (ФПГ) текущего производства экстракционной фосфорной кислоты в количестве 300 кг загружают в мешалку, куда предварительно заливают воду из расчета получения суспенэии с Ж/Т = 5:1. Распульпованньп осадок выдерживают в водной среде до полной перекристаллиэации в дигидрат (ФГ), соответствовавшей кристаллизационной флаге W, = 20, g, = 2,38 г см (. р к = 3 сут) .

Ко времени завершения перекристаллиэации отбирают вторую порцию свежего осадка ФПГ в количестве 1000 кг и также репульлируют водой в другой мешалке из расчета получения суспензий с Ж/T = 3;1. Химический состав исходного ФПГ следующий, %: Р О 1, ;

СаО 31,7; SOp 45,1, Wgp6 7 Я 30

2,76 r см, гранулометрический сог . пг О, 183

1 — W+„< 1 Оэ 183

Затем фильтр-пресс ставят под разгрузку — разжимают плиты и осадок самопроизвольно сбрасывают на бетонный пол, при этом он ломается на куски неправильной формы (150-200 мм в попе45 речнике) . Собранный в открытый штабель осадок выдерживают на воздухе до содержания кристаллизационной влажности во внутреннем слое W „= 16-20 (в текг чение 2-3 сут) . После чего из штабеля

50 отбирают образцы упрочненного осадка и подвергают испытанию на раздавливание. На ФПГ одного приведенного состава поставлено 10 опытов.

Результаты опытов 1-10 (опыт соответствует одному полному циклу фильт55 рации) приведены в табл. 1.

Пример 2 ° Свежий осадок ФПГ того же состава, что и в опытах 1-10 став содержит фракций +30 мкм 55,0 ., фракции -30 мкм 45%. Полученные суспензии ФГ и ФПГ затем фильтруют на камерном фильтр-прессе с поверхностью фильтрации одной камеры 0,28 м и толщиной осадка п = 25 мм. Послойное формование осадка в камере фильтрпресса достигается путем последовательной подачи суспензий насосами— сначала ФГ, затем ФПГ. Запрессовку осадка на фильтре производят сжатым воздухом от сосуда Монтежю, куда предварительно закачивают часть суспензии ФПГ, при равномерном повышении давления. Давление меняют в интервале 0,8-1,7 ИПа (8-17 атм) .

Также меняю и соотношение наружных и внутреннего слоев осадка эа счет изменения продолжительности подачи обеих суспензий, конечную гигроскопическую влажность осадка.обеспечивают как за счет нанесения слоев осадка разной толщины, так и продолжительности отжима.

Расчет весового отношения (в.о.) удельной гигроскопической влагоемкости осадка к влагопотреблению фосфополугидрата приведен на примере опыта 1, когда > Р г = 0,8 MIIa,W<„,=

18,3% и W = 15%: (опыт 11, табл. 2) перед фильтрацией ,подвергнут механическому измельчению на бегунах до крупности кристаллов

+30 мкм 1,8% -30 мкм 98,2 ((. pgp =

= 8 мин), затем отрепульпирован и отфильтрован вместе с ранее приготовленной суспензией ФГ по схеме, описанной в примере 1, при соблюдении условий фильтрации и отжима, соответствовавших опыту 8.

Пример 3. В свежий осадок

ФПГ того же состава после его предварительного измельчения до крупности менее 30 мкм (табл. 2, опыты 12-16) в процессе репульпации в воде вводят затравку ФГ из ранее приготовленной суспензии после предварительного отмучивания. (содержание ФР -30 мкм, 90 ). Количество затравки ФГ меняюГ Г

Bqi1r + ВрГ

1,0-1,2, и

15

Формула изобретения

Таблица!

Технологические показатели по перекристаллизации ФПГ и упрочнению 3-слойного осадка: ФГ-ФЛГ-ФГ

e ° а Р,„, МПа

W""Р

Вла*ность осадка, 2

Влагоемкость осадка, кг 11то/кг ФПГ

ТолщиОпыт

4РФ, МПа в.о

Веяг + 84, Вп а д.е.

