RU2832943C1 - Method of producing artificial gypsum stone when processing phosphogypsum - Google Patents
Method of producing artificial gypsum stone when processing phosphogypsum Download PDFInfo
- Publication number
- RU2832943C1 RU2832943C1 RU2023121425A RU2023121425A RU2832943C1 RU 2832943 C1 RU2832943 C1 RU 2832943C1 RU 2023121425 A RU2023121425 A RU 2023121425A RU 2023121425 A RU2023121425 A RU 2023121425A RU 2832943 C1 RU2832943 C1 RU 2832943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- gypsum
- phosphogypsum
- stone
- carried out
- Prior art date
Links
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 17
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical class [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- PVBQYTCFVWZSJK-UHFFFAOYSA-O (2-carboxyethylamino)-trimethylazanium Chemical class C[N+](C)(C)NCCC(O)=O PVBQYTCFVWZSJK-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 2
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000006115 defluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки промышленных отходов фосфогипса (ФГ) с получением строительных материалов и может быть использовано для получения искусственного гипсового камня, применяемого в качестве регулятора сроков схватывания цемента при вводе его в клинкер и вяжущих материалов взамен природного гипсового камня.The invention relates to the field of processing industrial waste phosphogypsum (PG) to obtain building materials and can be used to obtain artificial gypsum stone, used as a regulator of cement setting time when introducing it into clinker and binders instead of natural gypsum stone.
Известен способ переработки фосфогипса с гранулированием [SU 710616], согласно которому фосфогипс с влажностью 25% перемешивают с раствором азотной кислоты, после чего полученную массу подают в гранулятор, затем полученные гранулы подвергают опудриванию карбонатным агентом, например, мелом.A method for processing phosphogypsum with granulation is known [SU 710616], according to which phosphogypsum with a moisture content of 25% is mixed with a nitric acid solution, after which the resulting mass is fed into a granulator, then the resulting granules are powdered with a carbonate agent, for example, chalk.
Недостатком этого способа является использование агрессивного вещества, присутствие которого оказывает отрицательное влияние на качество цемента и вяжущих.The disadvantage of this method is the use of an aggressive substance, the presence of which has a negative impact on the quality of cement and binders.
Известен способ переработки фосфогипса с предварительным гранулированием путем смешения его со смесью шлакопортландцемента и сульфата натрия, взятых в количестве 5-10 и 0,5-2% соответственно от массы сухого фосфогипса, окатывания полученной массы в грануляторе с последующей подсушкой гранул до влажности 8-13% [SU 1446109]. Недостатком этого способа являются малая прочность гранул, склонность их к слипанию.A method is known for processing phosphogypsum with preliminary granulation by mixing it with a mixture of slag Portland cement and sodium sulfate, taken in quantities of 5-10 and 0.5-2%, respectively, of the dry phosphogypsum mass, rolling the resulting mass in a granulator, followed by drying the granules to a moisture content of 8-13% [SU 1446109]. The disadvantage of this method is the low strength of the granules and their tendency to stick together.
Известен способ получения гранулированного фосфогипса, включающий смешивание последнего с цементной пылью и окатывание смеси, причем полученные после окатывания гранулы подвергают опудриванию минеральным тонкодисперсным порошком с удельной поверхностью 300 - 500 м2/кг [RU № 2087420]. К недостаткам известного способа следует отнести нестабильный состав и свойства цементной пыли, а также двойные транспортные расходы, связанные с использованием цементной пыли.A method for producing granulated phosphogypsum is known, which includes mixing the latter with cement dust and rolling the mixture, whereby the granules obtained after rolling are subjected to dusting with a mineral fine powder with a specific surface area of 300 - 500 m2 /kg [RU No. 2087420]. The disadvantages of the known method include the unstable composition and properties of the cement dust, as well as double transportation costs associated with the use of cement dust.
