RU2351557C2 - Method for production of gypsum binding agent - Google Patents

Method for production of gypsum binding agent Download PDF

Info

Publication number
RU2351557C2
RU2351557C2 RU2006144637/03A RU2006144637A RU2351557C2 RU 2351557 C2 RU2351557 C2 RU 2351557C2 RU 2006144637/03 A RU2006144637/03 A RU 2006144637/03A RU 2006144637 A RU2006144637 A RU 2006144637A RU 2351557 C2 RU2351557 C2 RU 2351557C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gypsum
water
production
sulfuric acid
temperature
Prior art date
Application number
RU2006144637/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006144637A (en
Original Assignee
Долгорев Анатолий Васильевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Долгорев Анатолий Васильевич filed Critical Долгорев Анатолий Васильевич
Priority to RU2006144637/03A priority Critical patent/RU2351557C2/en
Publication of RU2006144637A publication Critical patent/RU2006144637A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2351557C2 publication Critical patent/RU2351557C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039Premixtures of ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B11/00Calcium sulfate cements
    • C04B11/02Methods and apparatus for dehydrating gypsum
    • C04B11/024Ingredients added before, or during, the calcining process, e.g. calcination modifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/52Grinding aids; Additives added during grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

FIELD: construction; chemistry.
SUBSTANCE: invention is related to methods for production of gypsum binding agents, including anhydrite, and also dry mixtures for production of construction products and structures, including monolithic wall partitions, ceiling slabs. In method for production of gypsum binding agent by means of processing of raw materials - carbonate or oxide of calcium - with sulfuric acid, dehydration of produced gypsum at normal pressure and temperature of 120-140°C or 400-500°C, or 800-900°C, or in autoclave at the pressure of 1.3 atm, with further crushing of produced product till residue on sieve 02 does not exceed 12%, specified raw materials are previously mixed with magnesium sulfate at the ratio of 500-1000:1 accordingly, specified treatment is realised by mixing with concentrated sulfuric acid at the ratio of 1:1, with spraying of water on reacting mixture, at that water is heated up to temperature of 70-80°C, in amount of 3-5% from mass of reacting mixture, soaking is realised to room temperature, prepared product is neutralised by magnesium oxide, and crushing is done in the presence of complex additive, which contains the following components, wt %: superplasticiser C-3 38-40, waterproofing agent "Sofexil" 48-60, alkali drain from production of caprolactam 0.8-2.0, foam suppressor "Norka" 0.01-0.05, water - the rest, taken in amount of 1 % of neutralised product.
EFFECT: higher strength and water resistance.
4 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области строительных материалов, широко используемых в массовом и котеджном строительстве жилья, в частности к способам получения гипсовых вяжущих: строительного гипсового вяжущего, высокопрочного гипсового вяжущего, ангидрита и экстрих-гипса.The invention relates to the field of building materials widely used in mass and cottage housing construction, in particular to methods for producing gypsum binders: building gypsum binders, high strength gypsum binders, anhydrite and extreme gypsum.

Гипсовые вяжущие в промышленности получают по нескольким основным технологическим схемам из добытого в карьерах, усредненного и обогащенного гипсового сырья, как правило, содержащего в своем составе не менее 80% дигидрата сульфата кальция.Gypsum binders in industry are produced according to several basic technological schemes from quarried, averaged and enriched gypsum raw materials, usually containing at least 80% calcium sulfate dihydrate.

Измельченное гипсовое сырье подвергают тепловой обработке в гипсоварочных котлах с предварительной сушкой в сушильном барабане при влажности сырья более 5% или помолом и сушкой в молотковой мельнице при влажности сырья менее 5%. Сушка тонкоизмельченного гипса может быть проведена в аппаратах кипящего слоя или в трубах сушилках. Продукцией является гипсовое вяжущее, представленное в основной части полугидратом сульфата кальция (А.В.Ферронская. Справочник. Гипсовые материалы и изделия. Производство и применение. М., издательство АСВ, 2004 г., с.24 и 485).The crushed gypsum raw materials are subjected to heat treatment in gypsum boilers with preliminary drying in a drying drum at a moisture content of more than 5% or grinding and drying in a hammer mill with a moisture content of less than 5%. Drying of gypsum can be carried out in fluidized bed apparatus or in tube dryers. The product is a gypsum binder, presented in the main part by calcium sulfate hemihydrate (A.V. Ferronskaya. Reference. Plaster materials and products. Production and use. M., ASV publishing house, 2004, p.24 and 485).

