close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1900

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1900
(13)
C1
6
(51) C 04B 11/02
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО
(21) Номер заявки: 341
(22) 02.06.1993
(46) 30.12.1997
(71) Заявитель: Научно-технический кооператив
"Вторресурс" (BY)
(72) Авторы: Горбунов И. Ф., Баранов И. С.,
Бобарикин Ю. Л. (BY)
(73)
Патентообладатель:
Научно-технический
кооператив "Вторресурс" (BY)
(57)
Способ получения гипсового вяжущего из фосфогипса, включающий его нейтрализацию, обработку
вальцами при давлении не ниже 100 МПа, термообработку и помол, отличающийся тем, что обработке
вальцами подвергают фосфогипс влажностью 22-32%, при этом скорость обработки составляет не менее 0,2
м/с, а термообработку ведут непосредственно после обработки вальцами при 600-900°С до полной дегидратации фосфогипса.
(56)
1. А. с. СССР 1502513,МКИ С04В 11/02, 1989.
2. Патент Великобритании 1026998, МКИ С04В 11/02, 1966.
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству гипсовых вяжущих.
Известен способ получения вяжущего из фосфогипса [1], включающий перемешивание его с нейтрализующей и модифицирующей кристаллизацию поверхностно-активной добавкой от 0,5 до 1% соли АГ (адипиновая
кислота и гексаметилендионид), брикетирование под давлением 20-100 МПа, автоклавную обработку продукта
брикетирования, фильтрацию, сушку и измельчение.
При этом для влияния на процесс перекристаллизации фосфогипса, кроме гидравлического давления в автоклаве, предложено воздействовать и механическим давлением при брикетировании продукта. Данный способ обладает низкой скоростью термомеханической активации фосфогипса, обусловленной дискретностью процесса
брикетирования, что ввиду неполноты дегидрации требует дальнейшей многочасовой обработки продукта брикетирования в автоклаве с заданными значениями гидростатического давления и температуры. Получаемое вяжущее
обладает сравнительно невысокой прочностью при достаточно длительном процессе получения и больших энергозатратах.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является
способ получения гипсового вяжущего из фосфогипса [2], включающий его нейтрализацию, обработку вальцами при давлении не ниже 100 МПа, термообработку и помол. Данный способ предполагает изготовление
вяжущего одной из двух комбинаций основных операций: первая - фильтрация, промывка, сушка, обработка
в вальцах при давлении 69-1395 МПа, крошение, помол, термообработка при 120-165°С в течение 2 часов
(пример №1 указанного патента); вторая - фильтрация, промывка, сушка, термообработка при температуре
110-180°С в течение 2 часов, прессование, крошение, помол (пример №2 указанного патента).
Указанный способ не позволяет получить вяжущее высокой прочности. Гипсовое вяжущее, полученное
по данному способу, не отличается высокой прочностью ввиду неполноты дегидрации фосфогипса, так как
отсутствует термообработка в необходимых режимах окускованного фосфогипса, проводящаяся непосредственно после обработки в вальцах.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение прочности гипсового вяжущего.
BY 1900 C1
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в способе получения гипсового вяжущего из
фосфогипса, включающем его нейтрализацию, обработку вальцами при давлении не ниже 100 МПа, термообработку и помол, обработке вальцами подвергают фосфогипс влажностью 22-32%, при этом скорость обработки составляет не менее 0,2 м/с, а термообработку ведут непосредственно после обработки вальцами при 600900°С до полной дегидратации фосфогипса.
Обработка в вальцах фосфогипса, имеющего влажность в пределах 22-32%, обеспечивает его устойчивый захват
вальцами максимально возможного объема фосфогипса. Это увеличивает производительность обработки фосфогипса
в вальцах и тем самым снижение энергозатрат, расходуемых на процесс. Кроме того, это позволяет создавать повышенные давления при обработке фосфогипса, что увеличивает термомеханическую активацию и повышает прочность
получаемого гипсового вяжущего.
Получение гипсового вяжущего с повышенной прочностью объясняется интенсификацией процесса дегидратации двуводного гипса и получением большей концентрации α-модификации гипса, обладает высокими вяжущими свойствами. Процесс дегидратации зависит от величины механотермической активации двуводного гипса.
Механотермическую активацию обрабатываемого в вальцах фосфогипса, способствующую дегидратации,
можно условно разделить на механический и термический факторы. Механическая активация осуществляется
за счет создания давления в вальцах не менее 100 МПа, соответствующего пределу текучести кристаллов дегидрата сульфата кальция гипса, способствуя его частичной дегидрации; термическая активация осуществляется за счет частичного перехода энергии деформации гипса, т.е. механической энергии в тепловую энергию. Это
также повышает энергетическое состояние кристаллов гипса, способствуя его частичной дегидратации. Количество тепла, таким образом, выделяемого в обрабатываемом в вальцах фосфогипсе, зависит от давления прокатки и от ее скорости. Чем выше давление и скорость обработки, тем большее количество механической
энергии преобразуется в тепловую. При условии постоянства давления прокатки только увеличение скорости
обработки позволяет выделять больше тепла.
Таким образом, механическая и термическая активации фактически не разделимы. При этом механическая энергия в большей или меньшей степени переходит в тепловую энергию. Вследствие этого механотермическая активация фосфогипса происходит при любых скоростях прокатки при условии создания давления
прокатки не ниже 100 МПа для фосфогипса. Однако чем выше температура нагрева обрабатываемого в
вальцах фосфогипса, тем дегидратация в условиях всестороннего сжатия кристаллов гипса происходит активнее. Поэтому для активации дегидрации необходимо стремиться проводить обработку с большими скоростями, хотя она наблюдается и при малых скоростях.