Существенным недостатком вышеописанных способов грануляции фосфогипса со связующими является наличие индукционного периода твердения гранул до манипуляторной прочности, во время которого гранулы при транспортировке могут разрушаться. Еще одним существенным недостатком является наличие в фосфогипсе соединений фосфора, фтора и редкоземельных металлов (РЗМ), которые негативно влияют на качество продукции, полученной с использованием гранулированного гипса.A significant disadvantage of the above-described methods of granulating phosphogypsum with binders is the presence of an induction period of hardening of the granules to handling strength, during which the granules may be destroyed during transportation. Another significant disadvantage is the presence of phosphorus, fluorine and rare earth metals (REM) compounds in phosphogypsum, which negatively affect the quality of products obtained using granulated gypsum.
По технологии получения искусственного гипсового камня, [Михеенков М.А, Ким В, Полянский Л. И. Производство искусственного гипсового камня; научно-технический и производственный журнал Строительные материалы, июнь 2010 г. ], для связывания водорастворимых примесей фосфора и фтора и перевода свободной воды в кристаллизационную, в фосфогипс вводят нейтрализующие добавки гидрооксида алюминия, железа и микрокремнезема, после чего сырьевую смесь измельчают и прессуют. Гипсовое вяжущее, полученное из гранулированного искусственного гипсового камня, обладает повышенной прочностью и водостойкостью.According to the technology of obtaining artificial gypsum stone [Mikheenkov M.A., Kim V., Polyansky L.I. Production of artificial gypsum stone; scientific, technical and production journal Construction Materials, June 2010], to bind water-soluble impurities of phosphorus and fluorine and convert free water into crystallization water, neutralizing additives of aluminum hydroxide, iron and microsilica are introduced into phosphogypsum, after which the raw mixture is crushed and pressed. Gypsum binder obtained from granulated artificial gypsum stone has increased strength and water resistance.
Существенным недостатком способа является высокая стоимость микрокремнезема, технологическая невозможность его эффективного введения во влажную смесь и наличие индукционного периода твердения гранул до манипуляторной прочности, во время которого гранулы при транспортировке могут разрушаться. Еще одним существенным недостатком является наличие в фосфогипсе соединений фосфора, фтора и РЗМ, которые негативно влияют на качество продукции, полученной с использованием гранулированного гипса.A significant disadvantage of the method is the high cost of microsilica, the technological impossibility of its effective introduction into the wet mixture and the presence of an induction period of hardening of the granules to handling strength, during which the granules can be destroyed during transportation. Another significant disadvantage is the presence of phosphorus, fluorine and REE compounds in phosphogypsum, which negatively affect the quality of products obtained using granulated gypsum.
В авторском свидетельстве SU 983053 описан способ получения обесфторенного гранулированного фосфогипса, целью которого является упрощение процесса получения гранулированного фосфогипса и повышение прочности его гранул при исключении введения связующих добавок, сушку гранул ведут при температуре 750 - 1100°С в течение 2-25 минут.При этом происходит подплавление солевых примесей фосфора и фтора с образованием легкоплавких эвтектик и солевых растворов, которые при охлаждении затвердевают и образуют прочные солевые мостики, резко упрочняющие всю гранулу гипса. Время пребывания гранул в реакционной зоне обуславливает выделение примесей фтора в газовую фазу из фосфогипса до 95%.Author's certificate SU 983053 describes a method for obtaining defluorinated granulated phosphogypsum, the purpose of which is to simplify the process of obtaining granulated phosphogypsum and increase the strength of its granules by excluding the introduction of binding additives, drying the granules is carried out at a temperature of 750 - 1100 ° C for 2-25 minutes. In this case, the salt impurities of phosphorus and fluorine are melted with the formation of low-melting eutectics and salt solutions, which harden upon cooling and form strong salt bridges, sharply strengthening the entire gypsum granule. The residence time of the granules in the reaction zone causes the release of fluorine impurities into the gas phase from phosphogypsum up to 95%.
