Способ получения вяжущего

 

Используется в промышленности стройматериалов . Сущность: способ получения вяжущего включает нейтрализацию фторангидрита до рН 6-7 путем смешения и помола его с основным металлургическим шлаком с последующим введением извести до достижения рН 9-10, коэффициент размягчения 0,89, прочность на сжатие (МПа) 24,3. 7 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 04 В 11/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ФРИ(1Щщу

БИБХ КОТЕК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4897550/33 (22) 19,11.90 (46) 15,02.93. Бюл. М 6 (71) Пермский политехнический институт (72) А.В,Левченко, А,Н.Сеньков, Б.С,Бэтали н и M.Ñ.ÄæàëèëîB (56) Авторское свидетельство СССР

М 566767, кл. С 01 F 11/46, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 1560505, кл. С 04 В 11/06, Изобретение относится к области утилизации отходов производства плавиковой кислоты и может быть использовано при производстве гипсовых вяжущих веществ.

Известен способ получения вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода, заключающийся в том, что в предварительно охлажденный отход вводится известковая мука, продукт гранулируют, а затем для донейтрализации вводят гашеную известь до рН 4,5 — 6.

Но способ не обеспечивает достаточный уровень водостойкости и прочности получаемого продукта.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ получения гипсового вяжущего путем помола фторангидритового отхода с металлургическим шлаком до рН 4,5-7 с одновременным введением в состав вяжущего одноэамещенной соли ортофосфорной кислоты.

Способ не обеспечивает упрочнения и . повышения водостойкости вяжущего в 28суточном возрасте после нейтрализации, Уровень прочности в зависимости от состава нейтрализующего реагента и рН среды

„, Ы„, 1794914 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО (57) Используется в промышленности стройматериалов, Сущность: способ получения вяжущего включает нейтрализацию фторангидрита до рН 6 — 7 путем смешения и помола его с основным металлургическим шлаком с последующим введением извести до достижения рН 9 — 10, коэффициент размягчения

0,89, прочность на сжатие (МПа) 24,3. 7 табл. колеблется от 4,5 до 16,4 МПа через сутки твердения, и в дальнейшем система не упрочняется, Водостойкость вяжущего остается на уровне 0,3 — 0,4 (коэффициент размягчения), что не позволяет использовать вяжущее в качестве самостоятельного высокопрочного и водостойкого материала из отходов производства плавиковой кислоты, Целью изобретения является повышение водостойкости и прочности вяжущего в

28-суточном возрасте, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем нейтрализацию до рН 6 — 7 фторангидрита отхода производства плавиковой кислоты путем смещения и помола его с основным металлургическим шлаком, после нейтрализации вводят известь до достижения рН 9 — 10.

При этом вначале происходит взаимодействие серной кислоты, содержащейся в отходе, со шлаком. В результате кислота связывается с кальцием, образуя сульфат кальция, Кальций, таким образом, выводится из шлака и освобождается свободный аморфный высокоактивный кремнезем. При последующем введении в систему негаше1794914 ной извести, активный кремнезем выступает в твердофазное взаимодействие с оксидом кальция, образуя низкоосновные силикаты кальция, находящиеся в нестабильном состоянии. Эти гидросиликаты при затворении полученного вяжущего водой и твердении обеспечивают гидравлические свойства полученного вяжущего. Благодаря присутствию в вяжущем силикатной составляющей повышается также водостойкость вяжущего и его прочность в конечный срок твердения. Состав некоторых шлаков, например, саморассыпающихся, позволит в принципе довести рН .нейтрализованного продукта сразу до 9-10. Однако в этом случае присутствующий всегда в шлаках оксид алюминия вызовет при тверденИи полученного вяжущего образование эттрингита, что может привести к разрушению затвердевшего вяжущего. При двухступенчатой нейтрализации, предложенной в способе, оксид алюминия вначале реагирует с серной кислотой, приобретая устойчивую форму, что позволяет ему не вступать во взаимодействие с известью; сульфатом кальция при твердении вяжущего.

Во избежание разрушения за счет образования эттрингита нецелесообразно при донейтрализации известью доводить рН до величины выше 10.

Пример 1. Для утилизации использовали отход состава (мас, $), представленный в табл. 1.

В качестве нейтрализатора применяли саморассыпающийся шлак Чусовского металлургического завода следующего состава (мас. $), представленный в табл. 2.

После нейтрализации рН полученных смесей составила 5,3; 6,9 и 8,2.

Смесь подвергли помолу в шаровой мельнице до удельной поверхности 2500 см /r. В продукт помола ввели гашеную известь-пушенку до рН 10,0 из полученного вяжущего изготовлены образцы-балочки размером 4х4х16 см, которые твердели в воздушно-сухих условиях, а их близнецы — 1 сут на воздухе, а затем 27 сут в воде при

20 С. По окончании твердения образцы испытали на сжатие, изгиб. Параллельно твердевшие образцы испытали также на водостойкость по стандартной методике.

Кроме того, у исходного вяжущего определили нормальную густоту и сроки схватывания.

Получены следующие результаты, представленные в табл. 3.

Как видно из примера, при рН 6,9 после помола получено гидравлическое водостойкое гипсовое вяжущее, тогда как при рН 5,3 и рН 8,2 вяжущее является воздушным.

