PL209810B1 - Sposób produkcji masy siarkowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób produkcji masy siarkowej która zastępuje tradycyjny beton na bazie cementu portlandzkiego i posiadająca znacznie lepsze właściwości.

Znane są sposoby wytwarzania spoiw siarkowych np. z patentów amerykańskich nr 4058500 i 4348313, które ujawniają spoiwa siarkowe gdzie siarka jest modyfikowana wę glowodorami olefinowymi a więc modyfikatorem organicznym.

Wytwarzane w Polsce spoiwa siarkowe bazują na modyfikatorach organicznych typu mieszanina węglowodorów olefinowych.

Wadą znanych rozwiązań, w których modyfikatorami są związki organiczne jest niebezpieczeństwo eksplozji oraz pożaru przy prowadzeniu procesu modyfikacji siarki, ponadto obsługa narażona jest na toksyczne działanie tych związków modyfikujących.

Proces wytwarzania betonów siarkowych przy zastosowaniu modyfikacji siarki za pomocą modyfikatorów olefinowych jest dwuetapowy tj. uzyskanie w odrębnym procesie siarki modyfikowanej a w nastę pnym etapie przygotowanie betonu.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu produkcji masy siarkowej bez konieczności modyfikacji siarki modyfikatorami organicznymi oraz wykorzystanie odpadowych materiałów takich jak siarka odpadowa i fosfogips odpadowy, przez co zapobiega się składowaniu uciążliwych odpadów chroniąc w ten sposób naturalne środowisko.

Istotą wynalazku jest sposób produkcji masy siarkowej polegający na tym, że siarka odpadowa w ilości 40 - 60% wagowych, wyprażony fosfogips odpadowy w ilości 40 - 60% wagowych zawierający domieszki metali i ich siarczki oraz 10 - 20% wagowych wypełniacza mineralnego w postaci kruszywa o granulacji 0,5 - 10 mm zmieszane razem miesza się w podgrzewaczu obrotowym w temperaturze 130 - 135°C z prędkością obrotową korzystnie 16 obr/min, następuje modyfikacja siarki odpadowej fosfogipsem odpadowym, a po upłynnieniu masy wylewana jest do form lub na podłoże.

Uzyskana sposobem według wynalazku masa siarkowa posiada krótki czas utwardzania, osiąga założoną wytrzymałość na ściskanie w ciągu kilku godzin, wysoką wytrzymałość na ściskanie i zginanie, mrozoodporność i szczelność, niską nasiąkliwość, odporność na działanie kwasów a zwłaszcza na środowisko morskie. Tymi własnościami znacznie przewyższa betony na bazie cementu portlandzkiego.

W sposobie według wynalazku do produkcji stosuje się odpadowe materiały takie jak odpadowa siarka oraz fosfogips odpadowy co zapobiega gromadzeniu się powstających odpadów i pozwala na bezpieczne dla środowiska ich wykorzystanie.

Stosowana siarka odpadowa jest produktem odpadowym odsiarczania gazu ziemnego lub ropy naftowej w postaci stałej barwy żółtej lub w postaci stopionej barwy brązowej. Fosfogips posiada konsystencję zbliżoną do wilgotnej ziemi, jest barwy biało szarej i jest odpadem otrzymywanym przy produkcji kwasu fosforowego. Chemicznie fosfogips zawiera głównie dwuwodny siarczan wapnia oraz liczne domieszki takie jak fosfor, sód, fluor, glin, żelazo, krzem oraz ich siarczki.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d I

Sposób produkcji masy siarkowej

Odważone ilości siarki odpadowej z odsiarczania gazu ziemnego lub ropy naftowej w ilości 40 - 60% wagowych, wysuszonego fosfogipsu odpadowego z produkcji kwasu fosforowego w ilości 40 - 60% wagowych i suchego kruszywa mineralnego 10 - 20% wagowych o granulacji 0,5 -10 mm zmieszane razem jest mieszane w obrotowym podgrzewaczu w temperaturze 130 - 135°C z prędkością obrotową 16 obr/min. W tej temperaturze następuje stopienie siarki i jej modyfikacja fosfogipsem odpadowym. Ruch obrotowy podgrzewacza z prędkością obrotową 16 obr/min zapewnia dobre wymieszanie wszystkich składników. Roztopiona masa jest wylewana do form lub na określona powierzchnię.

P r z y k ł a d II

Masa siarkowa wytworzona sposobem według wynalazku składa się z:

Siarka odpadowa 40% wagowych

Fosfogips odpadowy wysuszony 40% wagowych

Kruszywo mineralne suche o granulacji 0,5-10 mm 20% wagowych

Masa siarkowa uzyskana sposobem według wynalazku powstaje przez dodanie do siarki odpadowej w podwyższonej temperaturze fosfogipsu odpadowego w skład którego wchodzą domieszki

PL 209 810 B1 fosforu i jego siarczki oraz inne metale i ich siarczki, które zahamowują proces krystalizacji siarki i stabilizują formę polimeryczną . W tych warunkach nastę puje rozpad cyklosiarki na fragmenty ł a ń cuchowe -Sx-, które ulegają reakcji kopolimeryzacji z cząsteczkami modyfikatorów tworząc struktury liniowe lub usieciowane. Nadmiar nieprzereagowanej siarki nie wykazuje tendencji do krystalizacji, wykazując typowe właściwości związku wielkocząsteczkowego jakie występują w tworzywach polimerycznych.

Otrzymana sposobem według wynalazku masa siarkowa jest koloru od jasnożółtego do szarego o doskonałych własnościach wytrzymałościowych wielokrotnie większa wytrzymałość na ściskanie i zginane oraz krótki czas utwardzania wytworzonych elementów w porównaniu do tradycyjnych betonów, do zastosowań w środowiskach korozyjnych, odporna na agresywne media w tym kwasy, sole, oleje w których tradycyjne betony zawodzą.

Claims (1)

1. Sposób produkcji masy siarkowej, znamienny tym, że siarka odpadowa w ilości 40 - 60% wagowych, fosfogips odpadowy w ilości 40 - 60% wagowych zawierający domieszki metali i ich siarczki oraz wypełniacz mineralny w ilości 10 - 20% wagowych w postaci kruszywa o granulacji 0,5 - 10 mm, zmieszane razem miesza się w pogrzewaczu obrotowym w temperaturze 130 - 135°C z prędkością obrotową korzystnie 16 obr/min, gdzie następuje modyfikacja siarki, po uzyskaniu płynnej masy, wylewana jest do form lub na podłoże.