Недостатком способа грануляции фосфогипса с обесфториванием при нагреве до 750 - 1100°С в течение 2-25 минут является то, что при высокой температуре нагрева гипса в нем образуется значительное количество ангидрита и дигидрата, оказывающие негативное влияние на качественные показатели получаемого из него гипсового вяжущего. Еще одним существенным недостатком является наличие в фосфогипсе соединений фосфора и РЗМ, которые негативно влияют на качество продукции, полученной с использованием обесфторенного гранулированного гипса.The disadvantage of the method of granulating phosphogypsum with defluorination by heating to 750 - 1100 °C for 2-25 minutes is that at a high temperature of heating gypsum, a significant amount of anhydrite and dihydrate is formed in it, which have a negative effect on the quality indicators of the gypsum binder obtained from it. Another significant disadvantage is the presence of phosphorus and REE compounds in phosphogypsum, which negatively affect the quality of products obtained using defluorinated granulated gypsum.
Наиболее близким к заявляемому способу, принятому за прототип, является способ получения гранулированного фосфогипса по патенту RU 2345828, включающий смешивание исходного фосфогипса с вяжущим и последующее скатывание смеси в гранулы. В качестве вяжущего используют возвратный порошок фосфогипса, полученный в режиме термообработки гранулята при температуре 170-200°С, и последующего его измельчения, при этом доля рецикла материала составляет преимущественно до 0,5 от общего потока.The closest to the claimed method, adopted as a prototype, is the method for obtaining granulated phosphogypsum according to patent RU 2345828, including mixing the original phosphogypsum with a binder and subsequent rolling of the mixture into granules. The binder used is the return powder of phosphogypsum obtained in the mode of heat treatment of the granulate at a temperature of 170-200 ° C, and its subsequent grinding, while the share of recycled material is mainly up to 0.5 of the total flow.
Основным недостатком технологии является наличие в фосфогипсе соединений фосфора, фтора и РЗМ, которые негативно влияют на качество гипсового вяжущего и гипсовой продукции, а также невысокая прочность гранул фосфогипса, полученных по вышеописанному способу.The main disadvantage of the technology is the presence of phosphorus, fluorine and REE compounds in phosphogypsum, which negatively affect the quality of the gypsum binder and gypsum products, as well as the low strength of phosphogypsum granules obtained using the above-described method.
Техническим результатом, на получение которого направлено заявленное изобретение, является повышение качества искусственного гипсового камня, полученного из него гипсового вяжущего и продукции на его основе, а также улучшение их эксплуатационных характеристик (прочности и т.д.).The technical result, which the claimed invention is aimed at obtaining, is an increase in the quality of artificial gypsum stone, gypsum binder obtained from it and products based on it, as well as an improvement in their operational characteristics (strength, etc.).
Указанный технический результат достигается за счет того, что исходный фосфогипс очищают от примесей в виде солей фосфора, фтора и РЗМ, путем его отмывки в две стадии: на первой стадии - водой, с извлечением водорастворимых примесей, на второй стадий-минеральной кислотой с доизвлечением нерастворимых в воде солей фосфора, фтора и РЗМ. Полученную пасту нейтрализуют известью, добавляют гипсовое вяжущее, проводят гомогенизацию и уплотнение полученной смеси полу- и дигидрата сульфата кальция, после чего осуществляют грануляцию смеси и сушку полученных гранул искусственного гипсового камня. При этом на первой стадии отмывку от водорастворимых примесей осуществляют водой предпочтительно при Т:Ж=1:(1,5-2) в течение 15-30 мин. Можно осуществлять отмывку и более 30 мин. Отмывку от нерастворимых в воде примесей осуществляют на второй стадии раствором серной кислоты концентрации 15-165 г/л при Т:Ж=1:(1,5-4,5) в течение 60-120 мин.The specified technical result is achieved due to the fact that the initial phosphogypsum is purified from impurities in the form of phosphorus, fluorine and REE salts by washing it in two stages: in the first stage - with water, with the extraction of water-soluble impurities, in the second stage - with mineral acid with additional extraction of water-insoluble phosphorus, fluorine and REE salts. The resulting paste is neutralized with lime, gypsum binder is added, homogenization and compaction of the resulting mixture of calcium sulfate hemi- and dihydrate are carried out, after which the mixture is granulated and the resulting granules of artificial gypsum stone are dried. In this case, in the first stage, washing from water-soluble impurities is carried out with water, preferably at T:L=1:(1.5-2) for 15-30 minutes. Washing can be carried out for more than 30 minutes. Washing off water-insoluble impurities is carried out in the second stage with a sulfuric acid solution with a concentration of 15-165 g/l at T:L=1:(1.5-4.5) for 60-120 min.
