Способ переработки фосфогипса

Авторы патента:

C04B11/26 - исходя из фосфогипса или из отходов, например продуктов очистки дыма (C04B 11/02 имеет преимущество; химическая или биологическая очистка отработанных газов B01D 53/34)

Владельцы патента RU 2309130:

Общество с ограниченной ответственностью научно производственное предприятие "АВА" (RU)

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к переработке отходов предприятий химической и металлургической промышленности, в частности к технологии утилизации фосфогипса. Технический результат - проведение процесса переработки фосфогипса при значительном снижении энергозатрат и сохранении экологической безопасности его производства и применения. В способе переработки фосфогипса, включающем смешивание фосфогипса с добавкой, содержащей известь, и водой, гранулирование, добавка содержит известь гашеную или негашеную тонкоизмельченную и дополнительно доломитовую муку при размере частиц добавки до 6 мкм, после гранулирования проводят сушку холодным воздухом при температуре 15-20°С при следующем соотношении компонентов, %: фосфогипс 70-73, указанная известь 4-6, доломитовая мука 1,8-2,2, вода 9-24. 3 табл.

Продукт переработки фосфогипса может быть использован как сырье, материал или полуфабрикат в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства, например, в качестве добавки или основы в композиционных составах, используемых в строительной, дорожно-строительной отраслях.

В частности продукт, полученный после переработки фосфогипса заявляемым способом, может быть использован в цементной промышленности в качестве минерализирующей и регулирующей добавки при получении цемента; в сельском хозяйстве - для химической мелиорации солонцовых или кислых почв, компостирования с органическими удобрениями; при производстве гипсовых вяжущих и изделий из них; при производстве строительных изделий - блоков, панелей, кирпичей; в качестве добавки к асфальту; в производстве теплоизоляционных материалов и др.

Известны способы переработки фосфогипса на известь и диоксид серы, основанные на термическом разложении фосфогипса с использованием температур до 1000°С и выше в присутствии различных добавок, обеспечивающих восстановительный потенциал среды, например, окиси кальция и кокса (АС №698916, МПК С01В 17/50), или углеродсодержащей добавки (АС по заявке №2944922/26) или природного фосфата (АС №1030310, МПК С01В 17/50).

Известны также способы термической переработки фосфогипса с использованием газообразных восстановителей, в качестве которых используют диоксид углерода, кислород и азот, взятые в определенном соотношении (АС №1074817, МПК С01В 17/50). В другом известном способе в качестве восстановителей используют газы, полученные паровой конверсией метана (Патент на изобретение №1805626, МПК С01В 17/50).

Однако данные способы являются дорогостоящими и характеризуются технологической сложностью.

Известен способ утилизации фосфогипса, включающий нейтрализацию его путем введения гидроксида кальция с последующим фильтрационным прессованием и отводом фильтрата. При этом фильтрационное прессование ведут с усилием, обеспечивающим механическую активацию фосфогипса, превышающим прочность исходных кристаллогидратов фосфогипса, причем соотношение скорости отвода фильтрата - V1 (л/Па·с) и скорости прессования - V2 (л/Па·с) составляет V1V2=0,3/0,4. Получаемый продукт может быть использован при изготовлении искусственного гипсового камня (Патент на изобретение №2215707, МПК С04В 28/14).

Данный способ характеризуется сниженным энергопотреблением за счет исключения энергоемких стадий механической активации и сушки утилизируемого фосфогипса. Однако способ не позволяет перерабатывать его в вяжущие вещества, которые могут быть использованы в качестве добавки при производстве цемента.

Наиболее близким к заявляемому является способ переработки фосфогипса, включающий смешивание фосфогипса с добавкой, содержащей известь, и водой (RU 2087420, опубл. 20.08.1997).

Целью изобретения является проведение процесса переработки фосфогипса при значительном снижении энергозатрат и сохранении экологической безопасности его производства и применения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки фосфогипса, включающем смешивание фосфогипса с добавкой, содержащей известь, и водой, согласно решению добавка содержит известь гашеную или негашеную тонкоизмельченную и дополнительно доломитовую муку, после гранулирования проводят сушку холодным воздухом при температуре 15-20°С, при этом размер частиц добавки составляет до 6 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фосфогипс	70-73
Известь	4-6
Доломитовая мука	1,8-2
Вода	19-24

Способ заключается в следующем. Из хранилища в смеситель подают фосфогипс, к которому добавляют 5% извести крупностью помола менее 6 мкм и 2% доломитовой муки крупностью помола также менее 6 мкм, смешивают и пропускают через гранулятор, добавляя воды до тестообразной консистенции. Полученные гранулы сушат холодным (15-25°С) воздухом и добавляют в цемент как регулятор сроков схватывания.

