Способ получения магнезиального вяжущего Советский патент 1989 года по МПК C04B9/02 

1

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к производству магнезиальных вяжущих.

Цель изобретения - упрощение процесса и повышение прочности вяжущего.

Способ осуществляется следующим образом.

Морскую воду или рассолы большинства соляных озер морского типа, содержащие хлористый магний с примесями NaCl, NazS04 и других солей, а также растворы MgCl2, являкшиеся отходами производства, сгущают до концентрации MgCl2 20-25%. Сгущение рассолов осуществляется методом последовательно проводимых политермической кристаллизации Na2R04- 1011 О и изотермической кристаллизации гали- та в садочных бассейнах.

Сгущенные растворы хлористого магния подают в распылительную сушилку, представляющую собой футерованную огнеупорен цилиндрическую печь с коническим днищем. Для диспергирования раствора используют пневматическую форсунку. Дегидратация раствора осуществляется под действием тепла топочных газов. В распылительной сушилке при прямоточном движении фаз происходит интенсивный тепло- и массообмен между диспергированной жидкой фазой и газовым теплоносителем - топочными газами, в результате чего хлористый магний обезвоживается до

MgCl2 2H20. Температура в распылительной сушилке 300-35П°С, время пребывания 12-1R с. Образующийся порошок выгружают из конической части сушилки и подают на вторую стадию

Л

х

ЬЭ

00

процесса, где происходит термическое разложение Mg012 Р..

Реактор второй стадии процесса представляет собой аппарат кипящего слоя, который имеет форму перевернутого конуса, оканчивающегося снизу патрубком для входа газов. В верхней расширенной части реактора имеется горловина, через которую отводят газообразные продукты р,еакдии. В нижнюю часть реактора непрерывно поступают горячие топочные газы, скорость их достаточно велика, чтобы в реакционной камере образовался кипящий слой. Температура процесса 400 500°С, время пребывания MgC.2 2Н2.0 в реакционной зоне 1П мин. Данная температура и время термической обработки MgCl2 являются достаточными для получения продукта с определенной степенью разложения М§С1г, не превышающей 70-85%, что соответствует молярному отношению между MgCl2H MgO в полученном продукте от 1:2,5 до 1:6,0. Твердые продукты разложения периодически выгружают из печи и используют для приготовления магнезиального вяжущего. Выделяющийся в ходе процесса хлористый водород выводят из реакционной зоны и используют для получения концентрированной соляной кислоты.

Процесс дегидратации и термического разложения MgCl можно вести одновременно в одну стадию в распылительной сушилке при 400-500 С до получения продукта заданного ; качества.

Полученный продукт имеет пористую рыхлую структуру, не требует специального помола, полностью проходит через сито № 009 и отвечает требованиям ГОСТа на каустический магнезит: остаток на сите № 009 - не менее 75% величина зерен Ј2 мм.

Свежеполученный продукт термического разложения смешивают с водой в количестве, необходимом для образования теста пластической консистенции, готового к использованию. Число молей воды на 1 моль MgCl2 изменяется в пределах 7-9., При смешивании полученного продукта с водой наблюдается сильное разогревание смеси, что указывает на высокую активность продукта термического разложения MgClz и ведет к сокращению сроков схватывания цемента

0

5

0

5

0

5

1+

и к повышению прочности получаемого магнезиального вяжущего на его основе.

Прочность образцов на сжатие по истечении 28 сут, определяют по стандартной методике. Прочность образцов, полученных на основе продукта термического разложения MgCl , изменяетQ ся от 64,0 до 77,0 МПа, что превышает прочность образцов каустического магнезита марки 600 на 6,7-18,3%.

Пример 1. Для получения сырья для производства магнезиаль5 ного вяжущего по известному способу используют природные магнийхлоридные рассолы состава: 0,054 0,708 S(V; 13,418 ОГ; 0,03 0,022 Са24; 1,4.S3 6,788 Na+, которые предQ варительно сгущают до концентрации MgCl2 22,767% (состав сгущенных рассолов: 0,343 3,605 SO ; 17,194 ОГ ; 0,102 I , 0,020 Са 5,812 Mg24 ; 2,094 Na4) и в количест5 ве 100 г (22,767 г MgCL, на 100 г раствора) подают в распылительную сушилку. При соприкосновении раствора Mgf,l, с горячим газом происходит его Дегидратация. Термическое разложение MgCl2 происходит в еишарате КС. Температура разложения 450°С, время 10 мин. Степень разложения MgCl составляет 81%, что соответствует молярному соотношению между MgCl, и MgO в полученном продукте 1:4,3. Количество полученного продукта (в расчете на сухое вещество) 18,2 г. Состав полученного продукта,%: MgO 41,72; MgCl223,25; NaCl. 5,04, 28,90; NaBr 0,72; 0,37.