Известна схема получения гипсового вяжущего тепловой обработкой щебня гипсового сырья с естественной влажностью в автоклаве под давлением с последующей сушкой в сушильном барабане продуктов тепловой обработки, состоящих в основном из полугидрата альфа-модификации сульфата кальция (И.А.Передерни. Высокопрочный гипс ГП, его технология и свойства, г.Куйбышев, 1960 г., с. 189).A known scheme for producing gypsum binder by heat treatment of crushed stone of gypsum raw materials with natural humidity in an autoclave under pressure, followed by drying in a drying drum of heat treatment products, consisting mainly of hemihydrate alpha-modification of calcium sulfate (I. A. Perederni. High-strength gypsum GP, its technology and properties, Kuibyshev, 1960, p. 189).

По другой схеме приготавливают суспензию гипсового сырья с водой, Ж:Т=1:1, которую подвергают непрерывной обработке в автоклаве под давлением при перемешивании с последующим отделением на вакуум-фильтре твердой фазы, состоящей из полугидрата сульфата кальция в альфа-модификации, затем ее сушат в тепловом агрегате и размалывают. Продукцией является высокопрочное гипсовое вяжущее (П.Ф.Гордашевский, А.В.Долгорев. Производство гипсовых вяжущих из гипсосодержащих отходов. М., Стройиздат, 1987 г., 104 с.).According to another scheme, a suspension of gypsum raw materials with water is prepared, W: T = 1: 1, which is subjected to continuous autoclaving under pressure with stirring, followed by separation of the solid phase on the vacuum filter, which consists of calcium sulfate hemihydrate in alpha modification, then dried in a thermal unit and grind. The products are high-strength gypsum binders (P.F. Gordashevsky, A.V. Dolgorev. Production of gypsum binders from gypsum-containing wastes. M., Stroyizdat, 1987, 104 pp.).

Обжигом гипсового сырья в тепловом агрегате при температуре 600-700°С получают ангидрит, а с добавкой извести вяжущее экстрих-гипс, которое после помола становится водостойким и может полностью и с большой выгодой заменить портландцемент (П.П.Будников. Гипс его исследование и применение. М., Стройиздат Наркомстроя, 1943 г., с.62 и 374).Anhydrite is obtained by roasting gypsum raw materials in a thermal unit at a temperature of 600-700 ° C, and with the addition of lime astringent gypsum binder, which becomes waterproof after grinding and can completely and with great benefit replace Portland cement (P.P. Budnikov. Gypsum, its study and application. M., Stroyizdat Narkomstroy, 1943, p. 62 and 374).

Из S. Nagai, J. Soc. Chem. Ind. Japan., Supol. Bind. 41, №1, 713-813 (цитировано по кн. П.П.Будникова. Гипс, его исследование и применение, стр.120) известен способ получения гипсовых вяжущих путем сернокислотной обработки водных суспензий карбонатов или оксидов кальция. При этом используются разбавленные водные растворы серной кислоты (с концентрацией моногидрата Н2SO4 менее 50%), образующийся гипс отделяют фильтрованием, направляют на высокотемпературную сушку с температурой теплоносителя до 600°С, а тепловую обработку завершают помолом (а также А.А.Ульянов, В.А.Тихонов, Е.И.Ведь, З.С.Литвинова. Формовочный гипс. Киев, «Будевiвильник», 1970 г., с.189).From S. Nagai, J. Soc. Chem. Ind. Japan., Supol. Bind. 41, No. 1, 713-813 (cited from the book by P.P. Budnikov. Gypsum, its research and application, p. 120), a method for producing gypsum binders by sulfuric acid treatment of aqueous suspensions of calcium carbonates or oxides is known. In this case, dilute aqueous solutions of sulfuric acid (with a concentration of H 2 SO 4 monohydrate of less than 50%) are used, the gypsum formed is separated by filtration, sent to high-temperature drying with a coolant temperature of up to 600 ° C, and the heat treatment is completed by grinding (as well as A.A. Ulyanov, V.A. Tikhonov, E.I. Ved, Z. S. Litvinova. Molding gypsum. Kiev, Budevivilnik, 1970, p. 189).

Недостатками указанного способа, выбранного за прототип, являются низкое качество получаемого гипсового сырья из-за неполноты вскрытия карбоната кальция и сильных явлений агрегации и кальматации частиц карбоната или оксида кальция в разбавленных растворах серной кислоты.The disadvantages of this method, selected for the prototype, are the low quality of the obtained gypsum raw materials due to incomplete opening of calcium carbonate and the strong phenomena of aggregation and sintering of particles of carbonate or calcium oxide in dilute solutions of sulfuric acid.

