Способ получения гидрограната кальция

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1 Р 7 16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 1М рг ТВУ 27о-исследователь итут алюмиииетродной промьппМ.Сиэяков,неев карбоната натри ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЪЩРОП,АНАТА КАЛЬЦИЯ, включающий смещениеалюминий- и кремнийсодераащего продук 1325017 А 1 та с известью с последующей термообработкой, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения выхода икачества целевого продукта, в качестве алюминий- н кремнийсодержащего продукта, используют алюминат илигидроалюминат натрия с добавкой кремнезема в количестве 1 О мол.7, смешение реагентов проводят в твердомвиде при массовом соотношенииСаО/А 1 О, равном 1,5-1,8, а передтермообработкой полученную смесь обрабатывают 2-53-ным водным раство1 13250Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии переработки алюминатных растворов на глинозем и побочные продукты, и может быть использовано в качестве вяжущего в литейном производстве,Известен способ получения гидро- граната кальция путем обработки щелочно-алюминатного раствора известковым молоком с последующей термо обработкой синтезированных гидрогранатов кальция при 1100-1300 С.Недостатком этого способа является использование в качестве известь содержащего материала - гидроокиси 15 кальция для выделения гидрогранатов кальция. При синтезе гидрогранатов кальция на основе Са(ОН, процесс получения этих соединений осуществляется на поверхности Са(011), что 20не дает возможности получать моно- минеральный продукт. Кроме того, выход продуктов в виде гидрограната кальция в этом случае составляет 60-707, при этом получается смесь 25 гидрогранатов кальция, содержащих 0,05; 0,1; 0,15 м.д, и т,д, кремнезема, а выход алюмината кальция составляет 70-757.Поскольку на последующих стадиях 30 практически не удается выравнить внедрившийся кремнезем в решетку гидроалюмината кальция равномерно па всему осадку, то получаемыц затем после термического обжига при 1400- 35о1300 С гидрогранат кальция не обеспечивает необходимых Физико-механических свойств при использовании его в качестве связующего в питейных формах и стержнях. 40Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату является способ получения гидрограната кальция путем обработки ще счно-алюминатного раствора известковым 45 молоком с последующей термообработкой синтеэируемого продукта при 290- 510 С,Недостатком способа является невысокий выход 60-707 и невозможность 50 получения мономинерального продукта.Цель изобретения - повышение выхода и качсства целевого продукта.Поставленная цель достигается 5 с тем, что согласно способу получения гидрограната кальция, включающему смешение алюмината или гидроалюмината натрия с добавкой кремнезема в 17 2количестве 4-10 мас,7 с известью в твердом виде при массовом соотношении СаО/АгО, равном 1,5-1,8 перед термообработкой полученную смесь обрабатывают 2-57-ным водным раствором карбоната натрия.Термообработку ведут при 250-600 С,Для синтеза гидрогранатов кальция твердый алюминат натрия, содержащий кремнезем, смешивают с окисью кальция в массовом соотношении СаО/АгО равном 1,5-1,8. Выбор такого интервала обусловлен тем, что при массовом соотношении СаО/А 1 гОэ более 1,80 в конечном продукте присутствует избыточное количество гидроокиси кальция, что снижает выход основного процукта до 902 и не позволяет регулировать физико-мехапические свойства смесей. При массовом соотношении СаО/А 1,О, менее 1,50 в растворе остается часть непрореагировавшей окиси аломиния, что экономически нецелесообразно.При смешении алюмината натрия, содержащего кремнезем, с окистю кальция можно заранее обеспечить заданные соотношения в конечном продукте 3 СаО АгО НОг (6 2)НгОДля получения гидрогранатов кальция с заданным содержанием БОгиспользуют твердый алюминат или гидроалюминат натрия с содержанием ЫОг 4-10 мас.Е БОг. Содержание 4 мас.Е ЯОнеобходимо для получения слабонасьпценных гидрогранатов кальция состава ЗСаО А 1 гО 0,1 ЫО 5,8 НгО. При содержании Г; ниже, чем 4 мас.7 обвазются соединения ЗСаО А 1 гО; 6 НгО содержащие незначительное количество кремнезема, которое не позволяет регулироватэ , ко-механические свойства смеси, прочность, текучесть и т,д.