способ получения гипсового вяжущего

Классы МПК:C04B11/26 исходя из фосфогипса или из отходов, например продуктов очистки дыма
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-02-13
публикация патента:

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.

Формула изобретения

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, Fe2O 3 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.

Описание изобретения к патенту

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, Fe 2O3 - 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, %
пппSiO 2Al2O3 Fe2O3 CaOMgOSO 3Na2O Ka2ONaCl
21,120,05- 0,0632,0 0,106,8- --

Таблица 2
Свойства шлама от переработки катализаторов
Влажность, %Удельная поверхность, м 2/кгИстинная плотность, кг/м 3Насыпная плотность, кг/м3
20320 2200786

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 показателейЗначения показателей
Фактические (по предлагаемому способу) По ГОСТ 125 -79*
Тонкость помола (остаток на сите № 02)1,6не более 2% (тонкий помол)
Нормальная густота, %65способ получения гипсового вяжущего, патент № 2494057
Сроки схватывания, мин: способ получения гипсового вяжущего, патент № 2494057 способ получения гипсового вяжущего, патент № 2494057
начало 6,5Не ранее 2
конец9,0Не позднее 15
Предел прочности при изгибе, МПа2,342,0
Предел прочности при сжатии, МПа 4,454,0
Марка гипсового вяжущего Г4Г 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.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2494057

patent-2494057.pdf

Класс C04B11/26 исходя из фосфогипса или из отходов, например продуктов очистки дыма

способ получения однородной мелкодисперсионной высокоактивной массы сыпучего материала при утилизации фосфогипса -  патент 2522835 (20.07.2014)
способ утилизации фторангидрита -  патент 2440940 (27.01.2012)
сырьевая смесь для получения гипсового вяжущего и изделий на его основе -  патент 2413688 (10.03.2011)
способ получения гипсового вяжущего -  патент 2408549 (10.01.2011)
способ получения вяжущего -  патент 2389701 (20.05.2010)
способ получения дигидрата сульфата кальция -  патент 2371408 (27.10.2009)
способ получения водостойкого и экологически чистого гипсового вяжущего -  патент 2333171 (10.09.2008)
способ переработки фосфогипса -  патент 2309130 (27.10.2007)
способ получения вяжущего -  патент 2200714 (20.03.2003)
состав смеси для устройства основания автомобильных дорог -  патент 2148120 (27.04.2000)
Наверх