На поверхности реагирующих частиц возникают плотные пленки сульфата кальция, препятствующие проникновению серной кислоты внутрь частиц для разложения карбоната или оксида кальция. Получающийся гипс сильно загрязнен непрореагировавшими частицами карбоната или оксида кальция. Содержание сульфата кальция в получаемых твердых остатках после фильтрации колеблется от 60 до 75% основного вещества. Такое низкое качество исходного гипса, как сырья для получения гипсового вяжущего, не позволяет после тепловой обработки и сушки получать качественный продукт.Dense films of calcium sulfate appear on the surface of the reacting particles, preventing the penetration of sulfuric acid into the particles to decompose carbonate or calcium oxide. The resulting gypsum is heavily contaminated with unreacted particles of carbonate or calcium oxide. The content of calcium sulfate in the resulting solid residues after filtration ranges from 60 to 75% of the basic substance. Such a low quality of the initial gypsum as a raw material for the production of a gypsum binder does not allow to obtain a high-quality product after heat treatment and drying.

Другим недостатком этого способа является то, что образующийся после отделения гипсовой массы фильтрат необходимо утилизировать с применением дополнительного расхода тепла. Большие количества солевых вод загрязняют окружающую среду и являются серьезным препятствием для промышленного применения указанного способа. Кроме того, данным способом невозможно перерабатывать низкосортные карбонатные разновидности, поскольку кристаллические решетки примесей в этом процессе не разрушаются, а силикаты, сульфиды, оксиды других металлов в неизменном виде поступают в сырьевой материал, снижая его качество и вяжущие свойства.Another disadvantage of this method is that the filtrate formed after separation of the gypsum mass must be disposed of using an additional heat consumption. Large amounts of salt water pollute the environment and are a serious obstacle to the industrial application of this method. In addition, it is impossible to process low-grade carbonate varieties with this method, since the crystal lattices of impurities are not destroyed in this process, and silicates, sulfides, oxides of other metals in the unchanged form enter the raw material, reducing its quality and astringent properties.

Предлагаемый нами способ лишен указанных недостатков и преодолевает их.Our proposed method is devoid of these disadvantages and overcomes them.

Целью настоящего изобретения является расширение сырьевой базы, улучшение экологии, снижение тепло- и энергозатрат, повышение выхода гипсового вяжущего, его качественных показателей, также прочности и водостойкости получаемых изделий из этого вяжущего.The aim of the present invention is to expand the resource base, improve the environment, reduce heat and energy consumption, increase the yield of gypsum binder, its quality indicators, as well as the strength and water resistance of the products obtained from this binder.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве сырья используются низкосортные карбонатные отходы промышленности, отсевы известняковых пород, пылевые разновидности известняка, молотый известняк, которые предварительно смешивают с порошком сульфата магния при соотношении 500-1000:1, обработку осуществляют перемешиванием с концентрированной серной кислотой при соотношении 1:1, с распылением на реагирующую смесь воды, нагретой до температуры 70-80°С в количестве 3-5% от массы реагирующей смеси, осуществляют выдержку до комнатной температуры, полученный продукт нейтрализуют оксидом магния, а измельчение осуществляют в присутствии комплексной добавки, содержащей, мас.%: суперпластификатор С-3 -38-40, гидрофобизатор «Софэксил» - 48-60, щелочной сток производства капролактама - 0,8-2,0, пеногаситель «Норка» - 0,01-0,05, вода остальное, взятой в количестве 1% нейтрализованного продукта.This goal is achieved by the fact that low-grade carbonate industrial waste, screenings of limestone rocks, dusty limestone varieties, ground limestone, which are pre-mixed with magnesium sulfate powder at a ratio of 500-1000: 1, are used as raw materials, processing is carried out by mixing with concentrated sulfuric acid at a ratio 1: 1, spraying on a reacting mixture of water heated to a temperature of 70-80 ° C in an amount of 3-5% by weight of the reacting mixture, carry out exposure to room temperature, the resulting product is neutralized with magnesium oxide, and grinding is carried out in the presence of a complex additive containing, wt.%: superplasticizer C-3 -38-40, hydrophobizator Sofexil - 48-60, alkaline stock production of caprolactam - 0.8-2.0 , antifoam "Mink" - 0,01-0,05, the rest of the water taken in the amount of 1% of the neutralized product.

