Способ получения ангидритовоговяжущего

 

Союз Советскнк

Сецнапнстнческнх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (ii)808427 (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 25. 05. 79 (2т) 2774097/29-33 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 280281. Бюллетень Й9 8

Дата опубликования описания 28. 02. 81 (я)м. кл.з

С 04 8 11/06

Государственный комнтет

СССР яо делам взобретениЯ н открытиЯ (53) УДК 666.914 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Ф.Степанова, И.М.Арановский и М.Ф.Чебуков ° У

1

Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательскогЬ и проектного института алюминиевой, магниевой ... и электродной промышленности (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНГИЛРИТОВОГО ВЯЖУЩЕГО

Изобретение относится к технологии производства цемента на основе сульфата кальция, а именно ангидритового вяжущего из отходов производства плавиковой кислоты, который может быть использован как вяжущее и как активизатор твердения закладочных смесей горных выработок.

Известен способ получения промежуточного продукта для цемента — искусственного ангидрита из отходов производства плавиковой кислоты путем отделения мелких частиц от оставшейся послЕ удаления фтористоводородной кислоты массы; суспендирования этой 15 массы в воде при энергичном перемешивании, нейтрализации, измельчения приготовленной суспензии, отделения от суспензии воды с получением искусственного нерастворимого ангидрита, 20 содержащего 5-10Macc.% воды, смешения этого ангидрита с мелкими частицами, отделенными от одной из ранних стадий и затвердевания цементной смеси (1).

Однако известный способ предназна- 25 чен для получения из отходов производства плавиковой кислоты искусственного ангидрита с нужными свойствами, а для получения ангидритового вяжущего необходима дополнительная обработ- 3Q ка ангидрита с катализаторами твердения.

Наиболее близким к предлагаемому способу получения ангидритового вяжущего является способ утилизации ангидрит-цемента иэ гипсовых отходов от производства плавиковой кислоты, осуществляемый путем нейтрализации сухих отходов известью-кипелью и измельчения продукта в шаровой мельнице 2$.

Однако такой способ утилизации ангидритового цемента, сопровождаемый нейтрализацией, приводит к получению продукта с низким пределом прочности на сжатие (50 кг/см) ввиду наличия внедренных в его крис» таллическую решетку примесей отхода (HzS04, HF, Н>Si Гь, СаР и др), так как нейтрализация его происходит только с поверхности зерна основного компонента отхода — сульфата кальция и максимальная прочность такого ангидритового цемента может быть достигнута лишь при добавке в цемент катализатора твердения, что значительно затрудняет использование ангидрито,вого цемента потребителями.

808427

Суммарная кислотность пульпы, Ъ

Предел прочности кгс см

Время выдержки пульпы в автоклаве, мин

Составляющие пульпы %

Сроки схватывания,ч

Содержание оорбированной.кислоты,Ъ

Отход СаС03 сут 90 сут

На- Кочаль- нечный ный

Сжатие изгиб

Сжатие изгиб

92,5 7,5

93,9 6,1.92,5 7 5

91,1 8,9

92,5 7,5

120

93/29 85/21 8 17

238/73 250/78 9 16

9,3

7,2

180

3,5

325/95 330/97 10 18

283/80 290/85 9 22

240

5,5

4,0

360

390

4,6/- 15/- Не схватывается1,0 04

Цель изобретения — увеличение прочности вяжущего иэ отходов производства плавиковой кислоты.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе получения ангидритового вяжущего из отходов производства плавиковой кислоты путем нейтрализации отхода иэвестьсодержащим компонентом с последующим измельчением, причем отход нейтрализуют репульпацией до остаточного 0 содержания свободных кислот в пульпе от 4 до 7%, выдерживают при температуре кипения пульпы в течение 3-бч и выделяют вяжущее.

Частичная нейтрализация отхода при его репульпации способствует ускоренному разъединению слипшихся зерен отхода, так как в кислой среде происходит быстрое растворение примесей (кислот НГ, HgSO4, H SiF, сульфатов Al, Fe, Мд, К, Na и др) с поверхности зерна, при этом пульпа становится однородной по грансоставу.

Дальнейшая выдержка однородной кислой пульпы и предлагаемых режимах способвует дальнейшему растворению примесей (кислот и сульфатов) и миграции их из кристаллов зерна в жидкую фазу.

Пример 1. Ангидритовое вяжущее получают полупромышленным спосо- g0 бом на опытной установке Уральского филиала ВАМИ.

