Способ получения гипсового вяжущего

Авторы патента:

C04B11/26 - исходя из фосфогипса или из отходов, например продуктов очистки дыма (C04B 11/02 имеет преимущество; химическая или биологическая очистка отработанных газов B01D 53/34)

Владельцы патента RU 2494057:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении гипсовых вяжущих и изделий. Способ получения гипсового вяжущего на основе шламового отхода, включающий механоактивацию в шаровой мельнице шламового отхода и его термическую обработку, отличающийся тем, что в качестве шламового отхода используют шламовый отход от переработки катализаторов производства цветных металлов, содержащий следующий химический состав, %: ппп - 21,12, SiO₂ - 0,05, Fe₂O₃ - 0,06, CaO - 32,0, MgO - 0,10, SO₃ - 6,8, перед механоактивацией шламовый отход сушат, механоактивацию осуществляют до остатка на сите №02 не более 2%, а термическую обработку проводят при атмосферном давлении. Технический результат изобретения - улучшение экологической обстановки за счет утилизации отходов, а также снижения энергозатрат на производство вяжущего, возможность его использования в штукатурных растворах. 3 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении гипсовых вяжущих и изделий.

Известен способ производства вяжущих веществ на базе сульфатного сырья, в основном двуводного сульфата кальция CaSO₄ 2H₂O, основанный на технологии обжига этого сырья при 140-1000°C. На базе данной технологии производится строительный гипс, ангидритовый цемент и высокообжиговый гипс (эстрих-гипс). (Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Стройиздат, 1986, 464 с.).

Недостатком известного способа является использование в качестве сырья природного гипсового камня - двуводного сульфата кальция, запасы которого ограничены, и высокая энергоемкость технологического процесса.

В качестве прототипа принят способ получения гипсового вяжущего на базе карбонатного сырья - шламового отхода, включающий нейтрализацию шламового отхода раствором серной кислоты, механоактивацию и его автоклавную обработку, причем в качестве шламового отхода используют шламовый отход химической подготовки воды на ТЭЦ (патент РФ №2200714, дата приоритета 23.04.2001, дата публикации 20.03.2003, авторы Сучков В.П. и Киушкин Э.В., RU, прототип).

Недостатком прототипа является то, что шламовый отход подготовки воды на ТЭЦ является карбонатным, поэтому требуется дополнительная операция по его нейтрализации серной кислотой, а последующая температурная обработка должна производиться в автоклаве, что усложняет технологию и требует больших энергозатрат.

Задачей изобретения является снижение энергозатрат при производстве вяжущего на базе пылевидных фракций сульфатного сырья и утилизация отходов.

Для решения поставленной задачи в способе получения гипсового вяжущего на основе шламового отхода, включающем мехацоактивацию в шаровой мельнице шламового отхода и его термическую обработку, согласно изобретению, в качестве шламового отхода используют шламовый отход от переработки катализаторов производства цветных металлов, содержащий сульфат кальция и имеющий следующий химический состав, %: ппп -21,12, SiO₂ - 0,05, Fe₂O₃ - 0,06, CaO - 32,0, MgO - 0,10, SO₃ - 6,8, перед механоактивацией шламовый отход сушат, механоактивацию осуществляют до остатка на сите №02 не более 2%, а термическую обработку проводят при атмосферном давлении.

Использование в качестве сырья для получения гипсового вяжущего шламового отхода от переработки катализаторов производства цветных металлов, содержащего сульфат кальция, обеспечивает новизну способу, позволяет упростить технологию производства вяжущего и снизить при этом энергозатраты, а также является важным экологическим аспектом, так как решается задача утилизации отходов.