Помол получаемого вяжущего осуществляют до остатка на сите 02 не более 12% или удельной поверхности не менее 3250 см2/г.The resulting binder is ground to a residue of sieve 02 of not more than 12% or a specific surface area of at least 3250 cm 2 / g.

Объектом получения по предлагаемому способу является гипсовое вяжущее.The object of the proposed method is a gypsum binder.

Существенными отличиями предлагаемого технического решения являются подача для разложения сырья, содержащего карбонат кальция, предварительно смешанного с сульфатом магния при соотношении 500-100:1, используют концентрированную (65-95%-ную) серную кислоту при соотношении масс компонентов, равном 1:1, а также распыления на реагирующую смесь воды, нагретой до температуры 70-80°С в количестве 3-5% от массы реагирующей смеси, осуществление выдержки полученной реагирующей массы до комнатной температуры с последующей нейтрализацией полученной массы оксидом магния и измельчением в присутствии комплексной добавки, содержащей, мас.%: суперпластификатор С-3 - 38-40, гидрофобизатор «Софэксил» - 48-60, щелочной сток производства капролактама - 0,8-2,0, пеногаситель «Норка» - 0,01-0,05, вода остальное, взятой в количестве 1% нейтрализованного продукта.Significant differences of the proposed technical solution are the feed for decomposition of raw materials containing calcium carbonate, pre-mixed with magnesium sulfate at a ratio of 500-100: 1, use concentrated (65-95%) sulfuric acid with a component mass ratio of 1: 1, as well as spraying on a reactive mixture of water heated to a temperature of 70-80 ° C in an amount of 3-5% by weight of the reacting mixture, holding the resulting reactive mass to room temperature, followed by neutralization of the resulting mass o magnesium oxide and grinding in the presence of a complex additive containing, wt.%: superplasticizer C-3 - 38-40, water-proofing agent Sofexil - 48-60, alkaline stock production of caprolactam - 0.8-2.0, antifoam "Nork" - 0.01-0.05, the rest of the water taken in an amount of 1% of the neutralized product.

В составе комплексной добавки все компоненты выпускаются отечественной промышленностью:As part of a complex additive, all components are produced by the domestic industry:

суперпластификатор С-3 является натриевым продуктом полимерной конденсации нафталин сульфокислоты и формальдегида, выпускаемого по ТУ 5870-002-58042865-03 предприятием ООО «Полипласт»;S-3 superplasticizer is a sodium product of polymer condensation of naphthalene sulfonic acid and formaldehyde, produced by Polyplast LLC according to TU 5870-002-58042865-03;

гидрофобизатор «Софэксил» является полиметилсиликонатом калия, выпускаемым по ТУ 2229-008-42942525-00 предприятием ЗАО НПК «Софэкс»;water-repellent Sofexil is potassium polymethylsiliconate, manufactured by CJSC NPK Sofeks in accordance with TU 2229-008-42942525-00;

щелочной сток производства капролактама является смесью дикарбоновых кислот, с преимущественным содержанием адипинатов и щелочи натрия, выпускаемого по ТУ 113-03-488-84 ОАО «Щекиноазот»;the alkaline effluent of caprolactam production is a mixture of dicarboxylic acids, with a predominant content of adipates and sodium alkali, manufactured according to TU 113-03-488-84 of JSC Shchekinoazot;

пеногаситель «Норка» является смесью этиловых эфиров полиэтиленгликоля, выпускаемой по ТУ 3467-006-567846-01 ОАО «Салаватсинтез».Nork defoamer is a mixture of polyethylene glycol ethyl esters manufactured in accordance with TU 3467-006-567846-01 Salavatsintez OJSC.

Сопоставительный анализ известных и предлагаемого способов показывает, что предлагаемый способ обладает существенной новизной, изобретательским уровнем и полезен для использования в строительном деле и промышленности.A comparative analysis of the known and proposed methods shows that the proposed method has a significant novelty, inventive step and is useful for use in the construction industry and industry.

Предлагаемый способ предусматривает:The proposed method provides:

- широкое использование карбонатсодержащих отходов промышленности и местных сырьевых материалов - молотых известняков;- widespread use of carbonate-containing industrial wastes and local raw materials - ground limestones;

- применение концентрированной серной кислоты в процессе получения гипса и использование при этом экзотермических эффектов реакции для удаления излишней влаги из обрабатываемого материала;- the use of concentrated sulfuric acid in the process of producing gypsum and the use of the exothermic effects of the reaction to remove excess moisture from the processed material;

- максимальный выход целевого продукта - гипсового вяжущего, до 99,5%;- the maximum yield of the target product is a gypsum binder, up to 99.5%;