9 Kl отхода производства плавиковой кислоты с содержанием.Ъ: CaSOy

81 03; H@S04 13 4t HF 1 8г Н S Fg, 35

0,05; CaF2 3,22; сульфатов АE, Fe Mg

К, Na 0,5. и др. загружают совместно с 550 г известьсодержащего агента

СаСО в репульпатор и одновременно с нейтрализацией репульпируют в 27 л . воды.

После разрушения гранул отхода в течение 15 мин перемешивания кислотность пульпы снижается по суммарному содержанию свободных кислот до 7%, по содержанию H S04 с 13,4 до 6,0Ъ; по содержанию HF с 1,8 до 1,0Ъ, по содержанию H>SIF< с 0,05% до следов.

Отношение твердой и жидкой фаз в пульпе составляет Ж:Т=З:1.

Далее пульпу подают в последовательно расположенные автоклавы, где ее выдерживают в течение 3 ч при

Ю температуре кипения пульпы 118-119 C.

Температуру кипения пульпы выбирают оптимальной по скорости извлечения примесей иэ кристалла. При этом жидкая фаза насыщается примесями отходов.

Горячую пульпу с температурой

80-90 С на выходе иэ автоклава направляют в отстойник, где ее отстаивают в течение 1 ч, затем отфильтрованную твердую фазу (целевой продукт) измельчают, а жидкую фазу, содержащую примеси, возвращают в начальный цикл производства.

Готовое ангидритовое вяжущее содержит 3,5Ъ сорбированных кислот, которые выполняют функцию катализатора твердения.

Пример ы 2 и 3. Способ утилизации ангидритового цемента из отходов производства плавиковой кислоты осуществляют аналогично примеру.

1, известьсодержащий агент СаС0> для нейтрализации отхода берут в количестве 675 r и 800 г, при этом суммарное содержание свободных кислот в пульпе составляет соответственно 5,5Ъ и 4Ъ, а пульпу выдерживают в автоклаве в течение 4 и 6 ч.

Готовый ангидритовый цемент содержит сорбированные кислоты в количестве соответственно 2Ъ и 1Ъ.

Образцы ангидритового цемента размером 4х4х16 см испытывают на прочность через 7 сут и через 90 сут.

Влияние времени выдержки пульпы в автоклаве и содержание в ней свободных кислот на свойства ангидритового цемента показано в табл.1.

Таблица1.

808427

Как видно из табл.1 максимальные пределы прочности(например 325 кгс/см на сжатие) ангидритового вяжущего, изготовленного по предлагаемому способу, появляются в выбранных режимах:. время выдержки пульпы в автоклаве 5

3-6 ч (оптимально 4 ч), суммарная кислотность пульпы 4-7Ъ(оптимально 5,5В) .

Т а б л и ц а 2.

Прочность на сжатие, кгс/см в возрасте 7 сут 50

325

90 сут 75

330

Прочность на изгиб, кгс/см в возрасте 7 сут 8

90 сут 10

Формула изобретения

Способ получения ангидритового

30 вяжущего из отходов производства плавиковой кислоты путем нейтрализации отхода известьсодержащкм компонентом с последующим измельчением,о т si и ч а ю шийся тем, 35 что, с целью увеличения прочности, отход нейтрализуют репульпацией до остаточного содержания свободных кислот в пульпе от 4 до 7%, выдерживают при температуре кипения пульпы в течение 3-6 ч и выделяют вяжущее.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент COIA 9 4016240, кл. С 04 В 11/06, 1977. . 2. Чебуков М.Ф. и Игнатьева Л.П.

45 Использование гипсовых отходов от производства плавиковой кислоты для получения строительного гипса.

"Известия высших учебных заведений и (строительство и архитектура), Ново$Q сибирск, 1958, 9 10, с.3.

Составитель Л.Балкевич

Редактор В.Матюхина Техред А. дч Корректор H.ГРигорук

Заказ 39/21 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4

Из табл.2 видно, что ангидритовый цемент, полученный по предлагаемому способу, обладает более высокими прочностными характеристиками, что соответствует марки цемента 300 °

При эксплуатации в течение месяца ангидритового цемента с содержанием сорбированных кислот более 3,5% табл., 1 образцы рассыпаются.

Использование предлагаемого способа получения ангидритового вяжущего иэ отходов производства плавиковой кислоты обеспечивает возможность использования ангидритового цемента в закладочных бетонных смесях без катализатора твердения эа счет содержания в готовом продукте сорбированных кислот 1-3,5%, которая способствует уплотнению структуры камня и создает безотходную технологию, охраняющую окружающую среду от. просачивания кислот в грунтовые воды.

Для сравнения качественных характе ристик полученного ангидритового вяжущего испытаны образцы ангидритового цемента, полученные по известному способу.

Данные испытаний сведены в табл. 2.