СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО Российский патент 1997 года по МПК C04B11/06 C01F11/46 

Изобретение относится к способам получения гранулированного гипсового вяжущего из отходов производства фтористого водорода. Полученный продукт может быть использован в качестве регулятора сроков схватывания и минерализатора в цементной промышленности, а также для изготовления строительных изделий.

Известен способ получения гипсового вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода (см авт.св. СССР 783232, кл.C 01 F 11/46, опубл. 30.11.80 г.). Способ включает нейтрализацию кислого отхода производства фтористого водорода известняковым молоком с последующей нейтрализацией гашеной известью и грануляцию продукта нейтрализации.

Недостатками данного способа являются низкая начальная степень гидратации полученных гранул и их низкая начальная прочность, что связано с отсутствием химических взаимодействий в продукте нейтрализации в процессе грануляции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ получения гипсового вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода (см. авт.св. СССР 1673516,кл.C 01 F 11/46, опубл. 30.08.91). Способ включает нейтрализацию кислого отхода производства фтористого водорода и грануляцию, причем грануляцию ведут в присутствии связующей добавки, в качестве которой используют водный раствор сульфитно-дрожжевой бражки.

Недостатком данного способа является низкая начальная степень гидратации полученных гранул, высокая начальная влажность (10,5 30,0 мас.), высокая кислотность гранул (0,96 1,2 мас.) и преобладание мелкой фракции (1,25 мм), что затрудняет использование полученного продукта в цементной промышленности. Приведенные недостатки данного связаны с отсутствием химических взаимодействий в продукте нейтрализации в процессе грануляции.

Технической задачей, решаемой предлагаемым способом, является процесс обеспечение химических взаимодействий в продукте нейтрализации в процессе грануляции, что позволяет повысить степень гидратации фторангидрита и получить полугидрат сульфата кальция, а также повысить начальную прочность гранул без уменьшения их конечной прочности, снизить кислотность гранул и их начальную влажность. Кроме того, выход товарной фракции гранул (более 4 мм) повышает до 100%
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в предлагаемом способе получения гипсового вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода, включающем нейтрализацию кислого отхода производства фтористого водорода и грануляцию, нейтрализацию осуществляют одновременно с помолом до содержания свободной серной кислоты в продукте нейтрализации 0,3 1,6 мас. нейтрализующий агент вводят в количестве, превышающем стехиометрическое на 28,0 73,0 мас. а грануляцию ведут водой, подаваемой в количестве 12,0 17,0 мас. от массы гранулируемого продукта.

Наличие свободной серной кислоты в продукте нейтрализации и наличие избытка нейтрализующего агента при нейтрализации обеспечивает их химическое взаимодействие в продукте нейтрализации в процессе грануляции. Реакция взаимодействия свободной серной кислоты, а также плавиковой кислоты с избытком нейтрализующего агента протекают с большей скоростью, чем основная реакция гидратации фторангидрита. Продукты этого взаимодействия являются катализаторами (центрами образования гранул) для основной реакции гидратации фторангидрита в процессе грануляции. Соотношение свободной серной кислоты и избытка нейтрализующего агента выбрано таким, чтобы обеспечить возможность протекания реакций их взаимодействия, при этом содержание свободной серной кислоты в гранулированном продукте не превышает допустимое. Соотношение количества воды и гранулируемого продукта определяется реакцией гидратации фторангидрита до полугидрата сульфата кальция, а также физико-химическими процессами операции грануляции.

Осуществлялось получение гипсового вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода Полевского криолитового завода. Необходимый кислый отход производства фтористого водорода, полученный из печи разложения флюоритового концентрата с внутренним обогревом при температуре 300^oC, массой 1т, с содержанием свободной серной кислоты 5 мас. помещался в шаровую мельницу (тип 145 АУЗ) вместе с нейтрализующим агентом негашеной известью массой 84 кг. Нейтрализацию и помол в шаровой мельнице вели до содержания свободной серной кислоты в продукте нейтрализации 0,6 мас. Продукт нейтрализации направляли в гранулятор тарельчатого типа, и одновременно в гранулятор подавалась вода массой 150 кг. Грануляция велась до получения гранул с фракционным составом 7-0% гранул 20 50 мм. Степень гидратации полученных гранул рассчитывали по содержанию кристаллизационной воды и в исходном и гранулированном продуктах. Предел прочности гранул на сжатие (начальная прочность) определяли на прессе РП-2 через 5 мин после выхода гранул из гранулятора. Конечную прочность определяли на момент отгрузки целевого продукта. Начальную влажность гранул замеряли весовым методом на выходе из гранулятора без подсушивания гранул. Аналогично описанному (пример 1) осуществляли получение гипсового вяжущего при параметрах, значения которых являются предельно допустимыми (примеры 2 7). Технологические параметры получения гипсового вяжущего и характеристики целевого продукта, полученного заявляем способом, а также способом, принятым за прототип, приведены в таблице.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ обеспечивает получение гипсового вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода с начальной степенью гидратации гипсового вяжущего 0,14, с начальной прочностью гранул 0,4 МПа (при конечной прочности 3,97 МПа), с начальной влажностью гранул после гранулятора 9,5 мас. с конечной кислотностью 0,3 мас. с размером 100% гранул более 4 мм.

Применение способа обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:
-получение гранулированного гипсового вяжущего с высокими эксплуатационными свойствами;
возможность применения получаемого продукта в качестве минерализирующей добавки и в качестве регулятора сроков схватывания при производстве цемента вследствие низкой кислотности гранул и содержания товарной фракции гранул размером более 4 мм до 100%
возможность применения получаемого продукта в качестве вяжущего вследствие его высокой степени гидратации;
упрощение технологического процесса за счет проведения нейтрализации кислого отхода получения фтористого водорода без его предварительного дополнительного охлаждения;
высокая транспортабельность получаемого продукта, исключение пыления и слеживаемости при транспортировке вследствие высокой прочности гранул и содержания товарной фракции гранул размером более 4 мм до 100%

Способ получения гипсового вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода включает нейтрализацию кислого отхода производства фтористого водорода и грануляцию продукта нейтрализации. Нейтрализацию осуществляют одновременно с помолом до содержания свободной серной кислоты в продукте нейтрализации 0,3 - 1,0 мас.%, нейтрализующий агент вводят в количестве, превышающем стехиометрическое на 28 - 73 мас.%, в грануляцию ведут водой, подаваемой в количестве 12 -17 мас.% от массы гранулируемого продукта. Технической задачей, решаемой способом получения гипсового вяжущего, является обеспечение химических взаимодействий в продукте нейтрализации в процессе грануляции, что позволяет повысить гидратации фторангидрита и получить полугидрат сульфата кальция, а также повысить начальную прочность гранул без уменьшения их конечной прочности, снизить кислотность гранул и их начальную влажность, довести выход товарной фракции гранул /более 4 мм/ до 100%. Полученное гипсовое вяжущее может быть использовано при производстве цемента в качестве регулятора сроков схватывания и минерализатора.

Способ получения гипсового вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода, включающий нейтрализацию кислого отхода производства фтористого водорода и грануляцию, отличающийся тем, что нейтрализацию осуществляют одновременно с помолом до содержания свободной серной кислоты в продукте нейтрализации 0,3 1,0 мас. нейтрализующий агент вводят в количестве, превышающем стехиометрическое на 28 73 мас. а грануляцию ведут водой, подаваемой в количестве 12 17% от массы гранулируемого продукта.