- применение сульфата магния в смеси с карбонатсодержащим сырьем для повышения полноты разложения сырьевых материалов;- the use of magnesium sulfate in a mixture with carbonate-containing raw materials to increase the completeness of decomposition of raw materials;

- улучшение экологии за счет вовлечения в промышленное производство сырьевых отходов промышленности и исполнения технологических приемов, устраняющих сброс в окружающую среду водно-солевых сточных вод;- improving the environment through the involvement in industrial production of raw industrial waste and the implementation of technological methods that eliminate the discharge into the environment of water-salt wastewater;

- применение комплексной добавки в процессе помола гипсового вяжущего, повышающей прочность и влагостойкость строительных изделий из получаемого вяжущего.- the use of complex additives in the process of grinding a gypsum binder, which increases the strength and moisture resistance of building products from the resulting binder.

Проведенные исследования процессов разложения разбавленной серной кислотой карбонатов, оксидов, силикатов кальция, используемых в известных технических решениях (прототипе), показали, что образующийся на поверхности разлагаемого материала - карбоната кальция продукты реакции - серной кислотой, первичный гипс кальматирует поры и не позволяет полностью вскрыть обрабатываемый материал.Studies of the decomposition of diluted sulfuric acid carbonates, oxides, calcium silicates used in the known technical solutions (prototype) showed that the reaction products formed on the surface of the decomposed material - calcium carbonate, with sulfuric acid, primary gypsum calcifies the pores and does not allow completely opening the processed material.

Изучение различных добавок в данном процессе для преодоления указанных отрицательных явлений показало, что наилучшим веществом, позволяющим значительно улучшить условия реагирующих молекул, повысить степень разложения сырья, является сульфат магния, имеющий высокую растворимость в концентрированной серной кислоте.The study of various additives in this process to overcome these negative phenomena has shown that magnesium sulfate, which has high solubility in concentrated sulfuric acid, is the best substance that can significantly improve the conditions of the reacting molecules, increase the degree of decomposition of the raw materials.

Экспериментально установлено, что с увеличением количеств добавляемого сульфата магния в сырьевую смесь растет степень полноты разложения кальцийсодержащих минералов, эта зависимость имеет экстремальный характер, достигая максимального значения, равного 99,8%, в интервале отношений сырья и сульфата магния от 500-1000:1, при увеличении или уменьшении этого соотношения степень разложения сырьевой смеси снижается до значения 58-65%.It was experimentally established that with increasing amounts of added magnesium sulfate in the raw material mixture, the degree of completeness of decomposition of calcium-containing minerals increases, this dependence is extreme in nature, reaching a maximum value of 99.8% in the range of ratios of raw materials and magnesium sulfate from 500-1000: 1, with an increase or decrease in this ratio, the degree of decomposition of the raw mix decreases to 58-65%.

Установлено, что соотношение серной кислоты к разлагаемой сырьевой смеси оптимально при соотношении сырья к серной кислоте по массе 1:1 и отвечает задаче минимального расхода кислоты при полном вскрытии сырья.It was found that the ratio of sulfuric acid to decomposable raw mix is optimal when the ratio of raw materials to sulfuric acid by mass is 1: 1 and meets the task of minimum acid consumption with a complete opening of the raw material.

Более высокие значения соотношений приводят к недоразложению материала, а меньшие - к перерасходу кислоты и увеличению расходных коэффициентов нейтрализующего компонента - оксида магния.Higher ratios lead to underdegradation of the material, and lower ratios lead to overspending of the acid and an increase in the expenditure coefficients of the neutralizing component — magnesium oxide.

Увлажнение продукта разложения сырья серной кислотой весьма малыми количествами распыляемой воды позволяет, во-первых, подавить пенообразование в процессе разложения и, во-вторых, получить дополнительное тепло за счет экзотермического эффекта реакции взаимодействия кислоты с горячей водой, взятой в количестве 3-5% от массы сырьевой смеси.Moistening the decomposition product of the feedstock with sulfuric acid with very small amounts of sprayed water allows, firstly, to suppress foaming during decomposition and, secondly, to obtain additional heat due to the exothermic effect of the reaction of the acid with hot water, taken in an amount of 3-5% from mass of the raw mix.

Как показали сравнительные исследования по эффективности действия оксида кальция и оксида магния, последний является более эффективным агентом для нейтрализации остаточной серной кислоты в продукте реакции. Проведение нейтрализации оксидом магния позволяет полностью устранить даже следовые количества серной кислоты в продукте разложения.As comparative studies on the effectiveness of calcium oxide and magnesium oxide have shown, the latter is a more effective agent for neutralizing the residual sulfuric acid in the reaction product. Conducting neutralization with magnesium oxide can completely eliminate even trace amounts of sulfuric acid in the decomposition product.