Порошок смешивают с водой до получения теста пластичной консистенции (молярное отношение О 1:8) и формуют образцы размером см.

По истечении 28 сут образцы испытывают на прочность при сжатии. Прочность составляет 71,7 МПа,

П р и м е р 2. Отличается от примера 1 тем, что температура разложения MgCl2 в аппарате КС 400 С, время 11 мин. Степень разложения MgClz составляет 2%, что соответствует молярному соотношению между MgO в полученном продукте 1:2,57. Количество полученного продукта (в расчете на сухое вещество) 19,359 г. Состав полученного продукта,%: MgO 34,857; М8С1г:Н2,198; NaCl 4,742;

NaaS04 7.7,176; NaBr 0,676; CaS04 0,351.

Прочность образцов на сжатие по истечении 28 сут составляет 64,ОМПа

Пример 3. Отличается от примера 2 тем, что температура разложения MgCl2 500°С, время 9 мин. Степень разложения MgCl2 составляет 84,4%, что соответствует молярному соотношению между MgCl2 и MgO в полученном продукте 1:5,4. Количество полученного продукта (в пересчете на сухое вещество) 17,762 г. Состав полученного продукта,%: MgO 44,539; MgOi.219,553; NaCl 5,168; Naj,S04 29,614; NaBr 0,738; CaSOd 0,383.

Прочность образцов на сжатие по истечении 28 сут составляет 77,ОШа

Доказательством ухудшения качества магнезиального вяжущего, полученного из продукта термического разложения MgCla в интервале температур ниже 400 и выше 500°С, свидетельствуют примеры 4 и 5.

П р и м е р 4. Отличается от примера 1 тем, что температура разложения MgCl2 350 С, время 30 мин. Температура ниже 400°с даже при длительной термообработке сырья позволяет получить продукт с максимальной степенью разложения MgClz, равной 60,3% что значительно ухудшает физико-механические характеристики конечного продукта. Прочность магнезиального вяжущего составляет 7,65 КПа.

П р и м е р 5. Отличается от примера 1 тем, что температура разложения MgCl 550°C, время 10 мин. Температура выше 500 С при таком же времени термообработки MgCI, как

812186

в примере 1, позволяет получить продукт, минимальная степень раз- ложения которого 94,20%, что значи- j- ельно ухудшает физико-механические характеристики конечного продукта, так как смешивание MgO с П20 ведет к образованию Mg(OH),, . Прочность магнезиального вяжущего составляет

10 26,0 МЛа.

По сравнению с известным предлагаемый способ обладает следующими преимуществами: значительно сокращается время термообработки, так как

15 обжиг MgC03 проводят в течение длительного времени, в качестве затворяющей жидкости вместо раствора MgCl2 используется вода, кроме того, теплота гидратации смеси используется для

20 дополнительного нагревания с целью получения магнезиального вяжущего повышенной прочности, вследствие чего отпадает необходимость предварительного нагревания смеси после зат25 ворения.

Формула изобретения

Способ получения магнезиального вяжущего, заключающийся в том, что

0 осуществляют термическую обработку сырья, смешивание продукта разложения с жидкостью до образования теста пластичной консистенции и твердение его на воздухе, о т л и ч а ю щ и н- с я тем, что, с целью упрощения процесса, повышения прочности вяжущего, в качестве сырья используют растворы хлористого магния, перед термообработкой растворы хлористого магния

Q подвергают дегидратации а термообработку осуществляют до 70-85% в присутствии паров воды.

5

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к производству магнезиальных вяжущих. Целью изобретения является упрощение процесса и повышение прочности. Для получения сырья для производства магнезиального вяжущего используют природные растворы хлористого магния, которые предварительно сгущают и подают в распылительную сушилку. При соприкосновении раствора MGCL₂ с горячим газом происходит его дегидратация. Термообработку раствора MGCL₂ осуществляют при температуре 400-500°С до 70-85% в присутствии паров воды. Порошок смешивают с водой до получения теста пластичной консистенции и формуют образцы. Прочность вяжущего составляет 64-77 МПа.