Характеристики шлама от переработки катализаторов приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
Химический состав шлама от переработки катализаторов
Содержание оксидов, %
ппп	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	SO₃	Na₂O	Ka₂O	NaCl
21,12	0,05	-	0,06	32,0	0,10	6,8	-	-	-

Таблица 2
Свойства шлама от переработки катализаторов
Влажность, %	Удельная поверхность, м²/кг	Истинная плотность, кг/м³	Насыпная плотность, кг/м³
20	320	2200	786

Данный шлам относится к сульфатным, так как по данным рентгеноструктурного и дифференциально-термического анализов в нем содержится до 80% сульфата кальция, что согласуется с требованиями ГОСТ 4013-82 «Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов», содержание других соединений является незначительным.

Получение гипсового вяжущего, согласно изобретению, осуществляется следующим образом. Шлам - отход переработки катализаторов производства цветных металлов предварительно сушат в сушильном барабане до остаточной влажности 1-2%, затем производят помол в шаровой мельнице в течение 15-20 мин до остатка на сите №02 не более 2%. Термическая обработка гипсового вяжущего производится при атмосферном давлении и температуре 170-180°C в течение 1-2 час.

У полученного вяжущего определяли нормальную густоту гипсового теста по методу Суттарда и сроки схватывания на приборе Вика. Прочностные показатели определяли на образцах-балочках размером 4×4×16 см через два часа после формования.

Результаты исследования свойств гипсового вяжущего, полученного на основе шлама от переработки катализаторов представлены в табл.3.

Таблица 3
Свойства гипсового вяжущего, полученного на основе шлама переработки катализаторов
Наименование показателей	Значения показателей
Фактические (по предлагаемому способу)	По ГОСТ 125 -79*
Тонкость помола (остаток на сите №02)	1,6	не более 2% (тонкий помол)
Нормальная густота, %	65
Сроки схватывания, мин:
начало	6,5	Не ранее 2
конец	9,0	Не позднее 15
Предел прочности при изгибе, МПа	2,34	2,0
Предел прочности при сжатии, МПа	4,45	4,0
Марка гипсового вяжущего	Г4	Г 2-Г 25

Таким образом, полученное вяжущее на базе шлама от переработки катализаторов соответствует требованиям ГОСТ по основным показателям и позволяет рекомендовать его к использованию взамен вяжущего, полученного на традиционном природном сырье.

Предлагаемый способ позволяет снизить энергозатраты на производство гипсового вяжущего на базе пылевидных фракций сульфатного сырья-шлама от переработки катализаторов за счет безавтоклавной термообработки и утилизировать отходы, улучшая при этом экологическую обстановку.

Способ получения гипсового вяжущего на основе шламового отхода, включающий механоактивацию в шаровой мельнице шламового отхода и его термическую обработку, отличающийся тем, что в качестве шламового отхода используют шламовый отход от переработки катализаторов производства цветных металлов, содержащий следующий химический состав, %: ппп 21,12, SiO₂ 0,05, Fe₂O₃ 0,06, CaO 32,0, MgO 0,10, SO₃ 6,8, перед механоактивацией шламовый отход сушат, механоактивацию осуществляют до остатка на сите №02 не более 2%, а термическую обработку проводят при атмосферном давлении.

Изобретение относится к технологиям утилизации фторангидрита, попутного продукта технологии получения плавиковой кислоты. .

Сырьевая смесь для получения гипсового вяжущего и изделий на его основе // 2413688

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов, более конкретно, к сырьевой смеси для получения гипсовых вяжущих и изделий на их основе, которые могут быть использованы при получении конструкционных материалов для низко- и среднемарочных стеновых мелкоштучных блоков, перегородочных плит и перемычек.

Способ получения гипсового вяжущего // 2408549

Изобретение относится к способам получения гипсового вяжущего из отходов производства фтористого водорода и может быть использовано при переработке кислых фторангидритовых отходов производства плавиковой кислоты в вяжущее.

Способ получения вяжущего // 2389701

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении гипсовых вяжущих и изделий. .

Способ получения дигидрата сульфата кальция // 2371408

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и продуктов, в частности к способам получения сырья для гипсового вяжущего из промышленных отходов. .