Вследствие этого, как показал опыт прокатки фосфогипса, минимальная скорость прокатки или обработки, позволяющая получить небольшую долю продукта дегидратации - полугидрата сульфата кальция (около
2%), составляет 0,02 м/с.
Таким образом, полученные центры кристаллизации служат процессу дегидратации при последующей
термообработке. Дальнейшее увеличение скорости прокатки способствует увеличению тепловыделения и
усилению процесса дегидратации, что сокращает энергозатраты при дальнейшей термообработке. Максимальная скорость прокатки теоретически ограничена быть не может, т.к. не более 70% механической энергии может перейти в тепловую. Максимальная скорость может ограничиваться технологически и
предельными возможностями оборудования.
Поэтому скорость обработки в вальцах должна составлять не менее 0,2 м/с.
Наиболее оптимальный интервал значений давления обработки определяется из экспериментальных данных, приведенных в таблице 1 "Определение оптимальных давлений прокатки фосфогипса". Анализ таблицы
показывает, что прочность вяжущего прямо пропорциональна величине давления прокатки отфильтрованного до влажности 30% фосфогипса. Удовлетворительное качество вяжущего появляется при значениях давления свыше 100 МПа.
Однако механотермическая активация при обработке в вальцах не обеспечивает полной дегидратации
фосфогипса. Поэтому необходима последующая термическая обработка.
Наиболее оптимальный интервал значений температуры термообработки определяется из экспериментальных данных, приведенных в таблице 2 "Определение оптимальных температур термообработки". Анализ
таблицы показывает, что максимальную прочность вяжущее имеет при режиме термообработки в пределах
600-900°С.
Проведение термообработки непосредственно после обработки вальцами позволяет проводить процесс
дегидратации фосфогипса по всему объему окускованного фосфогипса. При этом обжиг именно окускованного фосфогипса в оптимальных температурных режимах позволяет промоделировать процессы локальной
автоклавной перекристаллизации и провести полную дегидратацию фосфогипса без использования специальных поверхностно активных добавок и
2
BY 1900 C1
дорогостоящих автоклавов. При этом происходит рост количества α-модификации полугидрата сульфата
кальция, кристаллы которого зародились на стадии обработки прокаткой.
Данный способ по сравнению с известными способами получения гипсового вяжущего позволяет получить гипсовое вяжущее повышенной прочности и, кроме этого, обладает более высокой производительностью, так как прокатка фосфогипса с определенной влажностью увеличивает объем обрабатываемого гипса,
а термообработка кускового фосфогипса также сокращает время обработки. Это позволяет организовывать
прямоточное крупнотоннажное производство при снижении энергозатрат.
Пример выполнения.
Из отвалов фосфогипса Гомельского химического завода транспортировали 30 тонн фосфогипса к цеху
грануляции фосфогипса, где проводили его репульпацию и нейтрализацию СаО до рН=6,5. Далее, обрабатывая фосфогипс в барабанной проходной печи, проводили его фильтрацию и сушку до влажности 30%.
Отфильтрованный и подсушенный фосфогипс подавали к бункеру прокатного стана фирмы “Lemegi
Leiti”, откуда фосфогипс поступал к вальцам прокатного стана и подвергался прокатке. Полученный прокаткой окускованный фосфогипс подвергали дальнейшей термообработке в проходной атмосферной печи длиной 12 м. Полученный “клинкер” далее подвергали помолу в шаровой мельнице на участке обжига и помола
известняка. В результате помола получали гипсовое вяжущее. Полученное гипсовое вяжущее испытывали по
ГОСТ 125-79.
Режимы прокатки и термообработки устанавливались следующим образом: первую из двух партий фосфогипса обрабатывали прокаткой при различных давлениях, указанных в табл. 1, для отдельных частей фосфогипса из этой партии, термообработку всей первой партии проводили при температуре 870°С в течение 30
мин; вторую партию фосфогипса обрабатывали прокаткой при давлении 160 МПа, а термообработку проводили для отдельных частей фосфогипса из этой партии с различными режимами, указанными в табл. 2 в течение 30 мин.
Таблица 1
№№ Давление обработки
Прочность гипсового вяжущего, МПа
п/п
отфильтрованного осадка, МПа
на сжатие
на изгиб
1.
50
3-8
1,2-3,2
2.
100
22-28
8,8-10,2
3.
150
30-33
12,0-13,2
4.
200
33-38
13,2-14,4
5.
400
40-42
16,0-16,8
6.
600
43-48
17,2-19,2
Таблица 2
№№ Температура термообработки, °С
Прочность гипсового вяжущего, МПа
п/п
на сжатие
на изгиб
1.
400
25-28
10-11,2
2.
500
30-32
12-12,8
3.
600
35-38
14-14,4
4.
700
36-38
14,4-15,2
5.
800
39-44
15,6-17,6
6.
870
40-45
16-18
7.
900
40-43
16-17,2
8.
1000
38-40
15,2-16
9.
1100
36-39
14,4-15,6
10.
1200
35-38
14-15,2
Результаты испытаний гипсового вяжущего, полученного из первой партии фосфогипса, приведены в
табл. 1, а из второй партии фосфогипса - в табл. 2.
Cоставитель А. Ф. Фильченкова
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Т.Н. Никитина
Заказ 2001
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
112 Кб
Теги
by1900, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа