Способ получения -полугидрата сульфата кальция

(594 С 04 ледовательва и архиОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Литовский научно-исс ский институт строительст тектуры(56) Патент Франции Р 7512923, кл. С 01 5/16, С 04 В 11/00, 1976,Симановская Р.Э. Исследование в области химии и технологии воздушных вяжущих материалов, полученных из фосфогипса. - Гипс и фосфогипс. Сб. научных трудов НИИУИФ, 1958, вып. 160, с. 207-301.Казилюнас А. Управление реакциями нейтрализации при переработке фосфогипса в вяжущее. Стройматериалы КПИ, январь, 1982, с. 21-22.(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ -ПОЛУГИД.РАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ путем нейтрализации фосфогипса в суспензии извести до достижения рН пульпы 6,5,5 с последукццим сгущением пульпытеплбвой обработкой и измельчением,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения прочности, нейтрализацию осуществляют в суспензииизвести с концентрацией СаО (активной) 0,2-3 мас.7. до получения водотвердого отношения 1-4, при этомскорость изменения рН в интервале12,8-12,0 составляет не более0,16 ед. рН/мин, а в интервале 12,06,5 - не более 0,6 ед .рН/мин.Изобретение относится к способамполучения строительных вяжущих веществ и может быть использовано впроизводстве гипсовых вяжущих на основе фосфогипса.Цель изобретения - повышение,прочносги.Изобретение реализуется следующим образом.Фосфогипс из цеха экстракционнойфосфорной кислоты непрерывно или(и)с промежутками подают в реактор, вкотором находится заранее приготовленная водная суспензия извести(предпочтительно негашеной) с концентрацией СаО 5-25 г/л или концентрацией 0,2-3,0 мас.3 СаО. Времягашения извести 10-30 мин. Подачуфосфогипса в суспензию извести начинают непосредственно после достижения максимального пересыщения жидкой .фазы по СаО, Скорость снижениярН суспензии зависит от концентрации в фосфогипсе кислых соединенийфосфора, фтора и др исходной концентрации известковой суспензии иинтенсивности перемешивания, ее ре(.гулируют изменением во времени количества подаваемого в суспензиюфосфогипса. Скорость снижения рНсуспензии: в интервале рН 12,8-12,0не более 0,16 ед. рН/мин, в интерва-ле рН 12,0-6,5 не более 0,6 ед.рН/минКонтроль процесса ведут путемнепрерывного автоматического измерения и записи кривых рН пульпы, которые в течение всего процесса нейтрализации должны находиться в заданных пределах.Положительный эффект обеспечивается тем, что осуществление данного способа позволяет полностью отказаться от стадии промывки и гидросепарации фосфогипса, а также применить замкнутый цикл технологических вод; нейтрализованную пульпуфильтруют и подвергают дальнейшимстадиям переработки фосфогипса ввяжущее, а фипьтрат из вакуум-Фильтра полностью используют для приготовления суспензии извести, Содержание растворимого Р 05 висходномфосфогипсе при его переработке указанным способом допустимо до 2,87,что особенно актуально при нарушениях технологического режима в производстве экстракционной фосфорнойкислоты, 25 30 40 45 Подачу фосфогипса в реактор про 50 55 5 10 15 20 При нейтрализации фосфогипса данным способом обеспечивается стабильность связываемых в фтористый кальций соединений фтора, и предотвращается их выделение в атмосферу в процессе термической обработки,П р и м е р 1. 1,66 кг негашенной кальциевой извести, содержащей 657. СаОперемешивают 20 мин, с 2418 кг воды, В полученную суспензию с концентрацией 1,87 СаО со скоростью 0,04 кг Р 0 на 1 кг исходного СаО в мин вводят 4900 кг фосфогипса, содержащего 267. свободной влаги и 1,2 Е водорастворимого Р О Скорость снижения рН суспензии составляет 0,16 ед. рН/мин в интервале рН 12,8-12,0 и 0,6 ед. рН/мин в интервале рН 12,0-6,5. Пульпу перемешивают пропеллерной мешалкой(200 об/мин).