RU2070169C1

RU2070169C1 - Method for production of gypsum binder

Info

Publication number: RU2070169C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Гашкова; Н.В. Троян
Original assignee: Научно-технологический центр "УПИ-ХИМ"
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1996-12-10

Abstract

FIELD: building materials production. SUBSTANCE: into uncooled acid waste of production of hydrofluoric acid additives are added (their quantities being 5-20 mass % of total weight of the mixture). Then dry neutralization of sulfuric acid with the help of lime-containing agent simultaneously with its grinding in ball mill is carried out. EFFECT: improves efficiency of the method, increases content of α- hemihydrate of calcium sulfate in desired product. 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения гипсовых вяжущих материалов и может быть использовано при переработке кислых фторангидритовых отходов производства плавиковой кислоты, в вяжущее. The invention relates to methods for producing gypsum binders and can be used in the processing of acidic hydrofluoric wastes from the production of hydrofluoric acid into a binder.

Известен способ получения гипса из кислого отхода производства плавиковой кислоты путем его охлаждения до 20 80^oC, нейтрализации известьсодержащим агентом, грануляции, измельчения и термообработки в гипсоварочном котле [1]
Недостатком способа является низкая конечная прочность получаемого гипсового вяжущего (не более 8,8 МПа при воздушном режиме твердения), связанная с низким содержанием α-полугидрата сульфата кальция в его составе.A known method of producing gypsum from an acidic waste product of hydrofluoric acid by cooling it to 20 80 ^o C, neutralization with a lime-containing agent, granulation, grinding and heat treatment in a gypsum cooker [1]
The disadvantage of this method is the low final strength of the resulting gypsum binder (not more than 8.8 MPa during air curing), associated with a low content of α-hemihydrate of calcium sulfate in its composition.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения гипсового вяжущего из кислого отхода производства плавиковой кислоты [2] Способ включают сухую нейтрализацию кислого отхода известьсодержащим агентом и его измельчение. The closest in technical essence to the claimed invention is a method for producing a gypsum binder from acidic waste from the production of hydrofluoric acid [2] The method includes dry neutralization of acidic waste with a lime-containing agent and its grinding.

Недостатком способа является низкая конечная прочность получаемого гипсового вяжущего. The disadvantage of this method is the low final strength of the resulting gypsum binder.

Целью изобретения является получение вяжущего с высоким содержанием a-полугидрата сульфата кальция, что обеспечивает высокую конечную прочность гипсового вяжущего. The aim of the invention is to obtain a binder with a high content of a-hemihydrate of calcium sulfate, which provides high final strength gypsum binder.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения гипсового вяжущего путем нейтрализации кислого фторангидридового отхода производства плавиковой кислоты известьсодержащим реагентом и измельчения, согласно изобретению вяжущее получают из смеси неохлажденного кислого фторангидритового отхода производства плавиковой кислоты и 5 20 мас. отхода производства плавиковой кислоты из шламохранилища, а нейтрализацию известьсодержащим реагентом осуществляют при совместном помоле его с указанной смесью. This goal is achieved by the fact that in the proposed method for producing a gypsum binder by neutralizing acidic hydrofluoric acid waste from hydrofluoric acid production with a lime-containing reagent and grinding, according to the invention, the cementitious binder is obtained from a mixture of uncooled acidic hydrofluoric acid waste from hydrofluoric acid production and 5 to 20 wt. waste production of hydrofluoric acid from the sludge depot, and neutralization with a lime-containing reagent is carried out by co-grinding it with the specified mixture.

Введение в качестве добавки в неохлажденный кислый фторангидритовый отход производства плавиковой кислоты фторгипсового отхода производства плавиковой кислоты из шламохранилища перед нейтрализацией позволяет получить активные формы сульфата кальция и фторгипса, продукта длительной перекристаллизации фторангидрита в шламохранилище, за счет тепла горячего фторангидрита и экзотермической реакции нейтрализации серной кислоты, при этом идет частичная дегидратация фторгипса и обеспечиваются условия для образования и роста преимущественно кристаллов a-полугидрата сульфата кальция в составе вяжущего, что определяет при его твердении равенство скоростей гидратации и сушки и повышает конечную прочность вяжущего. Увеличение (более 20 масс.) и уменьшение (менее 5 масс.) количества вводимой добавки приводит к нарушению условий образования активных форм сульфата кальция и образования кристаллов a-полугидрата сульфата кальция в составе вяжущего. The introduction of hydrofluoric acid waste from hydrofluoric acid production from the sludge storehouse prior to neutralization as an additive in uncooled acidic fluorohydric acid waste from hydrofluoric acid production allows one to obtain active forms of calcium sulfate and fluorogypsum, a product of prolonged recrystallization of hydrofluoride in the sludge storage tank, due to the heat of hot hydrofluoric acid neutralization and exotherm This leads to partial dehydration of gypsum and provides conditions for the formation and growth of predominantly crystals of calcium sulfate a-hemihydrate in the binder composition, which determines the equality of hydration and drying rates during hardening and increases the final binder strength. An increase (more than 20 wt.) And a decrease (less than 5 wt.) Of the amount of the added additive leads to a violation of the conditions for the formation of active forms of calcium sulfate and the formation of crystals of a-calcium sulfate hemihydrate in the binder.