Получаемое вяжущее использовали для формования образцов, испытания которых показали, что полученное вяжущее имеет прочность на сжатие после 2 ч 98 кгс/см2 при сроках начала схватывания 12 мин и конце схватывания 19 мин. Водопоглощение образцов через 2 суток замачивания их в воде составило величину 14%. Полученное вяжущее может быть использовано в строительстве для получения ограждающих конструкций внутри зданий и приготовления сухих строительных смесей.The resulting binder was used to form samples, tests of which showed that the obtained binder has a compressive strength after 2 hours of 98 kgf / cm 2 with a start time of setting of 12 minutes and an end of setting of 19 minutes. The water absorption of the samples after 2 days of soaking them in water was 14%. The resulting binder can be used in construction to obtain building envelopes inside buildings and to prepare dry building mixtures.

Весьма важными оказались результаты исследований гипсового вяжущего, получаемого после сушки и по помола в присутствии комплексной добавки, отвечающей составу, мас.%: суперпластификатор С-3 - 38-40; гидрофобизатор «Софэксил» - 48-60; щелочной сток производства капролактама - 0,8-2,0; пеногаситель - 0,01-0,05; остальное - вода. Прочность гипсового вяжущего возрастает в присутствии добавки на 100% и более, а водопоглощение снижается до 1,2 - 4%.Very important were the results of studies of gypsum binder obtained after drying and grinding in the presence of a complex additive corresponding to the composition, wt.%: Superplasticizer C-3 - 38-40; water-repellent "Sofexil" - 48-60; alkaline runoff of caprolactam production - 0.8-2.0; antifoam - 0.01-0.05; the rest is water. The strength of the gypsum binder increases in the presence of additives by 100% or more, and water absorption decreases to 1.2 - 4%.

Примеры осуществления способаExamples of the method

Пример 1. В титановый смеситель, снабженный перемешивающим и истирающим устройством, загружали 200 г сухого измельченного порошка карбоната кальция (известняка), к нему добавляли 0,4 г сульфата магния (соотношение компонентов в смеси равно 500:1). К полученной смеси при перемешивании добавляли 200 г серной кислоты плотностью 1,84 г/см3. В реакционную массу распыляли с помощью эжектора нагретую до 70°С воду в количестве 2 г (5% от массы реагирующей смеси). Полученную реакционную массу выдерживали до комнатной температуры, смешивали сухую массу с 0,23 г оксидом магния для окончательной ее нейтрализации, контролируя процесс с помощью рН-метра. Смесь помещали в дегидратор, в котором проводили нагрев материала при температуре 122°С (оптимальную температуру дегидратации гипса определяли с помощью термографического анализа на дериватографе), выдерживая температуру дегидратации гипса. Далее полученный продукт мололи в шаровой мельнице до тонины, отвечающей остатку 12% на сите 02, или удельной поверхности 6250 см2/г, в присутствии комплексной добавки, содержащей, мас.%: суперпластификатор С-3 - 38; гидрофобизатор «Софэксил» - 58; щелочной сток производства капролактама - 0,8; пеногаситель - 0,03; воды - 3,17; взятой от общей массы смеси в количестве 1%. Полученный материал анализировали с применением физико-механических методов, формуя стандартные образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 125-79 и 23789-79. Результаты исследований приведены в табл.1.Example 1. In a titanium mixer equipped with a mixing and abrasion device, 200 g of dry powdered powder of calcium carbonate (limestone) was loaded, 0.4 g of magnesium sulfate was added to it (the ratio of components in the mixture is 500: 1). To the resulting mixture, 200 g of sulfuric acid with a density of 1.84 g / cm 3 were added with stirring. Water was heated to 70 ° C in an amount of 2 g (5% by weight of the reacting mixture) using an ejector into the reaction mass. The resulting reaction mass was kept to room temperature, the dry mass was mixed with 0.23 g of magnesium oxide to finally neutralize it, controlling the process using a pH meter. The mixture was placed in a dehydrator, in which the material was heated at a temperature of 122 ° C (the optimal temperature of gypsum dehydration was determined using thermographic analysis on a derivatograph), maintaining the temperature of gypsum dehydration. Next, the resulting product is ground in a ball mill to a fineness corresponding to a residue of 12% on a sieve 02, or a specific surface of 6250 cm 2 / g, in the presence of a complex additive containing, wt.%: Superplasticizer C-3 - 38; water-repellent "Sofexil" - 58; alkaline runoff of caprolactam production - 0.8; antifoam - 0.03; water - 3.17; taken from the total mass of the mixture in an amount of 1%. The resulting material was analyzed using physical and mechanical methods, forming standard samples in accordance with the requirements of GOST 125-79 and 23789-79. The research results are shown in table 1.

