Способ получения ангидритовоговяжущего

Союз Сфветскнк Сецнапнстнческнх РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 25.05.79 (2) 2774097/29-33с присоединением заявки Йо -(51)М, Кл,з С 04 8 11/06 ГосударственныЯ комнтет СССР яо делам взобретениЯ н откратиЯ(54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНГИДРИТОВОГО ВЯЖУЩЕГО Изобретение относится к технологии производства цемента на основе сульфата кальция, а именно ангидритового вяжущего из отходов производства плавиковой кислоты, который может быть использован как вяжущее и как активизатор твердения закладочных смесей горных выработок.Известен способ получения промежуточного продукта для цемента - искусственного ангидрита из отходов производства плавиковой кислоты путем отделения мелких частиц от оставшейся послЕ удаления фтористоводородной кислоты массы; суспендирования этой 15 массы в воде при энергичном перемешивании, нейтрализации, измельчения приготовленной суспензии, отделения от суспензии воды с получением искусственного нерастворимого ангидрита, 20 содержащего 5-10 масс.% воды, смешения этого ангидрита с мелкими частицами, отделенными от одной из ранних стадий и затвердевания цементной смеси 1.Однако известный способ предназна чен для получения из отходов производства плавиковой кислоты искусственного ангидрита с Нужными свойствами, а для получения ангидритового вяжущего необходима дополнительная обработ ка ангидрита с катализаторами твердения. Наиболее близким к предлагаемому способу получения ангидритового вяжущего является способ утилизации ангидрит-цемента иэ гипсовых отходов от производства плавиковой кислоты, осуществляемый путем нейтрализации сухих отходов известью-кипелью и измельчения продукта в шаровой мельнице 2. Однако такой способ утилизации ангидритового цемента, сопровождаемый нейтрализацией, приводит к получению продукта с низким пределом прочности на сжатие (50 кг/см) ввиду наличия внедренных в его крис таллическую решетку примесей отхода (Н 504, НЕ, Н 53 Гь, СаРи др), так как нейтрализация его происходит только с поверхности зерна основного компонента отхода - сульфата кальция и максимальная прочность такого ангидритового цемента может быть достигнута лишь при добавке в цемент катализатора твердения, что значительно затрудняет использование ангидрнто,вого цемента потребителями.808427 Суммарная кислотность пульпы,Ъ Предел прочности кгс см Времявы- держкипульпыв автоклаве,мин Составляющиепульпы Ъ Сроки схватывания,ч Содержаниеоорбированной.кислоты,Ъ Отход СаС 03 сут 90 сут На- Кочаль- нечный ный Сжатиеизгиб Сжатиеизгиб 92,5 7,5 93,9 6,1 92,5 7,5 91,1 8,9 92,5 7,5 120 93/29 85/21 8 17 238/73 250/78 9 16 9,3 7,2 180 3,5 325/95 330/97 10 18 283/80 290/85 9 22 240 5,5 4,0 360 390 4,6/- 15/- Несхваты- вается 1,0 Цель изобретения - увеличение прочности вяжущего иэ отходов производства плавиковой кислоты,Указанная цель достигается тем,что в известном способе полученияангидритового вяжущего из отходов 5производства плавиковой кислотыпутем нейтрализации отхода иэвестьсодержащим компонентом с последующим измельчением, причем отход нейтрализуют репульпацией до остаточного 0содержания свободных кислот в пульпеот 4 до 7, выдерживают при температуре кипения пульпы в течение 3-бчи выделяют вяжущее.Частичная нейтрализация отходапри его репульпации способствуетускоренному разъединению слипшихсязерен отхода, так как в кислой средепроисходит быстрое растворение примесей (кислот НГ, Н 504, Н 5 Гсульфатов А 1, Ге, Мд, К, Йа и др) 20с поверхности зерна, при этом пульпастановится однородной по грансоставу.Дальнейшая выдержка однороднойкислой пульпы и предлагаемых режимах способвует дальнейшему растворению примесей кислот и сульфатов)и миграции их из кристаллов зернав жидкую фазу.П р и м е р 1. Ангидритовое вяжущее получают полупромышленным спосо- З 0бом на опытной установке Уральскогофилиала ВЬМИ.9 кг отхода производства плавиковой кислоты с содержанием.Ъ: Са 50,81,03; Н 504 13 р 4 к НГ гк 8 г Нр 5 Г 3О, 05; Са Г 2 3, 22; сульфатов А , Ге, Мд,К, йа 0,5. й др. загружают совместно с 550 г известьсодержащего агентаСаСО в репульпатор и одновременнос нейтрализацией репульпируют в 27 л .