При использованйи гидроалюмината с более высоким содержанием ЫО, чем 1,0 мас./, в конечном продукте появляется нежелательная примесь в виде алюмосиликата натрия. Обработка содовым раствором ( 2- 5 мас.Е ) приводит к образованию промежуточных высокореакционных комплексов в растворе, которые, реагируя с кремнеземом, приводят к образованию гидрогранатов кальция с высоким выходом.После термообработки гидрогранатаокальция при 250-600 С получают вя017 4ныс гидрогра ты кальция подвергаюттермическому обжигу при 300 С, врезультате чего получают частично дегидр;тиронанные соединения ЭСаО А 1 г О,.Г 1;. (1,5-2 х) Н О.Для оценки физико механическихсвойств синтезированных гидрогранатовкальция приготавливают самотвердеющие смеси с использонанием кварцевого песка концентрата сульфитно-дрожжевой бражки из расчета, мас.ч.:Кварцевый песок 100Сульфитно-дрожжевая бражка 5Гйдрогранат кальция с содержаниемЬ 10 г (х) и ,О (У)х = Оэ012 013у =- 1,3; 1,1; 0,9 5Песок формовочный и частично дегидратированные гидрогранаты кальцияперемешивают в смесителе в течение2 мин, затем вводят концентраты сульфатно-дрожжевой бражки и все компоненты перемешивают в течение 1,5 мин.Резульаты испытания смесей приведены и табл.2. 1325 жущее, которое отвечает формуле ЗСаО А 1, О, 10, у Е О, где х = 0,01-0,25 м.д., у = 1,3 - 1,7 м.д.П р и м е р. 95 г окиси кальция смешивают с 100 г алюмината натрия, содержащего, мас,: ГагО 35,22; А 1 0 51,95; 10 6,83. В этом случае массовое отношение СаО/А 0 равног1,64. Полученную смесь обрабатывают водным раствором карбоната натрия, 10 содержащего 3,5 мас,7 Ыа СОВ резульате синтеза получается гидрогранат кальция состава ЗСаОА 0 0,2 210 5,6 Н О. Выход гидро- граната кальция 957 После термического обжига при 310 С получается вяожущее Зсао А 203 0,2 0102 1,1 Н О.гИспользование растворов, содержащих ниже 2,0 мас.7 ГагСОд, не оказывает каталитического влияния на ско рость процесса и выход полезного компонента, а при более высоких концентрациях, чем 5,0 мас.7. а СО, гидрогранаты кальция разлагаются содовым раствором и выход гидрограната кальция снижается.Для придания вяжущих свойств гидрограната кальция синтезированные соединения состава ЗСаО А 1 гО ЯОг з 2 "(6-2 х) Н О подвергают термическойгообработке при 250-600 С. В этом случае получаются вяжущие соединения, содержащие 1 С , которые могут быть использованы для приготовления само- твердеющих форм и стержней, 35Аналогично получают гидрогранаты на ос ве Г 1 дОальч 1 нт. 1.:ьцияВ табл. приведены условия синтеза гидрогранатов кальция. Приведенные в табл, данные показывают, что условия синтеза по предлагаемому способу обеспечивают повышение выхода гидрограната кальция на 20-227. Для определения качества синтезированных материалов полученПри сравнении результатов, полученных при физико-химических исследованиях, видно, что гидрогранаты кальция по предлагаемому способу обеспечивают получение самотвердеющих смесей с регули Уемым сроком живучести,а также с с хедственно более высокойпрочностью,Технико-экономическая оценка, выполненная для предлагаемого способаполучения гидрогранатов кальция, показывает,что за счет повьппения реакционной способности окиси кальцияудается снизить расход СаО на синтез на 107., что обеспечивает экономию извести, За счет повьппения качества получаемых гидрогранатов кальция удается снизить расход гидр.гр.;ната кальция на 53 в стержневой смеси.1325017 Таблица 1 0,02 1100-1300 1,1 70"75 30-40 250 92 1,5 1,64 300 95 3,5 1,8 О 95 600 3,5 600 1,8 2,0 92 1,8 600 5,0 90 Таблица 2 Показатели для смеси при молекулярном отношенииФизико-механические свойства смеси извест 0,2 0,3 0,1 ная 16-19 13-75 20-28 Живучесть, мин 3-,5 Прочность насжатие, кгс/см ,2через, ч:1 10 18 24 28 26 10 19 0,18 0,06 0,05 Осыпаемость,М 0,065 Составитель Т.Берештейн Редактор Н.Рогулич Техред Л.Сердюкова Корректор Б,БутягаЗаказ 3015/21 Тираж 455 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 Содержа"ние810, М МассовоеотношениеСаО/А 1 О Температуратермообработки,С Содержаниеяа 2 СО,мас.3 Выходгидрогранатакальция,3