Способ переработки кальцийсодержащего отхода на гипс

 

Изобретение представляет собой способ переработки кальцийсодержащего отхода на гипс, относится к области химической технологии и может быть использовано в хлорной промышленности, производствах строительных материалов и товаров бытовой химии. Способ включает предварительное подщелачивание исходного хлорсодержащего известкового отхода газоочистки до pH 11 - 11,5, смешивание его с водным раствором сульфатсодержащей золы - отхода тротилового производства, отделение образовавшегося гипсового шлама фильтрацией и промывку слабой серной кислотой до pH 8 - 8,5, сушку при 80 - 100^oC и совместную дегидратацию в соотношении 20-40:80-60 мас.% с природным гипсовым сырьем при 200 - 250^oC. 2 табл.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в хлорной промышленности, производствах строительных материалов и товаров бытовой химии.

В настоящее время остро стоит проблема утилизации отходов хлорорганических производств (абгазных хлоризвестковых шламов), в которых при абсорбции отходящих хлорсодержащих газов образуется порядка 70,0 тыс.м³ токсичных стоков.

Для улавливания в отходящих газах хлора их барботируют через водную суспензию извести. В результате образуется хлоризвестковая суспензия, представляющая собой взвесь гидроксидов и карбонатов кальция в растворе гипохлорита, хлората и хлорида кальция (табл. 1).

С течением времени под действием влаги, углекислоты воздуха и света неустойчивые гипохлориты разлагаются с выделением газообразного хлора и оксида углерода, приводя к существенному загрязнению атмосферы и грунтовых вод.

Наиболее близким к предложенному является способ переработки кальций содержащего отхода на гипс [1], включающий предварительное подщелачивание исходного хлорсодержащего известкового отхода газоочистки до pH = 11 - 11,5, смешивание его с сульфатсодержащей золой - отходом тротилового производства, отделение образовавшегося гипса фильтрацией, промывку его слабой серной кислотой до pH = 8 - 8,5, сушку при 105^oC с последующей дегидратацией при 280 - 330^oC.

Указанный способ позволяет получать гипсовый вяжущий материал, пригодный для использования в качестве строительного материала, и фильтрат, содержащей гипохлорит натрия, который может быть использован в бытовой химии в качестве отбеливателя.

К недостаткам данного способа следует отнести низкую марку получаемого таким образом гипса Г-11, которая по прочностным характеристикам может быть использована только при изготовлении штукатурных растворов и внутренних перегородок.

Задачей изобретения является разработка способа утилизации абгазных хлоризвестковых отходов на гипс с повышенными прочностными характеристиками.

Поставленная задача решается способом, включающим предварительное подщелачивание исходного хлорсодержащего известкового отхода газоочистки до pH = 11 - 11,5, смешивание его с сульфатсодержащей золой - отходом тротилового производства, отделение образовавшегося гипсового шлама фильтрацией и промывку слабой серной кислотой до pH = 8 - 8,5, сушку при 80 - 100^oC и совместную дегидратацию в соотношении 20 - 40 : 800 - 60 мас.% с природным гипсовым сырьем при 200 - 250^oC.

Авторами впервые обнаружено, что при снижении температуры сушки гипсового шлама до 80 - 100^oC и последующей его совместной дегидратации с природным гипсовым сырьем, взятых в соотношении 20 - 40 : 80 - 60 мас.% при 200 - 250^oC может быть получен гипсовый вяжущий материал марок Г-IV, Г-V, Г-VI, природный для использования в качестве исходного сырья для производства элементов, несущих строительных конструкций.

Кроме того, такой способ позволяет сэкономить до 20 - 40 мас.% дорогостоящего гипсового сырья при одновременном повышении прочностных характеристик получаемого гипса.

Методика проведения экспериментов сводилась к следующему: в фильтрат абгазных хлоризвестковых отходов при перемешивании добавляют гидроксид кальция до pH = 11 - 11,5 при температуре 25 - 35^oC. Затем при перемешивании и охлаждении сливают его в реактор, содержащий водный раствор сульфатсодержащей золы, приготовленной в соотношении вода : зола = 5: 3. Слив и последующую одночасовую выдержку ведут при 25 - 30^oC. По окончании выдержки гипсовый шлам отделяют от фильтрата, направляемого на приготовление отбеливающих растворов, промывают водой и обрабатывают разбавленной серной кислотой до pH = 8 - 8,5. Затем его отфильтровывают, промывают водой, подсушивают при 80 - 100^oC, смешивают с природным гипсовым сырьем в соотношении 20 - 40 : 80 - 60 мас.% и проводят их совместную дегидратацию при 200 - 250^oC.

Условия обработки и характеристики получаемых образцов представлены в табл. 2.

Как видно из данных, представленных в табл. 2, получение гипса необходимого качества обеспечивается при соблюдении следующих условий обработки абгазных хлоризвестковых отходов: - подщелачивание абгазных хлоризвестковых отходов гидроксидом кальция до pH = 11,5 и отделение фильтрата; - приготовление водного раствора сульфатсодержаще1 золы при соотношении вода : ЗСС - 5 : 3; - абгазные хлоризвестковые отходы и золу брать в стехиометрическом соотношении; - смешение реагентов и выдержку реакционной массы вести при 25 - 35^oC; - сушка гипсового шлама при 80 - 100^oC; - соотношение гипсового шлама и гипсового сырья в шихте перед обжигом 20 - 40 : 80 - 60 мас.%; - дегидратацию гипса проводить при 200 - 250^oC.

Соблюдение указанных условий позволит полностью утилизировать абгазные хлоризвестковые отходы хлорных производств и сульфатсодержащие зольные отходы, образующиеся при сжигании сульфитных щелоков производства тротила, или низкоконцентрированные сернокислотные растворы и получить в виде товарных продуктов строительный гипс марок Г4-Г6 и отбеливатель при одновременной экономии до 20 - 40 мас.% природного гипсового сырья.

Формула изобретения

Способ переработки хлорсодержащего известкового отхода газоочистки на гипс, включающий предварительное подщелачивание исходного сырья до рН 11,0 - 11,5, смешивание его с водным раствором сульфатсодержащей золы отхода тротилового производства, отделение образовавшегося гипсового шлама, промывку его, сушку и дегидратацию, отличающийся тем, что сушку продукта ведут при 80 100^oС, перед дегидратацией смешивают его с природным гипсовым сырьем в массовом соотношении 20 40 80 60 соответственно, а дегидратацию проводят при 200 250^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3