воды.40После разрушения гранул отхода втечение 15 мин перемешивания кислотность пульпы снижается по суммарномусодержанию свободных кислот до 7,по содержанию Н 2504 с 13,4 до 6,0; по содержанию НГ с 1,8 до 1,0; по содержанию Н 5 Г 6 с 0,05 Ъ до следов.Отношение твердой и жидкой фаз в пульпе составляет Ж;Т=З;1.Далее пульпу подают в последовательно расположенные автоклавы, где ее выдерживают в течение 3 ч прио температуре кипения пульпы 118-119 С, Температуру кипения пульпы выбирают оптимальной по скорости извлечения примесей иэ кристалла. При этом жидкая фаза насыщается примесями отходов.Горячую пульпу с температурой 80-90 С на выходе иэ автоклава направляют в отстойник, где ее отстаивают в течение 1 ч, затем отфильтрованную твердую фазу целевой продукт) измельчают, а жидкую фазу, содержащую примеси, возвращают в начальный цикл производства.Готовое ангидритовое вяжущее содержит 3,5 сорбированных кислот, которые выполняют функцию катализатора твердения.П р и м е р ы 2 и 3. Способ утилизации ангидритового цемента из отходов производства плавиковой кислоты осуществляют аналогично примеру 1, известьсодержащий агент СаС 02 для нейтрализации отхода берут в количестве 675 г и 800 г, при этом суммарное содержание свободных кислот в пульпе составляет соответственно 5,5 и 4, а пульпу выдерживают в автоклаве в течение 4 и б ч.Готовый ангидритовый цемент содержит сорбированные кислоты в количестве соответственно 2 и 1 Ъ.Образцы ангидритового цемента размером 4 х 4 х 16 см испытывают на прочность через 7 сут и через 90 сут.Влияние времени выдержки пульпы в автоклаве и содержание в ней свободных кислот на свойства ангидритового цемента показано в табл.1.Таблица 1.808427 Как видно из табл.1 максимальные пределы прочности(например 325 кгс/см на сжатие) ангидритового вяжущего, изготовленного по предлагаемому способу, появляются в выбранных режимах:. время выдержки пульпы в автоклаве 5 3-6 ч (оптимально 4 ч), суммарная кислотность пульпы 4-7(оптимально 5,5) . Т а б л и ц а 2. Прочность на сжатие, кгс/смв возрасте 7 сут 50 325 90 сут 75 330 Прочность на изгиб,кгс/смв возрасте 7 сут 8 95 90 сут 10 97 Формула изобретенияСпособ получения ангидритового30 вяжущего из отходов производстваплавиковой кислоты путем нейтрализации отхода известьсодержащимкомпонентом с последующим измельчением,о т л и ч а ю щ и й с я тем,3 что, с целью увеличения прочности,отход нейтрализуют репульпацией доостаточного содержания свободныхкислот в пульпе от 4 до 7, выдерживают при температуре кипения пульпыв течение 3-6 ч и выделяют вяжущее.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Патент США 9 4016240,кл. С 04 В 11/06, 1977..2. Чебуков М.ф. и Игнатьева Л,П.45 Использование гипсовых отходов отпроизводства плавиковой кислоты дляполучения строительного гипса.фИзвестия высших учебных заведенийи(строительство и архитектура), НовоЯ сибирск, 1958, 9 10, с.3. Составитель Л.БалкевичРедактор В.матюхина Техред А. Лч Корректор Н.ГРигорук Заказ 39/21 Тираж 671 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113015, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 Филиал ППП"Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 Из табл.2 видно, что ангидритовый цемент, полученный по предлагае-. мому способу, обладает более высокими прочностными характеристиками, что соответствует марки цемента 300При эксплуатации в течение месяца ангидритового цемента с содержанием сорбированных кислот более 3,5 табл., 1 образцы рассыпаются,Использование предлагаемого способа получения ангидритового вяжущего иэ отходов производства плавиковой кислоты обеспечивает возможность использования ангидритового цемента в закладочных бетонных смесях без катализатора твердения эа счет содержания в готовом продукте сорбированных кислот 1-3,5, которая способствует уплотнению структуры камня и создает безотходную технологию, охраняющую окружающую среду от, просачивания кислот в грунтовые воды. Для сравнения качественных характе ристик полученного ангидритового вяжущего испытаны образцы ангидритового цемента, полученные по известному способу. Данные испытаний сведены втабл. 2.