Пример 2. В качестве исходного использовали тот же отход, что и в примере 1.

5 В качестве нейтрализатора — доменный гранулированный шлак Чусовского металлургического завода, размолотый до удельной поверхности 2500 см /г.

Состав шлака (мас. ) представлен в

10 табл. 4, После нейтрализации продукт размалывали в шаровой мельнице до удельной поверхности 2500 см /г, рН этого продукта

2 составил величины 5,6; 7,1 и 8,6 у разных

15 проб. В него вводили негашеную известь до получения рН 9,7. Из полученных таким образом вяжущих изготавливали образцы как в примере 1.

Получены следующие результаты, пред20 ставленные в табл. 5.

Как видно из результатов, в этом случае также получено водостойкое гидравлическое гипсовое- вяжущее при рН 7,1 после помола.

25 Пример 3, Исходный отход тот же. В качестве нейтрализатора применен шлак

Челябинского ферросплавного завода следующего состава (мас. ), представленный в табл. 6.

30 Шлак саморассыпающийся, поэтому предварительный помол его не требуется.

После нейтрализации продукт размалывали в шаровой мельнице до удельной поверхности 2500 см /г. В результате получены продукты с рН 5,5; 6,0; 8,5 у равных проб, В них вводили негашеную молотую известь до получения рН 9,0. Иэ этих вяжущих изготавливали образцы так же, как в предыдущих примерах.

40 Результаты испытания представлены в табл, 7.

В этом случае также получено водостойкое гидравлическое гипсовое вяжущее.

По сравнению с известным предлагае45 мый способ увеличивает прочность при сжатии в 2-4 раза, а водостойкость в 1,5-.2 раза, что в свою очередь позволяет существенно расширить область применения полученного продукта утилизации.

50 В случае использования самерассыпающихся шлаком способ исключает помол нейтрализатора, что приводит к удешевлению нейтрализатора и утилизируемого продукта. Одновременно решается задача утилиза55 ции саморассыпающихся шлаков, не способных к твердению с водой, и потому . практически не используемых в области вяжущих веществ.

1794914 основным металлургическим шлаком, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения водостойкости и прочности в 28-суточном возрасте после нейтрализации вводят из5 весть до достижения рН 9-10.

Таблица 1

$0з КгО+йагО

ЕегОз А1гОз

М О

СаО

SION

1,23

0,55

58,3

0,36 1,49

38,36

1,0

0,2

Таблица 2

SION СаО M О РегОз АЬОз Т10г МпО ЧгОв РгОц Н

26,22 56,0 6,6 0,64 8,28 0,44 0,14 0,5 0,04 12,33

Таблица 3

Свойства

П и величине Н после помола

53

П итве е нии на во хе

П итве ениивво е

Таблица 4

SiO

ЯОз

Мп0

AI20

FeO

M О

СаО

0,4

1,75

15,5

2,62

12,84

31,35

29,5

Формула изобретения

Способ получения вяжущего, включающий нейтрализацию до рН 6-7 фторангидрита — отхода производства плавиковой кислоты путем смешения и помола его с

Нормальная густота

Начало схватывания

Коне схватывания

Прочность при изгибе, МПа

Прочность при сжатии, МПа

Коз и иент азмягчения

Прочность при изгибе, МПа

Прочность при сжатии, МПа

Коз и иент азмягчения

28

2ч 30мин

7ч 00 мин

3,2

22,7

053

3,9

23,4

0,57

2 ч45 мин

7ч45мин

5,5

29,0

089

6,5

29,5

0,8 9

32

3 ч 00 мин

8ч 15 мин

4,9

21,3

0 68

5,7

24,3

0,66

1794914

Таблица 5

П и величине Н после помола

Свойства

86

П и тве ении на во хе. Прочность при изгибе, МПа

Прочность при сжатии, МПа

Коз и иент азмягчения

П итве ении в во е

Прочность при изгибе, МПа

Прочность при сжатии, МПа

Коэ и иент азмягчения

Таблица 6

Slpz CaO M О РезОэ АЬОз МпО СиОз КгО+йаО Н

10,1 1,72 7,34 0,14 5,87 0;18 12,6

9,94

49,7

Таблица 7

Свойства

П и величине Н после помола

60

П итве е нии на вох хе

Прочность при изгибе, МПа

Прочность при сжатии, МПа

Коэ и цент азмягчения

П итве ении в во е

Прочность при изгибе. МПа

Прочность при сжатии, МПа

Коэ и иент азмягчения

Составитель А.Сеньков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Густи

Редактор

Заказ 405 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Нормальная густота

Начало схватывания

Коне схватывания

Нормальная густота

Начало схватывания

Коне схватывания

29

Зч00мин

7ч 30 мин

2,2

17,6

038

3,1

21,9

0,42

28

2 ч 45 мин

10 ч 15 мин

2,0

15,7

036

2,4

16,9

0,39

32

Зч 15 мин

8ч 30 мин

5,3

28,2

087

5,9

30,3

0,83

2ч45мин

10 ч 30 мин

5,2

29,3

091

5,7

31,2

0,89

Зч45мин

Зч 00 мин

3,1

21,8

044

3,7

22,4

0,39

32

Зч00мин

10 ч 45 мин

3,3

17,3

042

3,1

22,6

0,41