СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО Российский патент 1996 года по МПК C04B11/06 C04B111/20 

Изобретение относится к способам получения гипсовых вяжущих материалов и может быть использовано при переработке кислых фторангидритовых отходов производства плавиковой кислоты, в вяжущее.

Известен способ получения гипса из кислого отхода производства плавиковой кислоты путем его охлаждения до 20 80^oC, нейтрализации известьсодержащим агентом, грануляции, измельчения и термообработки в гипсоварочном котле [1]
Недостатком способа является низкая конечная прочность получаемого гипсового вяжущего (не более 8,8 МПа при воздушном режиме твердения), связанная с низким содержанием α-полугидрата сульфата кальция в его составе.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения гипсового вяжущего из кислого отхода производства плавиковой кислоты [2] Способ включают сухую нейтрализацию кислого отхода известьсодержащим агентом и его измельчение.

Недостатком способа является низкая конечная прочность получаемого гипсового вяжущего.

Целью изобретения является получение вяжущего с высоким содержанием a-полугидрата сульфата кальция, что обеспечивает высокую конечную прочность гипсового вяжущего.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения гипсового вяжущего путем нейтрализации кислого фторангидридового отхода производства плавиковой кислоты известьсодержащим реагентом и измельчения, согласно изобретению вяжущее получают из смеси неохлажденного кислого фторангидритового отхода производства плавиковой кислоты и 5 20 мас. отхода производства плавиковой кислоты из шламохранилища, а нейтрализацию известьсодержащим реагентом осуществляют при совместном помоле его с указанной смесью.

Введение в качестве добавки в неохлажденный кислый фторангидритовый отход производства плавиковой кислоты фторгипсового отхода производства плавиковой кислоты из шламохранилища перед нейтрализацией позволяет получить активные формы сульфата кальция и фторгипса, продукта длительной перекристаллизации фторангидрита в шламохранилище, за счет тепла горячего фторангидрита и экзотермической реакции нейтрализации серной кислоты, при этом идет частичная дегидратация фторгипса и обеспечиваются условия для образования и роста преимущественно кристаллов a-полугидрата сульфата кальция в составе вяжущего, что определяет при его твердении равенство скоростей гидратации и сушки и повышает конечную прочность вяжущего. Увеличение (более 20 масс.) и уменьшение (менее 5 масс.) количества вводимой добавки приводит к нарушению условий образования активных форм сульфата кальция и образования кристаллов a-полугидрата сульфата кальция в составе вяжущего.

Заявляемым способом осуществлялось получение гипсового вяжущего из отхода производства плавиковой кислоты Полевского криолитового завода. Неохлажденный кислый отход производства плавиковой кислоты 50 кг помещался в шаровую мельницу тип 145 АУЗ вместе с отходом производства плавиковой кислоты из шламохранилища и известью. Нейтрализацию и помол в шаровой мельнице вели до полной нейтрализации серной кислоты, дегидратации фторгипса и достижения требуемой тонины помола, при этом контролировали содержание кристаллизационной воды в полученном вяжущем. Полученное гипсовое вяжущее затворяли водой при нормальной водопотребности, после чего формовали образцы размером 4х4х16 см по литьевой и прессовой технологии при 25 МПа.

Твердение образцов до набора марочной прочности проводилось в течение 14 суток во влажных условиях и 14 суток на воздухе (комбинированный режим твердения), а также в течение 28 суток на воздухе (воздушный режим твердения). Предел прочности на сжатие (Rсж) определяли на прессе УММ-2. Скорость гидратации в процессе твердения определяли по массовому содержанию кристаллизационной воды в вяжущем при 180^oC. Скорость сушки в процессе твердения определяли по массовому содержанию свободной воды в вяжущем при 50^oC.

Технологические параметры получения гипсового вяжущего и характеристики целевого продукта, полученного заявляемым способом, а также способом, взятым за прототип, приведены в таблице.

Для идентификации химического состава вяжущего использовали рентгенофазный и микрокалориметрический анализы. В результате рентгенофазного и микрокалориметрического анализа установлено преимущественно присутствие a-модификации полугидрата сульфата кальция в составе полученного вяжущего.

Как видно из приведенных примеров, заявляемый способ позволяет получить вяжущее с высоким содержанием a-полугидрата сульфата кальция, что определяет при его твердении равенства скоростей гидратации и сушки и позволяет повысить конечную прочность при формовании.

Использование заявляемого способа обеспечивает следующие преимущества:
получение гипсового вяжущего с высокой конечной прочностью;
использование отходов производства плавиковой кислоты без применения дополнительного сырья, добавок;
упрощение способа получения вяжущего за счет исключения операций предварительного получения добавки;
сокращение энергоемкости процесса за счет использования тепла неохлажденного фторангидрида и экзотермической реакции нейтрализации серной кислоты.

Использование: переработка кислых фторангидритовых и фторгипсовых отходов производства плавиковой кислоты в вяжущее. Цель: получение вяжущего с высоким содержанием α-полугидрата сульфата кальция, что обеспечивает высокую конечную прочность гипсового вяжущего. Сущность изобретения: в неохлажденный кислый отход производства плавиковой кислоты вводят добавки - отход производства плавиковой кислоты из шламохранилища в количестве 5-20 масс.% от массы смеси и проводят сухую нейтрализацию серной кислоты известьсодержащим агентом с одновременным помолом в шаровой мельнице. 1 табл.

1. Способ получения гипсового вяжущего, включающий нейтрализацию кислого фторангидритового отхода производства плавиковой кислоты известьсодержащим реагентом и измельчение, отличающийся тем, что вяжущее получают из смеси неохлажденного кислого фторангидритового отхода производства плавиковой кислоты и 5 20 мас. отхода производства плавиковой кислоты из шламохранилищ, а нейтрализацию известьсодержащим реагентом осуществляют при совместном помоле его со смесью.