В таблицах 1-2 показаны результаты испытаний по нейтрализации фосфогипса, взятого на выходе из цеха ООО «Балаковские минеральные удобрения» и с поверхности отвала, а в примере №3 - эффективность использования нового гранулированного продукта, полученного в ходе переработки фосфогипса по предлагаемой технологии, в качестве регулятора срока схватывания цемента на ОАО «Вольскцемент».

ТАБЛИЦА 1
1. Нейтрализация фосфогипса на выходе из цеха.
Условия проведения нейтрализации	Химический состав продукта, %	Степень очистки, %
рН (1:10)	H₂O	F Водор.	Р₂O₅ Водор.	F	Р₂O₅
Исходный,	2,63	35,9	0,06	0,21	-	-
необработанный фосфогипс 72%
Добавлено извести, %
2	7,70	18,0	0,03	0,08	50,0	61,9
4	9,45	19,2	0,02	0,07	66.7	66,7
6	10,14	17,8	0,01	0,006	83,3	99,9
4+2 доломитовой муки %	10,45	18,6	0,007	отсут.	83,3	100
вода - 22%

ТАБЛИЦА 2
2. Нейтрализация фосфогипса с отвала
Условия проведения нейтрализации	Химический состав продукта, %	Степень очистки, %
рН (1:10)	Н₂О	F Водор.	Р₂О₅ Водор.	F	Р₂О₅
Исходный, необработанный фосфогипс 70%	2,50	28,8	0,05	0,34	-	-
Добавлено извести, %
2	7,25	19,3	0,03	0,12	40,0	64,7
4	9,26	19,0	0,02	0,08	60,0	76,4
6	10,44	19,1	0,01	0,05	80,0	85,39
4+2 доломитовой муки %	10,32	18,7	0,01	отсут.	80,0	100
вода - 24%

При нейтрализации фосфогипс, имеющий кислую реакцию (рН 2,50-2,63), становится нейтральным (рН 7,2-7,7) и даже щелочным (рН 9,2-10,5). При этом существенно уменьшается содержание вредных для цемента веществ - водорастворимых соединений фосфора и фтора. Лучшие варианты позволяют удалить водорастворимый фтор на 80-83%, а водорастворимый фосфор на 85-100%.

Применение гранулированного фосфогипса в количестве 10% от массы позволяет получать цемент с хорошим качеством, превосходящим по прочности и срокам схватывания природный гипс (табл.3).

ТАБЛИЦА 3
3. Качество цемента
Добавка к клинкеру	Сроки схватывания, час	Прочность, МПа
Добавка к клинкеру	Начало	Конец	На	При изгибе
разрыв через сутки	через сутки	через 7 суток	через 30 суток
Природный гипс	1,5	3,0	2,5	11,8	15,7	23,1
Гранулированный фосфогипс	0,5	5,1	3,1	15,2	21,4	30,5

Технология переработки фосфогипса предусматривает совместную термоактивизацию фосфогипса и природного сырья и получение на этой основе новых комплексных миниральных добавок. При этом ингибируются содержащиеся в фосфогипсе вредные примеси фосфатов и фторидов. Растворяемость по SO₃ стабилизируется и приближается к типовой для природного гипса.

Использование изобретения обеспечивает в экологической сфере сохранение и восстановление естественных экосистем, стабилизацию и улучшение качества окружающей среды.

Полезное использование продуктов переработки производства фосфорных удобрений также связано с проблемой рационального использования природных ресурсов.

При этом наряду с улучшением экологической обстановки в регионе функционирования заводов решается ряд важнейших задач и проблем: более полное использование сырьевых ресурсов, создание производств новых продуктов. Преимуществом данной технологии является использование фосфогипса вместо чистого гипса в цементной промышленности, что значительно дешевле.

Способ переработки фосфогипса, включающий смешивание фосфогипса с добавкой, содержащей известь, и водой, гранулирование, отличающийся тем, что добавка содержит известь гашеную или негашеную тонкоизмельченную и дополнительно доломитовую муку при размере частиц добавки до 6 мкм, после гранулирования проводят сушку холодным воздухом при температуре 15-20°С при следующем соотношении компонентов, %:

Фосфогипс	70-73
Указанная известь	4-6
Доломитовая мука	1,8-2,2
Вода	19-24

Изобретение относится к строительству, в частности к получению стенового конструкционного материала на основе двуводного вторичного гипса - отходов фарфоро-фаянсового производства.

Способ получения вяжущего // 2200714

Изобретение относится к способам получения вяжущих на базе пылевидных фракций карбонатного сырья. .

Состав смеси для устройства основания автомобильных дорог // 2148120

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, а именно к составам для устройства основания автомобильных дорог. .

Способ утилизации гипса из отходов производства плавиковой кислоты или безводного фтористого водорода // 2046097

Сырьевая смесь для получения тампонажного вяжущего гидротермальным способом // 1344893

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин в условиях многолетней мерзлоты.Цель изобретения - повьшение прочности цементного камня за счет стабилизации сырьевой смеси при одновременном упрощении технологии приготовления вяжущего .

