PL80471B1 - - Google Patents

Description

Sposób wytwarzania klinkieru cementowego z gipsu Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania klinkieru cementowego o malej zawartosci fluoru z gipsu, stanowiacego produkt uboczny przy wy¬ twarzaniu kwasu fosforowego i posiadajacego jako taki zbyt duza zawartosc fluoru.W procesie wytwarzania kwasu fosforowego z surowego fosforanu i kwasu siarkowego jako produkty uboczne wytracaja sie wielkie ilosci za¬ nieczyszczonego siarczanu wapnia w postaci dwu- wodzianu, pólwodzianu lub nawet anhydrytu.W rezultacie, te odmiany siarczanu wapnia, nieza¬ leznie od rzeczywistego stopnia uwodnienia okresla sie po prostu jako gips stanowiacy produkt uboczny albo tylko jako gips.Ogólnie biorac, gips jako produkt uboczny w pro¬ cesie wytwarzania kwasu fosforowego, stanowi uciazliwy material odpadowy, który wyrzuca sie na haldy. Oprócz kosztów transportu i kosztów grun¬ tu, jaki zajmuja haldy, dochodza tu wysokie koszty zabezpieczenia wód gruntowych przed szkodliwymi zanieczyszczeniami, wystepujacymi w gipsie jak fosforany czy fluorki.W ostatnich czasach podejmowano liczne próby wykorzystania takiego gipsu odpadkowego, przera¬ biajac go na cement i kwas siarkowy tak zwana metoda antydrytowa.Taki sposób wykorzystania odpadów bylby szcze¬ gólnie korzystny, poniewaz odzyskiwany bylby ta metoda prawie caly kwas siarkowy, który zuzyty byl do wytwarzania kwasu fosforowego, przy czym 20 25 30 2 kwas siarkowy znajdowalby sie jakby w zamknie¬ tym obiegu, podczas gdy skladnik wapienny suro¬ wego fosforanu przetwarzany bylby w klinkier ce¬ mentowy. Zanieczyszczenia odpadowego gipsu fos¬ foranami i fluorkami sa przeszkoda w takim jego wykorzystaniu.Praktyka wykazuje wedlug pogladu fachowców, ze zaleznie od stezenia, fluor zawarty w gipsie od¬ padowym moze miec wplyw zarówno korzystny jak i niekorzystny. Niewielkie jego ilosci, rzedu do okolo 0,15% moga wydatnie ulatwic proces wypalania klinkieru.W rzeczywistosci jednak zawartosc fluoru w gip¬ sie odpadowym jest zazwyczaj znacznie wieksza, na przyklad okolo 1%. Zawartosc powyzej 0,5%, w procesie ciaglym stwarza zagrozenie dla wymu- rówki pieca obrotowego, poniewaz wskutek znanego oddzialywania topnikowego, powoduje obnizenie temperatury miekniecia tego materialu w strefie spiekania. Ponadto w niepozadany sposób fluorki przedluzaja czas wiazania cementu.Z opisu patentowego NRD nr 47180 znane jest odfluorowywanie gipsu pofosforowego przez doda¬ nie kwasu siarkowego i nastepnie prazenie. Doda¬ tek kwasu siarkowego na filtrze w procesie wytwa¬ rzania kwasu .fosforowego, oraz zawarta w gipsie znaczna ilosc wody, w konsekwencji nastepnego prazenia, stwarza powazne problemy korozyjne.Z polskiej ksiazki Karola Akemnana „Gips i an¬ hydryt", 1964, str. 418 znane jest odwadnianie do 8047180471 anhydrytu gipsu pofosforowego przez jego prazenie w temperaturze 700—800°C, jego przemial po ochlo¬ dzeniu i wprowadzenie do pieca obrotowego po do¬ datku takich materialów jak koks, skladniki tlen¬ kowe np. piasek. Prazenie to powoduje jedynie 5 odwodnienie, natomiast nie powoduje lub powoduje w niewystarczajacym stopniu odfluorowanie, po¬ niewaz w tych warunkach zwiazany fluor nie. jest lotny. Ponadto tego typu sposób jest bardzo nie¬ ekonomiczny z punktu widzenia gospodarki ciepl- 'io nej.Natomiast w tej samej ksiazce Karola Akermana str. 407 podany jest bardzo racjonalny gospodarczo sposób wstepnego ogrzewania surowego materialu miejonegó. * Zgodnie 'z tym anhydryt z dodatkami, |15 które przed tym byly mieszane przez przemial, ogrzewa sie wstepnie gazami opuszczajacymi piec i zawierajacymi §Q2,, Gazy te oddaja swoje cieplo materialowi idacemu do przemialu, wskutek czego material wchodzi do pieca juz ogrzany do wysokiej 20 temperatury. Proces ten, bardzo korzystny z punk¬ tu widzenia gospodarki cieplnej, nie ma na celu odfluorowania, przy czym nasze badania wskazuja, ze odfluorowanie nie ma miejsca, a jezeli to w nie¬ wystarczajacymstopniu. 25 Nieoczekiwanie stwierdzono, ze korzystne ze wzgledu na gospodarke cieplna wstepne ogrzewanie materialu mielonego mozna polaczyc z odfluorowa- niem siarczaliu wapnia wraz z dodatkami, jezeli sam siarczan wapnia poddac dzialaniu gazów wy- 30 lotowych, a domieszanie koksu i skladników tlen¬ kowych przeprowadzic bezposrednio przed wpro¬ wadzeniem surowca do pieca, na przyklad w naj¬ wczesniejszym stadium we wstepnym ogrzewaczu surowego materialu mielonego. 