Пример 2. Поступали, как в примере 1, далее к 200 г сухого порошка карбоната кальция добавляли 0,3 г сульфата магния, смесь перемешивали и к ней подавали 200 г концентрированной серной кислоты, как в примере 1. В реакционную массу распыляли с помощью эжектора нагретую до 80°С воду в количестве 12 г (3% от массы реагирующей смеси), далее нейтрализованную 0,25 г оксида магния смесь помещали в автоклав, нагревали и выдерживали при давлении 1,3 атм. Окончание перехода сульфата кальция в альфа-полугидрат, контролировали микроскопическим анализом по характеру формирующихся кристаллов. Далее полученное гипсовое вяжущее мололи в шаровой мельнице, как в примере 1, в присутствии комплексной добавки, содержащей, мас.%: суперпластификатор С-3 - 39; гидрофобизатор «Софэксил» - 48; щелочной сток производства капролактама - 0,8; пеногаситель - 0,05; воды - 12,15, взятой от общей массы смеси в количестве 1%. Далее, как в примере 1.Example 2. They acted as in example 1, then 0.3 g of magnesium sulfate was added to 200 g of dry calcium carbonate powder, the mixture was stirred and 200 g of concentrated sulfuric acid was fed to it, as in example 1. The reaction mixture was sprayed with an ejector water heated to 80 ° C in an amount of 12 g (3% by weight of the reacting mixture), then neutralized 0.25 g of magnesium oxide, the mixture was placed in an autoclave, heated and kept at a pressure of 1.3 atm. The end of the transition of calcium sulfate to alpha hemihydrate was monitored by microscopic analysis according to the nature of the crystals formed. Next, the obtained gypsum binder milled in a ball mill, as in example 1, in the presence of a complex additive containing, wt.%: Superplasticizer C-3 - 39; water-repellent "Sofexil" - 48; alkaline runoff of caprolactam production - 0.8; antifoam - 0.05; water - 12.15, taken from the total mass of the mixture in an amount of 1%. Further, as in example 1.

Пример 3. Поступали, как в примере 1, далее к 200 г сухого порошка карбоната кальция добавляли 0,2 г сульфата магния, смесь перемешивали и к ней при перемешивании подавали 200 г концентрированной серной кислоты, как в примере 1. В реакционную массу распыляли с помощью пульвилизатора нагретую до 75°С воду в количестве 16 г (4% от массы реагирующей смеси), далее нейтрализованную 0,2 г оксида магния смесь помещали в муфельную печь, в которой проводили нагрев материала при температуре 430°С (оптимальную температуру получения ангидрита определяли с помощью термографического анализа на дериватографе), выдерживая температуру до полной дегидратации гипса, далее полученный ангидрит мололи в шаровой мельнице, как в примере 1, в присутствии комплексной добавки, содержащей, мас.%: суперпластификатор С-3 -40; гидрофобизатор «Софэксил» -52; щелочной сток производства капролактама - 2,0; пеногаситель - 0,05; воды - 5,95, взятой от общей массы смеси в количестве 1%. Далее, как в примере 1.Example 3. They acted as in example 1, then 0.2 g of magnesium sulfate was added to 200 g of dry powder of calcium carbonate, the mixture was stirred and 200 g of concentrated sulfuric acid was added to it with stirring, as in example 1. The mixture was sprayed with using a pulvilizer, water heated to 75 ° C in an amount of 16 g (4% by weight of the reacting mixture), then neutralized 0.2 g of magnesium oxide, the mixture was placed in a muffle furnace in which the material was heated at a temperature of 430 ° C (the optimum temperature for obtaining anhydrite determined using t derivatographic analysis), maintaining the temperature until the gypsum is completely dehydrated, then the obtained anhydrite is ground in a ball mill, as in example 1, in the presence of a complex additive containing, wt.%: superplasticizer C-3 -40; water-repellent "Sofexil" -52; alkaline runoff of caprolactam production - 2.0; antifoam - 0.05; water - 5.95, taken from the total mass of the mixture in an amount of 1%. Further, as in example 1.