Способ получения водостойкого и экологически чистого гипсового вяжущего // 2333171

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, конкретно к переработке гипсосодержащих отходов, и может быть использовано при производстве экологически чистых гипсовых вяжущих, в частности, из фосфогипса.

Способ переработки фосфогипса // 2309130

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к переработке отходов предприятий химической и металлургической промышленности, в частности к технологии утилизации фосфогипса.

Сырьевая смесь для получения водостойкого строительного материала // 2203235

Изобретение относится к строительству, в частности к получению стенового конструкционного материала на основе двуводного вторичного гипса - отходов фарфоро-фаянсового производства.

Способ получения вяжущего // 2200714

Изобретение относится к способам получения вяжущих на базе пылевидных фракций карбонатного сырья. .

Состав смеси для устройства основания автомобильных дорог // 2148120

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, а именно к составам для устройства основания автомобильных дорог. .

Способ получения однородной мелкодисперсионной высокоактивной массы сыпучего материала при утилизации фосфогипса // 2522835

Изобретение относится к переработке отходов предприятий химической и металлургической промышленности, в частности к технологии утилизации фосфогипса. Технический результат заключается в получении качественных, экологически чистых строительных материалов при низких энергозатратах. Способ получения однородной мелкодисперсной высокоактивной массы сыпучего материала (гипсового вяжущего) при утилизации фосфогипса содержит шаги, на которых просушивают исходный фосфогипс, используя отходящие горячие газы обжиговых печей; нейтрализуют просушенный фосфогипс путем добавления нейтрализаторов; производят окончательную сушку нейтрализованного сырья посредством обжиговой печи; охлаждают окончательно просушенное сырье; подают охлажденное сырье на линии активации для последующего измельчения, механоактивации, химической и электрической активации, которую осуществляют активатором аэродинамическим вертикальным гравитационного типа, который содержит вертикальную камеру измельчения, выполненную в виде полого цилиндра, в крышках которого установлен вал с возможностью вращения, на валу закреплены по меньшей мере два рабочих диска, при этом дополнительно содержит стержни, установленные в стенке вертикальной камеры измельчения, била, радиально установленные на каждой поверхности рабочего диска и выступающие за края диска, при этом стержни установлены таким образом, что при вращении упомянутых дисков с билами стержни располагаются между билами, закрепленными на дисках. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Вяжущее // 2538556

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам вяжущих смесей, используемых для изготовления строительных материалов и изделий. Технический результат заключается в повышении прочности и водостойкости материала. Вяжущее содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: фосфогипс дигидрат - 77,0-87,5; кремнеземсодержащий компонент природного происхождения опока, или трепел, или диатомит - 10,0-20,0; стеарат цинка - 2,5-3,0. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

Вяжущее // 2540706

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам вяжущих смесей, используемых для изготовления строительных материалов и изделий. Технический результат заключается в повышении прочности и водостойкости материала. Вяжущее содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: фосфогипс дигидрат - 77,0-87,5; кремнеземсодержащий компонент техногенного происхождения - мелкодисперсный бой керамического кирпича (МБКК) или керамзитовая пыль из циклонов (КП) - 10,0-20,0; стеарат цинка - 2,5-3,0. 4 табл.

Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий по безобжиговой технологии // 2584018

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов, сырьевым смесям для получения гипсовых вяжущих и изделий на их основе, которые могут быть использованы для получения конструкционных материалов, для низко- и среднемарочных стеновых и мелкоштучных блоков, перегородочных плит и перемычек. Технический результат заключается в повышении прочности материала, удешевлении технологии, улучшении качества изделия. Сырьевая смесь для получения гипсового вяжущего и изделий на его основе включает компоненты при следующем соотношении, мас.ч.: фосфогипс 0,46-0,54, негашеная известь 0,04-0,12, молотый кварцевый песок 0,19-0,23, вода (в/т=0,-0,4, t=80-90°C) остальное, которую перемешивают в течение 45-50 мин при температуре смеси 60-65°C. 1 табл.

