RU2087420C1

RU2087420C1 - Method of the granulated phosphogypsum making

Info

Publication number: RU2087420C1
Application number: RU92001957A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Макаров; Людмила Ивановна Сычева; Игорь Борисович Удачкин; Владимир Ильич Цымбалов
Original assignee: Александр Николаевич Макаров; Людмила Ивановна Сычева; Игорь Борисович Удачкин; Владимир Ильич Цымбалов
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1997-08-20

Abstract

FIELD: building industry. SUBSTANCE: raw mixture consisting of phosphogypsum and cement dust is pressed and rounding and then granule surface is powdered with mineral finely dispersed powder at specific surface value 300-500 m²/kg. Mineral powder: electrofilter dust or fly ash. EFFECT: complete neutralization of acid residues in phosphogypsum, high strength of granules, improved transportability. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для гранулирования фосфогипса, применяемого в качестве регулятора сроков схватывания цемента и вяжущих материалов взамен природного гипсового камня. The invention relates to the production of building materials and can be used for granulating phosphogypsum, used as a regulator of the setting time of cement and cementitious materials instead of natural gypsum stone.

Известен способ гранулирования фосфогипса [1] Согласно этому способу фосфогипс с влажностью 25% перемешивается с раствором азотной кислоты, после чего полученную массу подают в гранулятор, затем полученные гранулы подвергают опудриванию карбонатным агентом, например, мелом. A known method of granulating phosphogypsum [1] According to this method, phosphogypsum with a moisture content of 25% is mixed with a solution of nitric acid, after which the resulting mass is fed into a granulator, then the granules obtained are dusted with a carbonate agent, for example, chalk.

Недостатком этого способа являются использование агрессивного вещества и присутствие в гранулированном фосфогипсе растворимых соединений фтора и фосфора, которые оказывают отрицательное влияние на качество цемента и вяжущих. The disadvantage of this method is the use of aggressive substances and the presence in the granular phosphogypsum of soluble compounds of fluorine and phosphorus, which have a negative effect on the quality of cement and binders.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ гранулирования фосфогипса путем смешивания 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% [2]
Недостатком этого способа являются малая прочность гранул и склонность их к слипанию, а также большие затраты энергии на обезвоживание фосфогипса и подсушку гранул.The closest technical solution to the proposed one is a method of granulating phosphogypsum by mixing it with a mixture of slag Portland cement and sodium sulfate taken in an amount of 5-10 and 0.5-2%, respectively, of the mass of dry phosphogypsum, pelletizing the resulting mass in a granulator, followed by drying of the granules to moisture 8-13% [2]
The disadvantage of this method is the low strength of the granules and their tendency to stick together, as well as the high energy consumption for dehydration of phosphogypsum and drying of the granules.

Целью изобретения является повышение прочности гранул, водостойкости, антиагрегативности, сроков хранения и улучшение транспортабельности. The aim of the invention is to increase the strength of the granules, water resistance, antiplatelet, shelf life and improve transportability.

Поставленная цель достигается тем, что гранулы продукта после их прессования и окатывания опудриваются минеральным тонкодисперсным порошком, обладающим вяжущими свойствами. The goal is achieved in that the granules of the product after they are pressed and rolled are dusted with a mineral finely divided powder having astringent properties.

Способ получения гранулированного фосфогипса заключается в следующем. В двухвальном смесителе готовится смесь сырьевых компонентов, содержащая по массе 60-70% влажного фосфогипса и 30-40% пыли электрофильтров вращающихся цементных печей. Пыль электрофильтров вращающихся цементных печей, ввиду своей высокой активности, обладает способностью связывать содержащуюся в фосфогипсе воду, вследствие чего для обеспечения необходимой пластичности в смесь при необходимости вводят дополнительное количество воды. Готовая смесь подается на грануляцию в дырчатые вальцы, где происходит образование гранул. По выходе из дырчатых вальцов гранулы немедленно подвергаются опудриванию тонкодисперсным минеральным порошком, обладающим вяжущими свойствами. В качестве опудривающего материала может быть использована пыль электрофильтров вращающихся цементных печей, сухая зола-унос ТЭЦ, известняковая или доломитовая мука, пыль-унос производства ферросилиция и др. A method of obtaining granular phosphogypsum is as follows. In a twin-shaft mixer, a mixture of raw materials is prepared containing 60-70% by weight of wet phosphogypsum and 30-40% of dust from electrostatic precipitators of rotary cement kilns. Due to its high activity, the dust of electrostatic precipitators of rotary cement kilns has the ability to bind the water contained in phosphogypsum, as a result of which additional water is added to the mixture if necessary to ensure the necessary plasticity. The finished mixture is fed to the granulation in hole rollers, where the formation of granules. Upon exit from the perforated rollers, the granules are immediately dusted with a finely divided mineral powder with astringent properties. As dusting material, dust from electrostatic precipitators of rotary cement kilns, dry fly ash of thermal power plants, limestone or dolomite flour, dust fly ash from ferrosilicon production, etc. can be used.