Нейтрализацию известью до рН 6-8, смешивание с гипсовым вяжущим и гомогенизацию пасты, полученной из отмытого фосфогипса проводят в смесителе, например, чашечном, в течение 5-30 минут.Neutralization with lime to pH 6-8, mixing with gypsum binder and homogenization of the paste obtained from washed phosphogypsum are carried out in a mixer, for example, a cup mixer, for 5-30 minutes.
Полученный конечный продукт - гранулированный искусственный гипсовый камень, обладает прочностью и высоким содержанием основного вещества при отсутствии примесей, влияющих на показатели качества, что позволяет снизить его расход при использовании в качестве регулятора схватывания в производстве цемента. Конечный продукт может быть направлен на получение гипсового вяжущего. При этом полученное из искусственного гипсового камня гипсовое вяжущее не будет содержать примесей фосфора, фтора и РЗМ, а изделия, изготовленные с использованием полученного таким образом гипсового вяжущего, быстро затвердевают при изготовлении, имеют высокую белизну и обладают высокой прочностью.The final product obtained is granulated artificial gypsum stone, which is durable and has a high content of the main substance in the absence of impurities affecting the quality indicators, which allows reducing its consumption when used as a setting regulator in cement production. The final product can be used to obtain gypsum binder. In this case, the gypsum binder obtained from artificial gypsum stone will not contain impurities of phosphorus, fluorine and REE, and products manufactured using the gypsum binder obtained in this way quickly harden during manufacturing, have high whiteness and have high strength.
Сущность заявляемого способа подтверждается примерами. The essence of the claimed method is confirmed by examples.
Для исследования использован фосфогипс текущего состава с производства ОАО «Воскресенский завод минеральных удобрений» и из отвала № 2. Химический состав приведен в таблице 1.Phosphogypsum of the current composition from the production of JSC Voskresensk Plant of Mineral Fertilizers and from waste heap No. 2 was used for the study. The chemical composition is given in Table 1.
Пример 1- прототипExample 1 - prototype
500 г образцов фосфогипса 1 и 2 смешивали с водой в соотношении Т:Ж=1:0,2, добавляли 0,5% гипсового вяжущего марки Г3 и еще раз перемешивали. Из полученной пасты делали гранулы гипсового камня, окатывали их в гипсовом вяжущем и сушили при температуре 170-200°С. Полученные гранулы испытывали на механическую прочность, после чего из части гранул делали гипсовое вяжущее и определяли его марку по ГОСТ 125-2018, часть испытывали в производстве добавок к портландцементу.500 g of phosphogypsum samples 1 and 2 were mixed with water in the ratio of S:L = 1:0.2, 0.5% of gypsum binder grade G3 was added and mixed again. From the resulting paste, gypsum stone granules were made, they were rolled in gypsum binder and dried at a temperature of 170-200 ° C. The resulting granules were tested for mechanical strength, after which gypsum binder was made from some of the granules and its grade was determined according to GOST 125-2018, some were tested in the production of additives to Portland cement.