35 Okazalo sie nieoczekiwanie, ze stosunkowo nie¬ znaczna kwasowosc S02 bedzie wystarczajaca do odfluorowania mimo, ze dotad w znanych procesach odfluorowania temu celowi sluzyl znacznie silniej¬ szy kwas siarkowy. 40 Stwierdzono równiez, ze domieszanie dodatków do goracego siarczanu wapnia mozna przeprowa¬ dzic tak, aby uzyskac dostatecznie homogeniczna maczke piecowa, mimo ze w dotad znanych sposo¬ bach w celu uzyskania dostatecznie homogenicznej [45 masy nalezalo poddac wspólnemu przemialowi siar¬ czan wapnia wraz z dodatkami.Sposób wytwarzania klinkieru cementowego o niskiej zawartosci fluoru, z gipsu stanowiacego odpad przy produkcji kwasu fosforowego, polega 50^ na tym, ze przy anhydrytowej metodzie wytwarza¬ nia kwasu siarkowego gips stanowiacy odpad przy wytwarzaniu kwasu fosforowego, ogrzewa sie bez innych dodatków do temperatury lezacej w zakre¬ sie od 500 do co najmniej 900°C najkorzystniej 55 600—800°C, w wylotowych gazach piecowych zawie¬ rajacych S02, a nastepnie do goracego materialu, bezposrednio przed wprowadzeniem do pieca, uni¬ kajac strat cieplnych dodaje koks i skladniki tlen¬ kowe. 60 Odfluorowania sposobem wedlug wynalazku do¬ konywac mozna w aparaturze róznego rodzaju. Tak na przyklad wilgotny, lub wstepnie osuszony gips poddawac mozna obróbce cieplnej i dzialaniu za¬ wierajacym S02 gazów piecowych w bebnie, badz 65 tez w zlozu fluidalnym. Jednak korzystnie jest sto¬ sowac równiez do ogrzewania maczki piecowej zna¬ ne wielostopniowe podgrzewacze cyklonowe, o ile zapewni sie przez odpowiednie wysuszenie wstepne, nalezyta sypkosc materialu. W tym przypadku, za¬ leznie od temperatury obróbki, mieszania dodat¬ ków dokonuje sie w jednym z dolnych stopni pod¬ grzewacza, badz tez w jego koncowej czesci.Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku tem¬ perature dobiera sie w podanych granicach, zalez¬ nie od gatunku gipsu, przy czym istotna role odgrywa zawartosc fluoru, wzglednie rodzaj zwiaz¬ ków fluoru. W przypadku gatunków o niskiej za¬ wartosci fluoru wystarcza temperatura 500—600°C, zas dla wiekszych zawartosci fluoru, badz tez wy¬ stepowania wiekszych ilosci mniej lotnych zwiaz¬ ków fluoru, zaleca sie stosowac odpowiednio wyz¬ sza temperature, dla uzyskania redukcji zawarto¬ sci fluoru do dopuszczalnych wartosci.Dla pomyslnego przeprowadzenia obróbki sposo¬ bem wedlug wynalazku czas przebywania materialu w podgrzewaczu odgrywa role jedynie taka, ze musi on byc wystarczajacy dla podgrzania calego mate¬ rialu do temperatury obróbki. W przypadku od- grzewaczy cyklonowych, w których podgrzanie trwa kilka sekund wystarcza czas przebywania w podgrzewaczu tego samego rzedu. Natomiast przy zastosowaniu aparatury innego typu, nie opartej o zasade wykorzystywania gazu nosnego, nalezy dobierac odpowiednio dluzsza wartosci czasu prze¬ bywania. Poniewaz i tak konieczny jest dostep atmosfery piecowej do calego materialu reakcyjne¬ go, korzystnie jest w przypadku stosowania takich aparatur jak bebny itp. dla zapewnienia kontaktu materialu z atmosfera pieca, oraz zmniejszenia czasu przebywania stosowac niskie warstwy nasy¬ powe i/albo wstrzasac material reakcyjny.Wynalazek ilustruja nastepujace przyklady: Przyklad I. Gips stanowiacy produkt uboczny podczas wytwarzania kwasu fosforowego i zawiera¬ jacy 0,8% F ogrzewa sie w stanie bezwodnym w at¬ mosferze piecowej zawierajacej 8% objetosciowych S02 do temperatury 800°C. Przy 0,5-procentowej stracie masy, zawartosc fluoru po ukonczeniu pró¬ by wynosi 0,09%.Przyklad II. W analogicznych, jak w przy¬ kladzie I warunkach, gips odpadowy, zawierajacy 0,33% F ogrzewa sie do temperatury 500°C. Po ukonczeniu próby zawartosc fluoru wynosila 0,14%.Po domieszaniu typowych dla procesu wytwarza¬ nia kwasu siarkowego metoda anhydrytowa dodat¬ ków do ogrzanego gipsu odpadowego, a mianowicie w pierwszym przypadku do temperatury okolo 800°C, zas w drugim — okolo 500°C, po przeprowa¬ dzeniu zwyklego procesu wyprazania otrzymano klinkier cementowy zgodny z wymogami normy. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania klinkieru cementowego z gipsu, stanowiacego produkt uboczny przy wy¬ twarzaniu kwasu fosforowego, koksu i skladników tlenkowych polegajacy na ogrzewaniu materialu przed wprowadzeniem do pieca prazalniczego, do temperatury przekraczajacej 500°C, znamienny tym,5 80471 6 ze gips ogrzewa sie do temperatury mieszczacej sie w zakresie od 500 do 900°C, najkorzystniej w tem¬ peraturze 600—800°C, w zawierajacej S02 atmosfe¬ rze piecowej, po czym dodaje sie do goracego gipsu koks i skladniki tlenkowe, bezposrednio przed wprowadzeniem do pieca prazalniczego. PL