Заявляемым способом осуществлялось получение гипсового вяжущего из отхода производства плавиковой кислоты Полевского криолитового завода. Неохлажденный кислый отход производства плавиковой кислоты 50 кг помещался в шаровую мельницу тип 145 АУЗ вместе с отходом производства плавиковой кислоты из шламохранилища и известью. Нейтрализацию и помол в шаровой мельнице вели до полной нейтрализации серной кислоты, дегидратации фторгипса и достижения требуемой тонины помола, при этом контролировали содержание кристаллизационной воды в полученном вяжущем. Полученное гипсовое вяжущее затворяли водой при нормальной водопотребности, после чего формовали образцы размером 4х4х16 см по литьевой и прессовой технологии при 25 МПа. The inventive method was obtained gypsum binder from the waste production of hydrofluoric acid Polevsky cryolite plant. Uncooled acidic waste of hydrofluoric acid production of 50 kg was placed in a ball mill type 145 AUZ together with the waste of hydrofluoric acid production from the sludge storage and lime. The neutralization and grinding in a ball mill led to the complete neutralization of sulfuric acid, dehydration of gypsum and achieving the required grinding fineness, while the content of crystallization water in the binder was controlled. The resulting gypsum binder was closed with water at normal water demand, after which samples of 4x4x416 cm in size were molded by injection and press technology at 25 MPa.

Твердение образцов до набора марочной прочности проводилось в течение 14 суток во влажных условиях и 14 суток на воздухе (комбинированный режим твердения), а также в течение 28 суток на воздухе (воздушный режим твердения). Предел прочности на сжатие (Rсж) определяли на прессе УММ-2. Скорость гидратации в процессе твердения определяли по массовому содержанию кристаллизационной воды в вяжущем при 180^oC. Скорость сушки в процессе твердения определяли по массовому содержанию свободной воды в вяжущем при 50^oC.The hardening of the samples to a set of brand strength was carried out for 14 days in humid conditions and 14 days in air (combined hardening mode), as well as for 28 days in air (air hardening mode). The compressive strength (Rsg) was determined on a press UMM-2. The hydration rate in the hardening process was determined by the mass content of crystallization water in the binder at 180 ^o C. The drying rate in the hardening process was determined by the mass content of free water in the binder at 50 ^o C.

Технологические параметры получения гипсового вяжущего и характеристики целевого продукта, полученного заявляемым способом, а также способом, взятым за прототип, приведены в таблице. The technological parameters of obtaining a gypsum binder and the characteristics of the target product obtained by the claimed method, as well as by the method taken as a prototype, are given in the table.

Для идентификации химического состава вяжущего использовали рентгенофазный и микрокалориметрический анализы. В результате рентгенофазного и микрокалориметрического анализа установлено преимущественно присутствие a-модификации полугидрата сульфата кальция в составе полученного вяжущего. To identify the chemical composition of the binder, X-ray phase and microcalorimetric analyzes were used. As a result of X-ray phase and microcalorimetric analysis, the presence of a-modification of calcium sulfate hemihydrate in the composition of the obtained binder was predominantly established.

Как видно из приведенных примеров, заявляемый способ позволяет получить вяжущее с высоким содержанием a-полугидрата сульфата кальция, что определяет при его твердении равенства скоростей гидратации и сушки и позволяет повысить конечную прочность при формовании. As can be seen from the above examples, the inventive method allows to obtain a binder with a high content of a-hemihydrate of calcium sulfate, which determines when it hardens the equality of the rates of hydration and drying and improves the final strength during molding.

Использование заявляемого способа обеспечивает следующие преимущества:
получение гипсового вяжущего с высокой конечной прочностью;
использование отходов производства плавиковой кислоты без применения дополнительного сырья, добавок;
упрощение способа получения вяжущего за счет исключения операций предварительного получения добавки;
сокращение энергоемкости процесса за счет использования тепла неохлажденного фторангидрида и экзотермической реакции нейтрализации серной кислоты.Using the proposed method provides the following advantages:
obtaining a gypsum binder with high final strength;
the use of waste products of hydrofluoric acid without the use of additional raw materials, additives;
simplification of the method of obtaining a binder due to the exclusion of operations of preliminary receipt of additives;
reduction of the energy intensity of the process due to the use of heat of uncooled fluorohydride and the exothermic reaction of neutralization of sulfuric acid.

Claims

1. A method of producing a gypsum binder, including the neutralization of acidic hydrofluoric waste product hydrofluoric acid lime-containing reagent and grinding, characterized in that the binder is obtained from a mixture of uncooled acidic hydrofluoric acid waste product hydrofluoric acid and 5 to 20 wt. waste production of hydrofluoric acid from sludge storages, and neutralization with a lime-containing reagent is carried out by co-grinding it with the mixture.