Пример 2- заявляемый способExample 2 - the claimed method
500 г образцов фосфогипса 1 и 2 помещали в химический стакан, смешивали с водой в соотношении Т:Ж=1:1,5 и перемешивали мешалкой в течение 15 минут, после чего фильтровали на нутч-фильтре. Полученную пасту помещали в химический стакан и затем обрабатывали раствором серной кислоты концентрации 20 г/л при Т:Ж=1:3,5 в течение 1,5 часов, после чего фильтровали на нутч-фильтре и промывали водой до рН промывной воды 2. Отмытую от примесей пасту гипса помещали в чашечный смеситель. Туда добавляли порционно сухую известь до достижения в гипсе рН 7. При этом контроль нейтрализации проводили распульповкой пробы гипса при Т:Ж=1:1. После чего добавляли гипсовое вяжущее марки Г3 в количестве 5% от веса пасты (в пересчете на сухое) и обрабатывали полученную смесь в течение 30 минут в смесителе. Из полученной смеси делали гранулы гипсового камня и сушили при температуре 180°С.500 g of phosphogypsum samples 1 and 2 were placed in a beaker, mixed with water in a ratio of S:L = 1:1.5 and stirred with a stirrer for 15 minutes, after which they were filtered on a Nutsche filter. The resulting paste was placed in a beaker and then treated with a sulfuric acid solution of 20 g / l concentration at S:L = 1:3.5 for 1.5 hours, after which it was filtered on a Nutsche filter and washed with water until the pH of the wash water was 2. The gypsum paste washed from impurities was placed in a cup mixer. Dry lime was added there in portions until the pH in the gypsum reached 7. In this case, neutralization was controlled by pulping the gypsum sample at S:L = 1:1. After that, gypsum binder grade G3 was added in the amount of 5% of the paste weight (in terms of dry) and the resulting mixture was processed for 30 minutes in a mixer. The resulting mixture was used to make gypsum stone granules and dried at a temperature of 180°C.
Пример 3 - заявляемый способExample 3 - the claimed method
500 г образцов фосфогипса 1 и 2 помещали в химический стакан, смешивали с водой в соотношении Т:Ж=1:2,0 и перемешивали мешалкой в течение 15 минут, после чего фильтровали на нутч-фильтре. Полученную пасту помещали в химический стакан и затем обрабатывали раствором серной кислоты концентрации 150 г/л при Т:Ж=1:3,5 в течение 1,5 часов, после чего фильтровали на нутч-фильтре и промывали водой до рН промывной воды 2. Отмытую от примесей пасту гипса помещали в чашечный смеситель. Туда добавляли порционно сухую известь до достижения в гипсе рН 7. При этом контрольный замер рН проводился распульповкой пробы гипса водой при Т:Ж=1:1. После чего добавляли гипсовое вяжущее марки Г3 в количестве 10% от веса пасты (в пересчете на сухое) и обрабатывали полученную смесь в смесителе в течение 5 минут. Из полученной смеси делали гранулы гипсового камня, которые далее сушили при температуре 180°С.500 g of phosphogypsum samples 1 and 2 were placed in a beaker, mixed with water in a ratio of S:L = 1:2.0 and stirred with a stirrer for 15 minutes, after which it was filtered on a Nutsche filter. The resulting paste was placed in a beaker and then treated with a sulfuric acid solution of a concentration of 150 g / l at S:L = 1:3.5 for 1.5 hours, after which it was filtered on a Nutsche filter and washed with water until the pH of the wash water was 2. The gypsum paste washed from impurities was placed in a cup mixer. Dry lime was added there in portions until the pH in the gypsum reached 7. In this case, the control pH measurement was carried out by pulping the gypsum sample with water at S:L = 1:1. After that, gypsum binder grade G3 was added in the amount of 10% of the paste weight (in terms of dry) and the resulting mixture was processed in a mixer for 5 minutes. From the resulting mixture, gypsum stone granules were made, which were then dried at a temperature of 180°C.
Полученные гранулы испытывали на механическую прочность, после чего из части гранул делали гипсовое вяжущее и определяли его марку по ГОСТ 125-2018, часть испытывали в производстве добавок к портландцементу. В таблице 2 приведен химический состав полученного после отмывки фосфогипса.The obtained granules were tested for mechanical strength, after which gypsum binder was made from some of the granules and its grade was determined according to GOST 125-2018, some were tested in the production of additives to Portland cement. Table 2 shows the chemical composition of the phosphogypsum obtained after washing.
