Способ получения технического гидросиликата кальция

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ, ЯЦ М

РЕСПУБЛИН,д)4С 01 В 33 24ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтансномм сюидатильствм

36, 4-69, 6, мас.X.

Известковые отходы сахарного производства

Кремнеземистые отходы производства фтористого алюминия

30 ° 4-63,6 (21) 3322254/23-26 (22) 02.06.81 (46) 23.10.86. Бюл. У 39 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А.К.Гармуте (53) 546.28(088.8) (56) 1. Бутт Ю.М., Рашкович Л.Н.

Твердение вяжущих при повышенных температурах. — М., 1965, с. 61-126.

2. Корнеев В.И. Синтез и примене-. ние гидросиликатов кальция из нрожаиленных продуктов и отходов.

/В кн. Гидросиликаты кальция н их применение. - Каунас, КПИ, 1980, с. 67-68.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 597637, кл. С 01 В 33/24, 1978...SU„„3265143 А 1 (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ГИДРОСИЛИКАТА КАЛЬЦИЯ, включающий взаимодействие кремнеэемистых отходов производства фтористого алюминия с известковым компонентом при повышенной температуре, о т л ич а ю шийся . тем, что, с целью упрощения и удешевления способа, в качестве известкового компонента используют термически активированные

t известковые отходы сахарного производства.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что исходные компоненты берут при следующем соотноше- а нии

126514

Изобретение относится к промышленности силикатных материалов, в частности технических гидросилика1 тов кальция, применяемых в качестве адсорберов и наполнителей в химической, лакокрасочной, бумажной и другой промышленности.

Известен способ получения технических гидросиликатов кальция путем взаимодействия тонкодисперсных

10 двуокиси кремния и окиси кальция в суспензиях при повышенных температурах (1).

Недостатками этого способа являются использование дорогостоящих сырье- 15 вых компонентов, необходимость их тонкого помола и медлейное протекание реакций.

Известен способ получения технических гидросиликатов кальция путем двухстадийной обработки при нормальном давлении и в гидротермальных условиях сырьевых смесей из нефелинового шлама, металлургических

t шлаков и портландцементного клинке25 ра (2).

Недостатками этого способа является сложность процессов, использование дорогостоящего компонента— портландцемента и небольшой выход . готового продукта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ олуче- 35 ния гидросиликатов кальция путем взаимодействия окиси кальция и тонкодисперсных кремнеэемистых отходов производства фтористого алюминия при повышенной температуре. Извест- 40 ный способ обеспечивает интенсификацию процесса и сокращения продолжизгельности синтеза гидросиликатов (3).

Однако недостатками известного способа являются его сложность в свя- 45 эи с необходимостью использования дорогостоящего сырьевого компонен,та " реагента окиси кальция и высокая стоимость.

Цель изобретения — упрощение 50 и удешевление способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения технического гидросиликата кальция, включающему взаимодействие кремнезе- 55 мистых отходов производства фтористого алюминий с термически активированными известковыми отходами сахарно3 2 го производства при следующих соотношениях компонентов, мас.7:

Известковые отходы сахарного производства 36,4-69,6

Кремнеземистые отходы производства фтористого алюминия 30,4-63,6 в качестве известкового компонента иснольэуют термически активированные известковые отходы сахарного производства и указанное соотношение исходных компонентов.

Термическую активацию отходов сахарного производства проводят при

900-950 С в течение 1-3 ч.

Предлагаемый способ позволяет получить гидросиликаты эа счет ком1 плексного использования промышленных как кремнесодержащих, так и кальцийсодержащих отходов. Причем эти отходы являются тонкодисперсными и не требуют дополнительных энергетических затрат на измельчение и просеивание.

Hp и м е р 1. Получение гидросиликата С-S-Н (1) .

В качестве основных компонентов для составления сырьевой смеси используют известковые отходы сахарного производства следующего химического состава, мас.X: СаСО > 74 — 80;

ИяСО 8,46; органические вещества

11,70; Si0 4,10; Р О 0,50; азот .0,20; К О 0,24, термически активи7. рованные обжигом при 900 С в течение

2 ч, их активность после обжига — 757 (СаО + М80), а также кремнеземистые отходы производства фтористого алюминия следующего химического gocтава, мас.Ж: SiO 83,27; п.п.п.