Способ получения гипсового вяжущего, модифицированное композиционное гипсовое вяжущее и способ его получения // 2601962

Группа изобретений относится к области производства строительных материалов, а именно к способу получения гипсового вяжущего, которое может использоваться в качестве основы при строительстве дорожных оснований и в качестве вяжущего в строительной отрасли, из гипса технического - фосфополугидрата или фосфодигидрата сульфата кальция, а также к получению модифицированного композиционного гипсового вяжущего, имеющего широкий спектр применения в строительстве. Технический результат заключается в получении стабильного вяжущего продукта с устойчивыми физико-химическими параметрами, в частности повышении прочности. Способ получения гипсового вяжущего включает нагрев исходного сырья, представляющего собой гипс технический - фосфополугидрат или фосфодигидрат сульфата кальция, причем нагрев осуществляют в две стадии, на первой стадии при температуре 85±5°С, на второй стадии при температуре 160±5°С, при этом на первой стадии нагрев осуществляют при непрерывном перемешивании сырья в течение 40-60 минут под давлением не менее 0,1 МПа, на второй стадии нагрев осуществляют при непрерывном перемешивании сырья в течение 30-60 минут. Способ получения гипсового вяжущего может дополнительно содержать стадию измельчения гипсового вяжущего по окончании второй стадии нагрева. 5 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 7 табл.

Способ получения искусственного плавикового шпата (caf2) из отхода производства фосфорной кислоты (фосфогипса) для применения в технологии производства цемента // 2604693

Изобретение относится к химической промышленности. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат, температуры при производстве цемента, расходуемого топлива, оптимизация и упрощение технологии производства цемента. Способ включает осуществление очистки фосфогипса от водорастворимых остатков кислот посредством смешивания его с водой и интенсивного перемешивания до растворения этих остатков в воде. Отжимают фосфогипс от воды и отводят полученную воду. Такую воду смешивают с сырьем, содержащим кальция карбонат и используемым для производства цемента мокрым способом. Получают шлам, содержащий плавиковый шпат. Очищенный фосфогипс гранулируют и сушат воздухом. Получают дигидрат сульфата кальция, который используют в качестве добавки в измельченный клинкер, полученный при изготовлении цемента мокрым способом. 6 з.п. ф-лы, 4 табл.

Способ переработки фосфогипса // 2616308

Изобретение относится к способам обработки и активации веществ и может найти применение в области строительных материалов и изделий на основе гипсосодержащих отходов химических производств, в частности дигидрата фосфогипса, и может быть использовано при изготовлении гипсовых вяжущих и изделий на их основе (пазогребневых плит, гипсокартона, сухих штукатурных смесей и др.). Технический результат заключается в утилизации фосфогипса, получении кондиционного двуводного гипса. Способ переработки фосфогипса включает поступление фосфогипса в бункер, затем измельчение его и введение добавки, при этом после поступления в бункер фосфогипс попадает для измельчения в молотковую дробилку, затем его перемешивают с водой и сорбентом - мелкодисперсным туфом в количестве 0,1-3,0% от массы фосфогипса и с помощью технологических насосов полученная суспензия направляется в установки вихревого слоя для обработки во вращающемся магнитном поле с ферромагнитными частицами, затем попадает в отстойники, в которых происходит коагуляция и выпадение в осадок взвешенных частиц. 3 табл.

Зольно-ангидритовое вяжущее // 2620673

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности вяжущего. Зольно-ангидритовое вяжущее, включающее фторангидрит и нейтрализатор, содержит в качестве нейтрализатора высококальциевую золу, совместно измельчаемую со фторангидритом, при следующем соотношении компонентов, мас. %: фторангидрит 30,0-50,0; высококальциевая зола 50,0-70,0.