Исследования возможности использования полученного искусственного гипсового камня из фосфогипса в качестве регулятора сроков схватывания проводили на кафедре цемента БГТУ им. Шухова. Для проведения испытаний были использованы клинкеры ЗАО «Белгородский Цемент» и АО «Себряковцемент». Проводили совместный помол каждого из клинкеров с полученным (в соответствии с заявленным способом) искусственным гипсом. Для сравнения показателей, полученных при использовании искусственного гипсового камня, параллельно проводили опыты с гипсовым камнем Новомосковского гипсового карьера, применяемым ЗАО «Белгородский Цемент» при производстве цемента. Проведен химический анализ искусственного гипсового камня, новомосковского гипса и цементов, полученных на серебряковском и белгородском клинкере с гранулами искусственного камня по заявленному способу и новомосковским гипсом. Гипс, в пересчете на S03, вводили в клинкер в 2-х дозировках - 2,35 и 3,7% (ГОСТ 31108-2016). Определение сроков схватывания проводили по методике, изложенной в ГОСТ 30744-2001 «Методы испытаний». Испытания показали, что ввод 3,7% несколько замедляет начало сроков схватывания на обоих клинкерах. Использование новомосковского и искусственного гипса при снижении ввода SO3 до 2,35% не дает отличий в сроках начала и конца схватывания. То есть повышенное содержание серного ангидрита в искусственном гипсовом камне, полученном по заявляемому способу, относительно его содержания в природном гипсовом камне позволяет снизить нормы расхода при достижении одинаковых показателей по прочности в готовом продукте.The possibility of using the obtained artificial gypsum stone from phosphogypsum as a setting time regulator was studied at the Cement Department of the BSTU named after A.N. Shukhov. Clinkers from Belgorod Cement CJSC and Sebryakovcement JSC were used for the tests. Each of the clinkers was ground together with the obtained artificial gypsum (in accordance with the declared method). To compare the indicators obtained using artificial gypsum stone, parallel experiments were conducted with gypsum stone from the Novomoskovsk gypsum quarry, used by Belgorod Cement CJSC in cement production. A chemical analysis of the artificial gypsum stone, Novomoskovsk gypsum and cements obtained on Serebryakov and Belgorod clinker with artificial stone granules according to the declared method and Novomoskovsk gypsum was carried out. Gypsum, in terms of SO3, was introduced into the clinker in two doses - 2.35 and 3.7% (GOST 31108-2016). The setting times were determined using the method described in GOST 30744-2001 "Test Methods". The tests showed that the introduction of 3.7% slightly slows down the onset of setting times for both clinkers. The use of Novomoskovsk and artificial gypsum with a decrease in the SO3 input to 2.35% does not give any differences in the onset and end of setting times. That is, the increased content of sulfur anhydrite in the artificial gypsum stone obtained by the claimed method, relative to its content in natural gypsum stone, allows reducing consumption rates while achieving the same strength indicators in the finished product.