11 43 фтористые соединения (в пересчете на фтористый алюминий) 4,80;

СаО 0,40; R О 0,1. Отходы используют в виде шлама влажности 60-66Х.

Оба сырьевых компонента при молярном соотношении С/$=1, и водотвердом соотношении В/Т=8 взвешивают в количествах, мас.Ж:

Активированные известковые отходы сахарного производства 50 9

Кремнеземистые отходы производства фтористого алюминия 49,1

Сырьевую смесь помещают в автоклав, заливают водой в необходимом количестве (до В/Т=8), суспенэию перемешивают и подвергают гидротермаль"

1265

35 ному синтезу: изотермический режим

125 С, время 2 ч.

Характеристика продукта: содержа-, ние гидросиликата С-S-Н до 95Х, степень белизны высокая ° В качестве при- 5 месей отмечено небольшое количество инертных частиц, около ЗХ фтористогого кальция, примеси магния и алюминия, которые, возможно, заключены в решетке гидросиликата.

Пример 2. Получение тоберморита.

В качестве основных исходных компонентов используют известковые отходы сахарного производства химического состава, аналогичного примеру термически активированные обжигом при 950 С в течение 2 ч, активность

81,5Х (СаО + MgO) удельная поверхность 500 м /кг, а также кремнеземис 2Р тые отходы производства фтористого алюминия следующего химического состава, мас.Х: SiO 62, 1; п.п.п. 28,2; фтористые соединения (в пересчете на фтористый алюминий) 9,2 СаО 0,3;

R<0 0,2; удельная поверхность

460 м /кг.

Сырьевые компоненты при молярном соотношении С/S=0,80 и водотвердом соотношении В/Т=18 взвешивают в ко- 30 личествах, мас.Х:

Активированные известковые отходы сахарного производства 36,4

Кремнеземистые отходы производства фтористого алюминия 63,6

Проводят гидротермальный синтез: иэотермический режим 130 С время

12 ч. Продукт синтеза — тоберморит 4р с выходом 90Х и примесями около 5Х гидросиликата С-S-H, 3-5Х фтористого кальция, инертных и непрореагировавших частиц, следы гидроалюминитов.

Продукт отличается высокой белиз- 45 ной и большим выходом. По известному способу чистый тоберморит получить невозможно: продукт синтеза более чем íà 60Х загрязнен примесями стабилизированного гидросиликата 5р

С-S-H.

Пример 3. Получение гиллебрандита.

В качестве основных компонентов используют известковые. отходы сахар- S5 ного производства следующего химического состава, мас.Х . СаСО> 82,96;

МВСОэ 6,47; оРганипеские вещества

30,4

143 4

5, 93; SiO 1,58; Р Оэ 0,34; Al,Оэ

2,27; Fe>0 0,45, термически актйвированные при 900 С в течение 1 ч, активность 71Х (Ca0+MgO) а также кремнеземистые отходы производства фтористого алюминия следующего химического состава, мас.Х: SiO< 62, 1; п.п.п. 28,2; фтористые соедйнения (в пересчс те на фтористый алюминий)

9,2; СаО 0,3; КэО 0,2, удельная поверхность 460 м /кг.

Сырьевые компоненты при молярном соотношении С/82,0 и водотвердом соотношении В/Т10 взвешивают в количествах, мас.X:

Активированные известковые от оды сахарного производства 62,0

Кремнеземистые отходы производства фтористого алюминия 38,0

Проводят гидротермальный синтез: изотермический режим 1175 С, время

10 ч. Продукт синтеза — гиллебрандит с выходом продукта 90Х и примесями фтористого кальция, инертных непрореагировавших частиц и следами гидроалкиинатов.

Пример 4.- Получение гидрата

У С В

В качестве основных компонентов для составления смеси используют известковые отходы сахарного производства следукнцего химического состава, мас.Х: СаСО 82,96; И@СО 6,47; з органические вещества 5,93; Я О

1,58; Р,О - 0,34; А1эО 2,27; Fe203

0,45, термические актйвированные обжигом при 900 С в течение 1 ч, активность 71X (CaO+MgO), а также кремнеземистые отходы производства фтористого алюминия следующего химического состава, мас.X: SiO 87,5; п.п.п.

