PL173086B1 - Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej zdolnej do pochłaniania promieniowania i masa ceramicznopodobna pochłaniająca promieniowanie - Google Patents

Abstract

1. Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej zdolnej do pochlaniania promieniowania rentgenowskiego o energii 45 - 55 keV oraz promieniowania twardego o energii 0,6 -1,25 M eV, przez wiazanie zywica syntetyczna, w srodowisku bezwodnym, napelniacza nieorganicznego zawierajacego w swym skladzie suszone odpady fosfogipsowe, w obecnosci stosownego utwardzacza, znam ienny tym, ze 100 czesci objetosciowych napelniacza nieorganicznego w postaci fizycznie ujednorodnionej suchej kompozycji o wielkosci ziaren do 16 µ m , zawierajacej w swym skladzie odpowiednio w proporcji objetosciowej 1:0,83-1,39, uprzednio wygrzewane w temperaturze nie nizszej od 440 K, przez co najmniej 1,5 godziny odpady fosfogipsow e oraz tlenki szklotwórcze, skladajace sie glównie w 81% masowych z tlenku olowiu, w 11,5% masowych z dwutlenku krzemu i w 2,6% masowych z tlenku baru, wprowadza sie w czasie 0,2 - 5 godzin, przy mieszaniu ciaglym do 50 - 222 czesci objetosciowych zywicy epoksydowej, utrzymujac lepkosc surowej kom pozycji nie wyzsza od 4 150 mPa · s, po czym dodaje sie 4,4 - 44,4 czesci objetosciowych znanego utwardzacza typu trójetylenoczteroamina. 4. Masa ceram icznopodobna zdolna do pochlaniania prom ieniow ania rentgenowskiego o energii 45 - 55 keV oraz promieniowania twardego o energii 0,6 - 1,25 MeV, stanowiaca kompozycje napelniacza nieorganicznego, zywicy syntetycznej i utwardzacza, znamienna tym, ze na kazde 100 czesci objetosciowych odpadów fosfogipsowych zawiera 83 -1 3 9 czesci objetosciowych tlenków szklotwórczych skladajacych sie glównie w 81% masowych z tlenku olowiu, w 11,5% masowych z dwutlenku krzemu i w 2,6% masowych z tlenku baru, 91,5 - 530,6 czesci objetosciowych zywicy epoksydowej, 7,3 - 106 czesci objetosciowych trójetylenoczteroaminy i do 28 czesci objetosciowych acetonu Iub styrenu. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej o zdolności pochłaniania promieniowania rentgenowskiego oraz promieniowania twardego i masa ceramicznopodobna o zdolności pochłaniania promieniowania rentgenowskiego i promieniowania twardego. Masa ta jest szczególnie przydatna do wytwarzania osłon i ekranów antyradiacyjnych, również przydatnych w środowiskach narażonych na korozję Iub środowiskach chemicznie agresywnych, a równocześnie sposób wytwarzania masy umożliwia utylizację uciążliwego odpadu poprodukcyjnego jakim są odpady fosfogipsowe.

Znany jest bowiem powszechnie występujący problem odpadów fosfogipsowych, powstających przy wytwarzaniu kwasu fosforowego metodą morką. Jednym ze znanych sposobów utylizacji tych odpadówjest metoda opisana w Fosfogipsach, spoiwach i elementach budowlanych - E. Osieckiej, polegająca na dokładnym wymieszaniu w pierwszym etapie fosfogipsu z tlenkiem wapnia Iub mączką wapienną, w ilości 6 - 12% masowych w stosunku do suchego fosfogipsu, po czym w drugim etapie otrzymaną mieszaninę najpierw suszy się, a następnie praży. Niedogodnością tak obrobionego fosfogipsu jest to, iż otrzy173 086 mywane z niego spoiwo budowlane - tężejące w wyniku ulatniającej się wody - w warunkach przedłużającego się zawilgacania, wykazuje tendencję do tworzenia wykwitów powierzchUiowych. Znane są iówiucż sposoby wiązania w środowisku wodnym napcłlliaczy nieorganicznych, w tym stanowiących fosfogipsy, z żywicami syntetycznymi, jak to przedstawiono w polskich opisach patentowych nrnr 113 573 i 147 599, dla uzyskania mas mających zastosowanie jako masy posadzkowe lub surowiec do wykonywania tynków szlachetnych. Niedogodnością tych sposobów jest otrzymywanie nimi produktów raczej kruchych i porowatych, a wieć o dużej wodochłonności. Także proces polimeryzacji przebiega w nich dość wolno, co wyklucza zastosowanie metod wytłaczania Iub wtryskowych. Znanyjest także z polskiego zgłoszenia patentowego nr P. 283240 sposób wytwarzania masy ceramicznej w wyniku wiązania, w środowisku bezwodnym, uprzednio suszonego w temperaturze 390 - 420 K, fosfogipsu odpadowego żywicami poliestrowymi z dodatkiem przyspieszacza, utwardzacza oraz ewentualnie acetonu. Uzyskana tym sposobem masa nadaje się do przetwarzania na wyroby poprzez wytłaczanie Iub wtrysk i charakteryzuje się dość dobrą wytrzymałością mechaniczną, jak i niską wodo- i olejochłonnością. Znane są także powszechnie właściwości ołowiu, jako substancji zdolnej do efektywnego pochłaniania promieniowania, zwłaszcza promieniowania y. Jednak przy korzystaniu z elementów ołowianych w postaci osłon antyradiacyjnych, istotnym problemem jest zapobieganie korozji Iub innym procesom chemicznym, które po pewnym czasie powodują uszkadzanie ołowianego ekranu antyradiacyjnego.

