Способ получения магнезиального вяжущего

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении магнезиальных вяжущих. Задачей изобретения является упрощение технологии получения магнезиального вяжущего, повышение качества, снижение его стоимости и утилизации отходов. Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения магнезиального вяжущего путем осуществления термической обработки сырья, смешивания продукта разложения с раствором бишофита и твердения его на воздухе, в качестве сырья используют шлам рассолоочистки производства хлора и каустической соды следующего состава, мас.%: Mg(OH)₂ - 16-25; CaCO₃ - 50-60; NaCl - 8-10; Fe(OH)₃ - 0,5-1,0; а термообработку осуществляют при температуре 550- 600^oC. 2 табл.

Заявляемое изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении магнезиальных вяжущих.

Известен способ получения магнезиального вяжущего путем термической обработки сырья /1/.

Недостатком способа является то, что использование в качестве исходного сырья природного доломита характеризуется дефицитностью и высокой стоимостью, связанной с затратами на его разработку, транспортировку, предварительное дробление, послеобжиговый помол. Недостатком также является дополнительная операция по введению добавок для снижения температуры термообработки карбоната магния и повышения скорости процесса и при этом все же достаточно высокая температура обжига исходного сырья 600-800^oC.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ получения магнезиального вяжущего, включающий обжиг при температуре 550-600^oC сырья, содержащего гидроксид магния, и смешение продукта обжига с раствором бишофита /2/.

Недостатком способа получения магнезиального вяжущего по прототипу является то, что длительный обжиг исходного сырья в течение 3-х ч вызывает спекание магнезиальной составляющей вяжущего MgO и повышает его плотность, что увеличивает время гидратации, схватывания и твердения вяжущего, вызывает неравномерное изменение объема при твердении и требует его специального помола.

Кроме того, для получения магнезиального вяжущего из указанного сырья необходимо после обжига смешивание его с наполнителем, например, CaCO₃ и др. для ослабления свойства неравномерного изменения объема при твердении, присущего магнезиальному вяжущему. Наполнитель предварительно подвергают помолу и тщательно перемешивают с вяжущим для получения однородного состава, что усложняет технологию.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение технологии получения магнезиального вяжущего, повышение качества, снижение его стоимости и утилизация отходов.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в способе получения магнезиального вяжущего, включающем обжиг при температуре 550- 600^oC сырья, содержащего гидроксид магния и смешение продукта обжига с раствором бишофита, в качестве сырья используют шламм рассолоочистки производства хлора и каустической соды следующего состава, масс. Mg(OH)₂ 16-25; CaCO₃ 50-60; NaCl 8-10; Fe(OH)₃ -0,5-1,0, а обжиг осуществляют в течение 0,25-0,5 ч. Наличие в составе шлама железистых примесей Fe(OH)₃, являющихся флюсом, и хлоридов NaCl, образующих эвтектики, позволяет снизить продолжительность обжига в сравнении с прототипом в 6-8 раз. Сокращение продолжительности обжига уменьшает спекание магнезиальной составляющей и плотность вяжущего.

Таким образом, указанные отличия сообщают заявленному изобретению новый технический эффект получение вяжущего с пористой однородной структурой за счет снижения температуры обжига и уменьшения спекания магнезиальной составляющей, а также за счет совмещения операции обжига (дегидратации) сырья с разрыхлением (помолом) вяжущего и уже присутствующей в нем добавки - ускорителя NaCl.

Получение вяжущего с пористой, однородной структурой повышает скорость схватывания вяжущего в 6-40 раз, что составляет 0,3-1,0 ч, а также скорость роста прочности. В возрасте 1 3 сут прочность образцов из полученного вяжущего составляет 70-80% от 28-ми дневной. Сокращение времени охватывания и твердения позволяет быстро освобождать изделия от формы при их изготовлении.

Наличие в шламе и вяжущем на его основе карбоната кальция (мела) в тонкодисперсном состоянии в соотношении MgO:CaCo₃ 1:4 исключает необходимость введения в состав магнезиального вяжущего тонкомолотой добавки - наполнителя, ослабляющей свойство неравномерного изменения объема при твердении, присущие магнезиальным вяжущим.

Способ осуществляют следующим образом. Берут шлам рассолоочистки производства хлора и каустической соды следующего состава: мас. Mg(OH)₂ 16-25; CaCO₃ 50-60; NaCl -8-10; Fe(OH)₃ - 0,5-0,1 и подвергают его обжигу в муфельной печи в стационарном режиме. Термообработку производят при температуре 550- 600^oC в течение 0,25-0,5 ч до разложения гидроксида магния . Полученный продукт смешивают с раствором бишофита в количестве, необходимом для образования теста нормальной густоты. Из теста формируют образцы и определяют прочность образцов при изгибе и сжатии по истечении срока твердения по стандартной методике.

Пример. Брали 1200 г шлама рассолоочистки производства хлора и каустической соды Волгоградского завода "Каустик" среднего состава, мас. Mg(OH)₂ -21; CaCO₃ 55; NaCl 8,5; Fe(OH)₃ -1 и подвергали его обжигу в муфельной печи при толщине слоя шлама 30 мм при температуре 550- 600^oC в течение 0,25 0,5 ч. Потери при прокаливании составили 8-10% Результаты представлены в табл. 1.

Свежеприготовленный продукт термического разложения имеет следующий состав, мас. MgO 15,8; CaCO₃ 60,0; NaCl 9,3; Fe(OH)₃ - 1,1 и отвечает требованиям ГОСТа на каустический доломит содержание MgO не менее 15% Продукт имеет пористую рыхлую структуру и не требует специального помола. Дисперсность его характеризуется полным просевом через сито N 0,2, что отвечает требованиям ГОСТа на порошки магнезитовые каустические: проход через сито N 0,2 100% Полученный порошок смешивали с раствором бишофита MgCl₂·6H₂O плотностью 1,2 г/см³ в количестве 450 мл для образования теста нормальной густоты. Из теста формовали образцы призмы 40·40·100 мм. Результаты измерения прочности образцов приведены в табл. 2.

Прочность образцов вяжущего в возрасте 28 сут изменяется от 15,8 до 22,0 МПа, что соответствует прочности образцов каустического доломита марок 150-200.

Формула изобретения

Способ получения магнезиального вяжущего, включающий обжиг при 550 - 600^oС сырья, содержащего гидроксид магния, и смешение продукта обжига с раствором бишофита, отличающийся тем, что в качестве сырья используют шлам рассолоочистки производства хлора и каустической соды следующего состава, мас.

Mg(OH)₂ 16 25 CaCO₃ 50 60 NaCl 8 10 Fe(OH)₃ 0,5 0,1 а обжиг осуществляют в течение 0,25 0,5 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1