11,0; фтористые соединения (в пересчете на фтористый алюминий) 1,4;

СаО 0,1.

Сырьевые материалы, рассчитанные на образование двухосновного гидросиликата кальция — гидрата у -С S, при С/S 2,0 и В/Т=7, взвешивают при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Активированные известковые отходы сахарного производства 69,6

Кремнеземистые отходы производства фтористого алюминия

43 4

58,8

ВНИИПИ Заказ 5620/15 Тираж 450

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В 1 2651

Проводят гидротермальный синтез суспенэии на основз данной смеси при температуре процесса 220 С в течение 20 ч. Получают продукт— гндрат -С Б с выходом продукта 90Х и примесямй фтористого кальция, фтористых гидросиликатов и гиллебрандита.

Пример 5. Получение гидрата

СуЗ ° 10

В качестве исходных компонентов используют известковые отходы сахарного производства следующего химического состава, мас.Х: СаСО 74,80;

NgCO3 8,46; органические вещества

11,70; S>pq .4,10; Pq Оз 0,50; азот

Оэ20> К О 0,24, термические активированные отжигом при 950 C в гечение

2 ч, активность 81,5Х (СаО + М80), а также кремнеземистые отходы произ- 20 водства фтористого алюминия следующего химического состава, мас.X: 8 О

62,11; п.п.п. 28,2; фтористые соединения (в пересчете на фтористый алюминий) 9,2; СаО 0,3; R О 0,2, 25

Сырьевые компоненты при молярном соотношении С/$2,0 и водотвердом соотношении В/Т10 взвешивают в количествах, мас.X:

Активированные извест36 ковые отходы сахарного производства

Кремнеземистые отходы производства. фтористого алюминия з

Проводят гидротермальный синтез: изотермический режим 170 С, время

10 ч; Продукт синтеза гидросиликат кальция - гидрат d -С S c выходом продукта до 90Х и примесями фтористого кальция, фтористых гицросиликатов и гиллебрандита.

Полученные технические гидросили: каты отличаются высокой степенью белизны и большой удельной .поверх- . ностью — в пределах 1500 — 2200 м /кг.

Используемые отходы обладают высокой дисперсностью и необходимым химическим составом, указанным в приведенных примерах (химический состав > термически активированных известковых отходов в пределах, мас.Х:

Я О у 3,18 — 8,57; А1 Оз3,50 — 5,32;

Fe О 0,57 — 2,01; СаО 73,60 — 84,96;

MgO Z,17 — 6,80; п.п.п, 2,36 — 4,10, активность термически активированных

Ьтходов составляет 71,0 - 81,5% (Са0+

М80), Термическая активация этих отходов позволяет устранить примеси органических веществ (выгорают) и обеспечивает регенерацию основного вещества до окиси кальция— высокодисперсной, не требующей помола и обладающей высокой реакционной способностью, Этот процесс обходится в несколько раз дешевле, чем первоначальный обжиг известняка, и,тем более, чем получения .окиси кальция — реагента марки ЧДА. Активированные отходы, Фактически претерпев повторный обжиг (первичный— перед производством сахара), приобретают разрыхленную структуру, высокоразвитую поверхность, что увеличи" вает их химическую активность и обеспечивает высокий выход конечного продукта с большой удельной поверхностью.

Предлагаемый способ обеспечивает получение и такого очень важного гидросиликата, как тоберморит, который по известному способу в виде индивидуального соединения получить невозможно из-эа стабилизации гидросиликата С-S-Н. Это обеспечивается благоприятным химическим составом известковых отходов сахарного производства, содержащих определенные примеси некоторых соединений, которые предотвращают стабилизацию гидросиликата С-8-Н и сильно активизируют процесс образования тоберморита.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа состоит в том, что удешевляется.получение технических гидросиликатов в два раза, а также расширяется сырьевая база за счет комплексного использования отходов.

Способ более прост, так как заменяет сложную технологию получения окиси кальция марки ЧДА(согласно известному способу) простой термической активацией известковых отходов сахарного производства.