Nieoczekiwanie okazało się, iż stosowanie napełniacza nieorganicznego, zawierającego suszone uprzednio odpady fosfogipsowe i tlenki szkłotwórcze, w postaci ujednorodnionej suchej kompozycji, o wielkości ziarna nie przekraczającej 20 iim i związanie tej suchej kompozycji w środowisku bezwodnym z nienasyconymi żywicami poliestrowymi, pozwala otrzymać masę ceramicznopodobną zdolną do pochłaniania promieniowania rentgenowskiego o energii 45 - 55 keV i promieniowania twardego o energii 0 -1,15 MeV.

Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej o zdolności do pochłaniania promieniowania rentgenowskiego o energii 45 -55 keV i promieniowania twardego o energii 0,6 -1,25 MeV, przez związanie żywicą syntetyczną, w środowisku bezwodnym, napełniacza nieorganicznego, zawierającego w swym składzie uprzednio suszony fosfogips odpadowy, w obecności stosownego utwardzacza, według wynalazku polega na tym, że 100 części objętościowych napełniacza nieorganicznego w postaci fizycznie ujednorodnionej suchej kompozycji o’ wielkości ziaren do 16/zm, zawierającej odpowiednio w proporcji objętościowej 1:0,83-1,39, uprzednio wygrzewane przez co najmniej 1,5 godziny, w temperaturze nie niższej od 440 K odpady fosfogipsowe oraz tlenki szkłotwórcze, składające się głównie w 81% masowych z tlenku ołowiu, w 11,5% masowych z dwutlenku krzemu i w 2,6% masowych z tlenku baru, wprowadza się przy mieszaniu ciągłym, w czasie 0,2 - 5 godzin do 50 - 222 części objętościowych żywicy epoksydowej, ewentualnie dodając dla utrzymania lepkości surowej kompozycji nie wyższej od 4150 mPa · s znany rozcieńczalnik organiczny jak aceton lub styren w ilości do 12 części objętościowych, po czym dodaje się 4,4 - 44,4 części objętościowych znanego utwardzacza typu trójetylenoczteroamina.

Masa ceramicznopodobna zdolna do pochłaniania promieniowania rentgenowskiego o energii 45 - 55 keV oraz promieniowania twardego o energii 0,6 -1,25 MeV, stanowiąca kompozycję napełniacza nieorganicznego, żywicy syntetycznej i utwardzacza, według wynalazku na każde 100 części objętościowych fosfogipsu zawiera 83 -139 części objętościowych tlenków szkłotwórczych, składających się głównie w 81% masowych z tlenku ołowiu, w 11,5% masowych z dwutlenku krzemu i w 2,6% masowych z tlenku baru, 91,5 - 530,6 części objętościowych żywicy epoksydowej, 7,3 -106 części objętościowych trójetylenoczteroaminy i do 28 części objętościowych acetonu lub styrenu.

Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej o zdolności do pochłaniania promieniowania rentgenowskiego i twardego o określonej energii pozwala na efektywne zagospodarowanie odpadów fosfogipsowych, wciąż narastających i stanowiących istotny problem dla ochrony środowiska i jednocześnie umożliwia otrzymanie mas o dobrych własnościach mechanicznych, łatwoformowalnych, zwłaszcza przez odlewanie. Masy

173 086 oprócz swej podstawowej własności, czyli zdolności pochłaniania promieniowania o określonej energii, ze względu na swą dobrą charakterystykę w zakresie odporności chemicznej nadają się do stosowania w warunkach podwyższonej korozji i w środowiskach chemicznie agresywnych, jak rozcieńczone kwasy, zasady. Masy charakteryzują się także niską wodochłonnością, a więc w przypadku zastosowania ich do wytwarzania ekranów ochronnych w pomieszczeniach typu pracownie RTG, pozwala na łatwe utrzymywanie ich w czystości. Ponadto masa nie w pełni spolimeryzowana wykazuje bardzo dobrą adhezję do różnych materiałów. Tym samym - bez konieczności stosowania odrębnych substancji jak kleje lub lepiszcza, elementy z masy otrzymywanej według wynalazku można łączyć ze sobą lub z elementami z drewna, betonu, szkła, metalu tworzyw, stosując tę właśnie masę nie w pełni spolimeryzowaną.