Подачу фосфогипса в реакторах продолжают до снижения рН пульпы до 6,5 с достижением водотвердого соотношения Ж/Т=1. Готовую пульпу после выдержки 10 мин погружньм насосом подают к барабанному вакуум- фильтру, а отфильтрованный продукт с влажностью 273 подвергают сушке в барабанной сушилке до влажности 2%, дегидратации в гипсоварочном кот ле до полугидрата Полученное вяжущее подвергают испытанию по ГОСТ 125-79,П р и м е р 2, 30,1 кг негашеной кальцитной извести, содержащей 657. (СаО+МКО)с, , перемешивают 20 мин с 2,35 м воды. В полученную суспен 9 Мзию вводят 4,9 т фосфогипса, содержащего, 7: 26, 0,53 свободной влаги, 1,27 водорастворимого Р О и2 0,157 водорастворимого фтора. Пульпу перемешивают пропеллерной мешалкой (100 об/мин). должают до снижения рН пульпы до 4,5 сдостижением соотношенияЖ/Т=1.Готовуюпульпу после выдержки 10 мин погруж ным насосом подают к барабанному вакуум-фильтру, а отфильтрованный продукт с влажностью 273 подвергается сушке в барабанной сушилке до влажности 27, дегнцратацин в гипсоварочном котле до полугидрата. Полученное вяжущее подвергают помолу .в шаровой мельнице и испытаниям согласно ГОСТ 125-79. Определены сроки схватывания вяжущего: начало3 1 6 мин, конец 11 мин, водопотребность 63 , прочность через 2 ч: при сжатии 6,2 МПа, при изгибе 3,6 МПа, прочность в сухом состоянии: при сжатии 15 МПа, изгибе 7,5 МПа.П р и м е р 3. Процесс нейтрализации и дальнейшие операции по получению вяжущего проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что подачу фосфогипса в реактор нейтрализации прекращают при значении рН 5,5. Сроки схватывания вяжущего; начало 9 мин, конец 16 мин, водопотребность 64 , прочность через 2 ч: МПа при сжатии 5,8 изгибе 2;9, прочность в сухом состоянии, МПа: при сжатии 12,6, изгибе 6,5.П р и м е р 4. Для подготовки известковой суспензии аналогично примеру 1 берут 66,9 кг негашеной кальцитной извести, содержащей 65(СаО+МдО) , свойства, количество и скорость введения фосфогипса, а также дальнейшие операции получения вяжущего соответствуют примеру 1, за исключением того, что подачу фосфогипса в реактор прекращают при рН 8Сроки схватывания вяжущего: начало 1 О, конец 17 мин; водопотребность 653; прочность через 2 ч: при сжатии 5,5 МПа, при изгибе 2,8 МПа, в сухом состоянии;при сжатии 11,9 МПа при изгибе 5,9 МПа.Результаты испытаний приведены в таблице.По предлагаемому способу Показатели Допустимое содержание Р Ов исходном фосфогийсе, мас.%:общего 3,0 2,8 растворимогоКоличество сточныхвод, м /т3 Нет Нейтрализация известью, сушка, дегидратация, помол Основные стадиитехнологии 4,5-8 5,0-6,5 рН вяжущего Содержание Н Ов вяжущем, мас.224287 Продолжение таблицы Сроки схватывания,5 мин: 6-1011-17 начало конец 10 Прочность через 2 ч, МПа: 5,5-6,2 2,8-3,6 сжатие изгиб5 Прочность в сухомсостоянии, МПа;сжатие 11,9-5,05,9-7,5 20 изгиб Из таблицы видно: вяжущее, полученное из фосфогипса, нейтрализованного данным способом до рН 6,5,способно к быстрому схватыванию итвердению в композициях с известьюили портландцементом и вследствие 30этого является пригодным для иэготовления быстротвердеющих водостойкихгипсоцементно-опуццолановых смесей,что является преимуществом над известными решениями.Для получения гипсового вяжущего, З 5 не предназначенного к использованиюсовместно с иэвестьсодержащими (иливыделяющими) материалами, подачуфосфогипса в реактор заканчивают винтервале рН 4,5-5,5, что позволяетснизить расход извести для получения 1 т вяжущего. В данном вариантеконечным продуктом нейтрализации фос.форной кислоты и дигидроортофосфатакальция является гидроортофосфат 45кальция СаНР 04 2 Н О, положительновлияющий на сокрав;ение сроков схватывания гипсового вяжущего.Осуществление данного способапозволяет полностью отказаться от 5 О стадии промывки и гидросепарации фосфогипса с применением замкнутогоцикла технологических вод: нейтрализованная пульпа фильтруется иподвергается дальнейшим стадиям пере работки фосфогипса в вяжущее, афильтрат из вакуум-фильтра полностьюиспользуют для приготовления суспенэии извести. Содержание растворимоТираж 640 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 1886/22 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 го РО в исходном фосфогипсе приего переработке укаэанным способомдопустимо до 2,8 Х, что особенно актуально при нарушениях технологического режима в производстве экстракционной фосфорной кислоты. Глубокая нейтрализация фосфогип.са данным способом обеспечивает стабильность соединений фтора и предот-вращает их выделение в атмосферу и процессе термической обработки.