4яг внутr Г

84„, Бег

W4Р

Г

W реннем слое, мм

2,11

2,46 з,г7

4,14

3,90

3,ОЗ

4,80

4,41

4,805

4,52

1,4

1,27

1,26

i,is

1,13

1,34

1,г

i,îç

1,19

1,04

15,3

14,7

17,3

17,1

16,0

17,9

17,2

16,1

17,0

16, 14 о,озв

О,О1З о,озг

0,018

0,018

0,,069

0,042

О,О11

0,041

О >014

0,224

0,224

0,202 о,гог

0,202

О,1В1

О,1В1

О,1В1

О,1ВО

О,iso

15,0 20

15,0 23

1о го

1О г1

1О 23

5 10

5 13

5 го

4,95 13

4,95 19

108183

208183

1,О ie,В

4 1,О 16,8

5 1,0 16,8

6 1,5 15,3

7 1,5 15,3

8 1,5 15,3

9 1,7 15 25

10 1,7 15 25

* В О 19 — удельное влагопотребление ФПГ внутреннего слоя осадка на полную перекристаллизацию до ФГ. и

4nr °

Показания сняты после 3-суточной выцеркки образцов на воздухе.

5 15305 ют 5 до 407. Затем обе суспензии отфильтровывают по схеме, описанной в примере 1.

Ведение подготовки фосфополугидрата по предлагаемой технологии по5 зволяет по сравнению с известным способом предотвратить слипание окускованного материала (до 4-7 МПа по сравнению с непригодным к транспортировке переувлажненным фосфогипсом на пьпамохранилище) и снизить энергозатраты на подготовку, приводящие к экономии условного топлива.

1. Способ подготовки фосфополугидрата сульфата кальция к использованию в цементном производстве, включающий 2О репульпацию фосфополугидрата сульфата кальция водой, фильтрацию, уплотнение давлением и выдержку до перекристаллизации в дигидрат сульфата кальция, отличающийся тем, что, с 25 целью предотвращения слипания и повышения прочности окусков анного материала, перекристаллизацию осуществляют в воде после репульпации, а фильтрацию ведут путем последовательной подачи на фильтр суспензии дигидрида и дополнительно репульпированной суспензии фосфополугидрата, причем слой из фосфополугидрата располагают между слоями дигидрата, давление повышают до 1,0-1,5 МПа и завершают фильтра35 цию при достижении гигроскопической

6 влажности, соответствующей весовому отношению

Г Г где В и, и В, — удельные гигроскопические влагоемкости фосфополугидрата и дигидрата в отфильтрованном осадке, кг/кг сухого фосфополугидрата; и

В „à — удельное влагопотребление фосфополугидрата во внутреннем слое осадка на полную перекристаллизацию в дигидрат, кг/кг, при этом трехслойный осадок после фильтрации выдерживают на воздухе до содержания кристаллизационной влажности во внутреннем слое 16-20Х.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что осадок фосфополугидрата перед фильтрацией подвергают механическому иэмельчению до крупности кристаллов менее. 30 мкм.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в суспензию фосфополугидрата перед фильтрацией вводят дигидрат крупностью кристаллов менее 30 мкм в количестве 10-30Х.

1530595

Таблица 2

Технологические показатели по перекристаллизации и упрочнению дополнительно измельченного ФПГ в присутствии затравки ФГ в 3-слойном осадке

С одержание класса в ФПГ, Количество

7. затравки

ФГ, 7.

Опыт

+30 мкм -30 мкм

П р и м е ч а н и е: В опытах 12-15 крупность кристаллов

ФГ составляет по классу -30 мкм >i 99X, в опыте 16 — фракции +30 мкм 50Х.

Составитель Л. Валкевич

Техред М. Ходанич Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Рогулич

Заказ 7860/25 Тираж 591 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

11

12

13

14

1,8

1,05

0,97

0,9

1,0

0,9

98,2

98, 95

99,03

99,1

99,0

99,1

16,1 4,41

18,4 5,54

18,6 5,62

19,7 7,70

19,5 7,08

19,4 5,73

18,0 3,99