Сырьевая смесь для получения вяжущего // 1328325

Изобретение относится к составам сырьевых смесей для получения вяжущего из фосфогипса и может найти применение в промьшшенности строительных материалов. .

Способ производства гипсового вяжущего // 430538

Способ получения гипсового вяжущего // 391090

Способ получения гипсового вяжущегоitijf»>&" *-^ '? // 366166

Способ сушки фосфогипса // 245630

Способ получения водостойкого и экологически чистого гипсового вяжущего // 2333171

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, конкретно к переработке гипсосодержащих отходов, и может быть использовано при производстве экологически чистых гипсовых вяжущих, в частности, из фосфогипса

Способ получения дигидрата сульфата кальция // 2371408

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и продуктов, в частности к способам получения сырья для гипсового вяжущего из промышленных отходов

Способ получения вяжущего // 2389701

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении гипсовых вяжущих и изделий

Способ получения гипсового вяжущего // 2408549

Изобретение относится к способам получения гипсового вяжущего из отходов производства фтористого водорода и может быть использовано при переработке кислых фторангидритовых отходов производства плавиковой кислоты в вяжущее

Сырьевая смесь для получения гипсового вяжущего и изделий на его основе // 2413688

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов, более конкретно, к сырьевой смеси для получения гипсовых вяжущих и изделий на их основе, которые могут быть использованы при получении конструкционных материалов для низко- и среднемарочных стеновых мелкоштучных блоков, перегородочных плит и перемычек

Способ утилизации фторангидрита // 2440940

Изобретение относится к технологиям утилизации фторангидрита, попутного продукта технологии получения плавиковой кислоты

Способ получения гипсового вяжущего // 2494057

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении гипсовых вяжущих и изделий. Способ получения гипсового вяжущего на основе шламового отхода, включающий механоактивацию в шаровой мельнице шламового отхода и его термическую обработку, отличающийся тем, что в качестве шламового отхода используют шламовый отход от переработки катализаторов производства цветных металлов, содержащий следующий химический состав, %: ппп - 21,12, SiO2 - 0,05, Fe2O3 - 0,06, CaO - 32,0, MgO - 0,10, SO3 - 6,8, перед механоактивацией шламовый отход сушат, механоактивацию осуществляют до остатка на сите №02 не более 2%, а термическую обработку проводят при атмосферном давлении. Технический результат изобретения - улучшение экологической обстановки за счет утилизации отходов, а также снижения энергозатрат на производство вяжущего, возможность его использования в штукатурных растворах. 3 табл.

Способ получения однородной мелкодисперсионной высокоактивной массы сыпучего материала при утилизации фосфогипса // 2522835

Изобретение относится к переработке отходов предприятий химической и металлургической промышленности, в частности к технологии утилизации фосфогипса. Технический результат заключается в получении качественных, экологически чистых строительных материалов при низких энергозатратах. Способ получения однородной мелкодисперсной высокоактивной массы сыпучего материала (гипсового вяжущего) при утилизации фосфогипса содержит шаги, на которых просушивают исходный фосфогипс, используя отходящие горячие газы обжиговых печей; нейтрализуют просушенный фосфогипс путем добавления нейтрализаторов; производят окончательную сушку нейтрализованного сырья посредством обжиговой печи; охлаждают окончательно просушенное сырье; подают охлажденное сырье на линии активации для последующего измельчения, механоактивации, химической и электрической активации, которую осуществляют активатором аэродинамическим вертикальным гравитационного типа, который содержит вертикальную камеру измельчения, выполненную в виде полого цилиндра, в крышках которого установлен вал с возможностью вращения, на валу закреплены по меньшей мере два рабочих диска, при этом дополнительно содержит стержни, установленные в стенке вертикальной камеры измельчения, била, радиально установленные на каждой поверхности рабочего диска и выступающие за края диска, при этом стержни установлены таким образом, что при вращении упомянутых дисков с билами стержни располагаются между билами, закрепленными на дисках. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Вяжущее // 2538556

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам вяжущих смесей, используемых для изготовления строительных материалов и изделий. Технический результат заключается в повышении прочности и водостойкости материала. Вяжущее содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: фосфогипс дигидрат - 77,0-87,5; кремнеземсодержащий компонент природного происхождения опока, или трепел, или диатомит - 10,0-20,0; стеарат цинка - 2,5-3,0. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

Вяжущее // 2540706

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам вяжущих смесей, используемых для изготовления строительных материалов и изделий. Технический результат заключается в повышении прочности и водостойкости материала. Вяжущее содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: фосфогипс дигидрат - 77,0-87,5; кремнеземсодержащий компонент техногенного происхождения - мелкодисперсный бой керамического кирпича (МБКК) или керамзитовая пыль из циклонов (КП) - 10,0-20,0; стеарат цинка - 2,5-3,0. 4 табл.