По фазовому составу фосфогипс состоит в основном из дигидрата сульфата кальция и полугидрата сульфата кальция, в небольших количествах присутствуют примеси водорастворимых солей фосфорной и фтористоводородной кислот, кремнезема, солей Mg, AI и щелочных металлов. Цементная пыль вращающихся цементных печей содержит клинкерные минералы, карбонат и оксид кальция, значительное количество щелочей, т.е. цементная пыль содержит комплекс веществ, необходимых и достаточных для полной нейтрализации кислотных остатков, содержащихся в фосфогипсе. Продукты нейтрализации представляют собой сложные водорастворимые комплексы и соли. Благодаря сочетанию физических и химических свойств фосфогипса, связующего и опудривающего материала в короткие сроки после завершения процесса гранулирования достигается высокая прочность гранул, нейтрализация кислотных остатков как внутри вещества гранул, так и полная их нейтрализация на поверхности гранул. Применением высокоактивных тонкодисперсных порошков для опудривания достигается высокая прочность сцепления опудривающего слоя с материалом гранул при минимальной его толщине, которая, в принципе, ограничивается 1-2 слоями микрочастиц порошка. Гранулированию подвергается фосфогипс с исходной влажностью 20-25% Активность пыли электрофильтров вращающихся печей и ее водопотребность настолько высоки, что при реализации способа требуется ведение в сырьевую смесь дополнительного количества воды, которая связывается полностью, что позволяет исключить из технологического процесса опурацию сушки. According to the phase composition, phosphogypsum consists mainly of calcium sulfate dihydrate and calcium sulfate hemihydrate, in small amounts there are impurities of water-soluble salts of phosphoric and hydrofluoric acids, silica, Mg, AI, and alkali metals. Cement dust of rotary cement kilns contains clinker minerals, carbonate and calcium oxide, a significant amount of alkali, i.e. cement dust contains a complex of substances necessary and sufficient to completely neutralize the acid residues contained in phosphogypsum. The neutralization products are complex water-soluble complexes and salts. Due to the combination of physical and chemical properties of phosphogypsum, a binder and dusting material in a short time after the completion of the granulation process, high strength of the granules, neutralization of acid residues both inside the granule material, and their complete neutralization on the surface of the granules are achieved. The use of highly active fine powders for dusting achieves high adhesion of the dusting layer with the material of the granules with a minimum thickness, which, in principle, is limited to 1-2 layers of microparticles of the powder. Phosphogypsum is subjected to granulation with an initial moisture content of 20-25%. The dust activity of electric filters of rotary kilns and its water demand are so high that when the method is implemented, it is necessary to add an additional amount of water to the raw mix, which binds completely, which eliminates drying operation from the process.

Полученные гранулы фосфогипса имеют начальную прочность на сжатие 2,0-2,4 МПа. С течением времени происходит дальнейший рост прочности, которая на третьи сутки достигает 7,0-9,0 МПа. The obtained granules of phosphogypsum have an initial compressive strength of 2.0-2.4 MPa. Over time, there is a further increase in strength, which on the third day reaches 7.0-9.0 MPa.

Опудривание гранул фосфогипса тонкодисперсным минеральным порошком препятствует их агрегатированию, а также связывает активные точки поверхности гранул, что делает их еще более прочными. The dusting of phosphogypsum granules with finely divided mineral powder prevents their aggregation, and also binds the active points on the surface of the granules, which makes them even more durable.

Высокая прочность в ранние сроки твердения позволяет использовать и транспортировать гранулированный фосфогипс непосредственно после изготовления. High strength in the early stages of hardening allows the use and transportation of granular phosphogypsum immediately after manufacture.

Результаты даны в таблицах 1 и 2. The results are given in tables 1 and 2.

Из таблиц следует, что, поскольку для производства цемента вредно излишнее количество как щелочей, так и кислот, оптимальный состав шихты для получения гранулированного фосфогипса должен содержать 70% и 30% вяжущего в виде цементной пыли. Наиболее эффективным материалом для опудривания гранул является пыль, обладающая наиболее высокой удельной поверхностью, в данном случае это цементная пыль и зола-унос ТЭЦ, полученные с 3 поля электрофильтров. From the tables it follows that, since an excessive amount of both alkalis and acids is harmful for cement production, the optimal composition of the mixture to obtain granular phosphogypsum should contain 70% and 30% of the binder in the form of cement dust. The most effective material for dusting granules is dust with the highest specific surface, in this case cement dust and fly ash of thermal power plants obtained from 3 fields of electrostatic precipitators.

Таким образом, использование предложенного способа позволяет упростить технологический гранулирования фосфогипса, повысить прочность и транспортабельность гранул, а полученный продукт является полноценным заменителем природного гипсового камня. Кроме того, использование способа позволит сократить земельные площади, выделяемые под отвалы химических предприятий. Thus, the use of the proposed method allows us to simplify the technological granulation of phosphogypsum, to increase the strength and transportability of the granules, and the resulting product is a complete substitute for natural gypsum stone. In addition, the use of the method will reduce the land area allocated for dumps of chemical enterprises.

1. Авторское свидетельство СССР N 710616, кл. B 01 J 2/28. 1. USSR author's certificate N 710616, cl. B 01 J 2/28.

2. Авторское свидетельство СССР N 1446109, кл. B 01 J 2/28. 2. Copyright certificate of the USSR N 1446109, cl. B 01 J 2/28.

Claims

A method of producing granular phosphogypsum, comprising mixing the latter with cement dust and rolling the mixture, characterized in that the granules obtained after rolling are subjected to dusting with a mineral finely divided powder with a specific surface area of 300 to 500 m ² / kg.