Wynalazek jest przedstawiony w niżej zamieszczonych przykładach, nie ograniczających zakresu jego stosowania.

Przykład I. Przygotowuje się ujednorodnioną fizycznie suchą kompozycję o wielkości ziaren nie przekraczających 12 um. zawierającą 26 dm³ stłuczki szkła ołowiowego, dm³ tlenku ołowiu i 24 dm3 odpadowego fosfogipsu, uprzednio wygrzewanego przez 2,2 godziny w temperaturze 280 K. po czym przy mieszaniu ciągłym dodaje się wraz z 4 dm3 acetonu do 23 dm3 żywicy Epidian 53 w czasie 0,5 godziny. Następnie do surowej kompozycji dodaje się 10 dm³ trójetylenoczteroaminy i po następnych 10 minutach masę, zawierającą w przeliczeniu na 100 części objętościowych fosfogipsu odpowiednio części objętościowych szkłotwórczych tlenków, składających się z 81% masowych tlenku ołowiu, 11,5% masowych dwutlenku krzemu i 2,6% masowych tlenku baru - 133,3; żywicy epoksydowej - 95,8; trójetylenoczteroaminy - 91,6; acetonu - 1ć>,7; wylewa się na strop z szalunkiem traconym wykonanym z kształtek z masy jak w przykładzie, nad pracownią badań rentgenograficznych.

Przykład II. Suchą kompozycję ujednorodnioną fizycznie do wielkości ziaren do um, zawierającą 5 dm3 odpadowego fosfogipsu wcześniej przygotowanego jak w przykładzie I i 4,5 dm3 rozdrobnionej fryty ołowiowej otrzymanej w wyniku uprzedniego spieczenia tlenku ołowiu w ilości 81% masowych, dwutlenku krzemu w ilości 11,5% masowych, tlenku baru w ilości 2,6% masowych, wprowadza się przy mieszaniu ciągłym w czasie 1 godziny do 12 dm3 żywicy Epidian 555, po czym po dalszych 10 minutach dodaje się 0,72 dm³ trójetylenoczteroaminy. Otrzymaną masę, zawierającą na 100 części objętościowych fosfogipsu odpowiednio części objętościowych tlenków szkłotwórczych - 90; żywicy epoksydowej - 240; trójetylenoczteroaminy - 14,4; wylewa się do form, otrzymując po 48 godzinach płyty do przenośnych parawanów w pracowniach badań promieniotwórczości.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej zdolnej do pochłaniania promieniowania rentgenowskiego o energii 45 - 55 keV oraz promieniowania twardego o energii 0,6 - 1,25 MeV, przez wiązanie żywicą syntetyczną, w środowisku bezwodnym, napełniacza nieorganicznego zawierającego w swym składzie suszone odpady fosfogipsowe, w obecności stosownego utwardzacza, znamienny tym, że 100 części objętościowych napełniacza nieorganicznego w postaci fizycznie ujednorodnionej suchej kompozycji o wielkości ziaren do 16 pm, zawierającej w swym składzie odpowiednio w proporcji objętościowej 1:0,83-1,39, uprzednio wygrzewane w temperaturze nie niższej od 440 K, przez co najmniej 1,5 godziny odpady fosfogipsowe oraz tlenki szkłotwórcze, składające się głównie w 81% masowych z tlenku ołowiu, w 11,5% masowych z dwutlenku krzemu i w 2,6% masowych z tlenku baru, wprowadza się w czasie 0,2 - 5 godzin, przy mieszaniu ciągłym do 50 - 222 części objętościowych żywicy epoksydowej, utrzymując lepkość surowej kompozycji nie wyższą od 4 150 mPa -s, po czym dodaje się 4,4 - 44,4 części objętościowych znanego utwardzacza typu trójetylenoczteroamina.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się odpady fosfogipsowe powstające przy produkcji kwasu fosforowego z apatytów.

3. Sposób według zastrz. 1 lub zastrz. 2, znamienny tym, że dla utrzymania lepkości surowej kompozycji nie wyższej od 4 150 mPa -s dodaje się do 12 części objętościowych rozcieńczalnika organicznego typu aceton Iub styren.

4. Masa ceramicznopodobna zdolna do pochłaniania promieniowania rentgenowskiego o energii 45 - 55 keV oraz promieniowania twardego o energii 0,6 -1,25 MeV, stanowiąca kompozycję napełniacza nieorganicznego, żywicy syntetycznej i utwardzacza, znamienna tym, że na każde 100 części objętościowych odpadów fosfogipsowych zawiera 83 - 139 części objętościowych tlenków szkłotwórczych składających się głównie w 81% masowych z tlenku ołowiu, w 11,5% masowych z dwutlenku krzemu i w 2,6% masowych z tlenku baru, 91,5 - 530,6 części objętościowych żywicy epoksydowej, 7,3 -106 części objętościowych trójetylenoczteroaminy i do 28 części objętościowych acetonu Iub styrenu.