Таким образом, при реализации заявляемого способа, достигается получение продукта в виде гранул искусственного гипсового камня без использования инородных добавок, что расширяет спектр применения материала, как аналога природного гипсового камня. Полученный продукт обладает высоким качеством и улучшенными эксплуатационными характеристиками. При этом одновременно, решается задача переработки массового техногенного отхода фосфогипса.Thus, when implementing the claimed method, it is possible to obtain a product in the form of granules of artificial gypsum stone without using foreign additives, which expands the range of application of the material as an analogue of natural gypsum stone. The resulting product has high quality and improved performance characteristics. At the same time, the problem of processing mass technogenic waste of phosphogypsum is solved.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2832943C1 true RU2832943C1 (en) | 2025-01-10 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU710616A1 (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-25 | Государственный Всесоюзный Научно- Исследовательский Институт Строительных Материалов И Конструкций Им. П.П.Будникова | Method of granulating phospho-gypsum |
| SU983053A1 (en) * | 1981-07-31 | 1982-12-23 | Предприятие П/Я В-8830 | Method of producing fluorine free pelletised phosphogypsum |
| SU1446109A1 (en) * | 1986-03-10 | 1988-12-23 | Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева | Method of granulating phosphorus gypsum |
| RU2087420C1 (en) * | 1992-10-23 | 1997-08-20 | Александр Николаевич Макаров | Method of the granulated phosphogypsum making |
| RU2345828C1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method for preparation of granulated phosphogypsum |
| RU2708718C1 (en) * | 2019-06-13 | 2019-12-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ХАММЕЛЬ" | Method of processing phosphogypsum wastes to obtain a concentrate of ree and gypsum plaster |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU710616A1 (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-25 | Государственный Всесоюзный Научно- Исследовательский Институт Строительных Материалов И Конструкций Им. П.П.Будникова | Method of granulating phospho-gypsum |
| SU983053A1 (en) * | 1981-07-31 | 1982-12-23 | Предприятие П/Я В-8830 | Method of producing fluorine free pelletised phosphogypsum |
| SU1446109A1 (en) * | 1986-03-10 | 1988-12-23 | Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева | Method of granulating phosphorus gypsum |
| RU2087420C1 (en) * | 1992-10-23 | 1997-08-20 | Александр Николаевич Макаров | Method of the granulated phosphogypsum making |
| RU2345828C1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method for preparation of granulated phosphogypsum |
| RU2708718C1 (en) * | 2019-06-13 | 2019-12-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ХАММЕЛЬ" | Method of processing phosphogypsum wastes to obtain a concentrate of ree and gypsum plaster |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE68903482T2 (en) | CEMENT, METHOD FOR PRODUCING THIS CEMENT AND METHOD FOR PRODUCING PRODUCTS WITH THIS CEMENT. | |
| Bumanis et al. | Technological properties of phosphogypsum binder obtained from fertilizer production waste | |
| EA038221B1 (en) | Method for producing calcium sulfate | |
| CN109851308A (en) | A kind of ardealite base cement concrete mortar and its preparation process | |
| JP5683066B2 (en) | Cement-based solidified material using dry sludge powder and method for producing the same | |
| DE3112179A1 (en) | CEMENT ADDITIVE | |
| CN106698988B (en) | A kind of phosphogypsum modified with carbonate rock and preparation method thereof | |
| RU2832943C1 (en) | Method of producing artificial gypsum stone when processing phosphogypsum | |
| DE3743467A1 (en) | Process for producing a building material and binder having increased water resistance | |
| WO2009083333A1 (en) | Method for the manufacture of hydraulic lime | |
| JP2004305833A (en) | Waste stabilization method | |
| Dvorkin et al. | Properties of modified phosphogypsum binder | |
| RU2076079C1 (en) | Binder | |
| DE2700790A1 (en) | ANHYDRITE FORMED FROM WATER-FREE CAS0 TIEF 4 | |
| DE2735442A1 (en) | CEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING IT | |
| KR101112758B1 (en) | Cement admixture composite and manufacturing method for the same | |
| JP2737872B2 (en) | Processing method of α-type calcium sulfate hemihydrate and its product | |
| US1831702A (en) | Quick hardening cement with high resistance | |
| RU2371405C2 (en) | Cement production method | |
| RU2087420C1 (en) | Method of the granulated phosphogypsum making | |
| RU2736038C1 (en) | Method of producing mineralizer based on calcium fluoride | |
| RU2034805C1 (en) | Raw mixture for lumped phosphogypsum producing | |
| SU1730072A1 (en) | Method of producing anhydrite binder | |
| RU2345828C1 (en) | Method for preparation of granulated phosphogypsum | |
| RU2694653C1 (en) | Method of producing expanding cement mixture |