Пример 4. Поступали, как в примере 1, далее к 200 г сухого порошка карбоната кальция добавляли 0,2 г сульфата магния, смесь перемешивали и к ней подавали 200 г концентрированной серной кислоты, как в примере 1. В реакционную массу распыляли с помощью эжектора нагретую до 80°С воду в количестве 12 г (3% от массы реагирующей смеси), далее нейтрализованную 0,19 г оксида магния, смесь помещали в муфельную печь, в котором проводили нагрев материала при температуре 810°С (оптимальную температуру получения экстрих-гипса определяли с помощью термографического анализа на дериватографе), выдерживая температуру до полной дегидратации гипса, далее полученный эксирих-гипс мололи в шаровой мельнице, как в примере 1, в присутствии комплексной добавки, содержащей, мас.%: суперпластификатор С-3 -38,9; гидрофобизатор «Софэксил» -60; щелочной сток производства капролактама - 1,0; пеногаситель - 0,05; воды - 0,05, взятой от общей массы смеси в количестве 1%. Далее, как в примере 1.Example 4. They acted as in example 1, then 0.2 g of magnesium sulfate was added to 200 g of dry powder of calcium carbonate, the mixture was stirred and 200 g of concentrated sulfuric acid was fed to it, as in example 1. It was sprayed into the reaction mass using an ejector water heated to 80 ° C in an amount of 12 g (3% by weight of the reacting mixture), then neutralized with 0.19 g of magnesium oxide, the mixture was placed in a muffle furnace in which the material was heated at a temperature of 810 ° C (the optimum temperature for obtaining the ext gypsum was determined using thermographic analysis aliza on a derivatograph), withstanding the temperature until the gypsum is completely dehydrated, then the obtained exirich gypsum is ground in a ball mill, as in example 1, in the presence of a complex additive containing, wt.%: superplasticizer C-3 -38.9; water-repellent "Sofexil" -60; alkaline runoff of caprolactam production - 1.0; antifoam - 0.05; water - 0.05, taken from the total mass of the mixture in an amount of 1%. Further, as in example 1.

Результаты испытаний приведены в таблице.The test results are shown in the table.

Пример №Example No. Степень вскрытия сырья, %The degree of opening of raw materials,% Свойства получаемого гипсового вяжущегоProperties of the resulting gypsum binder Сроки схватывания начало конец минSetting time start end min Прочность: сж. изгиб, МПаStrength: compress. bending, MPa Водопоглощение, %Water absorption,% 1one 22 33 4four 55 66 1.one. 99,899.8 10,510.5 18,518.5 38,838.8 1,61,6 2.2. 99,899.8 12,012.0 20,020,0 49,949.9 2,02.0 3.3. 98,998.9 38,038,0 52,552,5 40,940.9 0,80.8 4.four. 98,898.8 42,042.0 60,060.0 25,825.8 0,20.2

Полученные результаты дают основания считать, что разработанный способ получения гипсового вяжущего из карбонатосодержащих отходов путем их разложения концентрированной кислотой имеет преимущества не только по лучшим технологическим показателям, но и по качеству получаемого вяжущего, а по экологическим показателям позволяет вовлечь в промышленный оборот и строительство многотоннажные кальцийсодержащие отходы и, что самое важное, позволяет использовать серную кислоту и утилизировать тепло от реакции разложения сырья серной кислотой.The results obtained suggest that the developed method for producing gypsum binder from carbonate-containing wastes by decomposing it with concentrated acid has advantages not only in terms of the best technological parameters, but also in the quality of the binder obtained, and in terms of environmental indicators, it allows involving large-tonnage calcium-containing wastes in industrial circulation and construction. and, most importantly, allows you to use sulfuric acid and utilize heat from the decomposition of raw sulfuric acid Oh.

Claims (1)

Способ получения гипсового вяжущего путем обработки сырья - карбоната или оксида кальция серной кислотой, дегидратации полученного гипса при нормальном давлении и температуре 120-140°С, или 400-500°С, или 800-900°С, или в автоклаве при давлении 1,3 атм, с последующим измельчением полученного продукта до остатка на сите 02 не более 12%, отличающийся тем, что указанное сырье предварительно смешивают с сульфатом магния при соотношении 500-1000:1 соответственно, указанную обработку осуществляют перемешиванием с концентрированной серной кислотой при соотношении 1:1, с распылением на реагирующую смесь воды, нагретой до температуры 70-80°С, в количестве 3-5% от массы реагирующей смеси, осуществляют выдержку до комнатной температуры, полученный продукт нейтрализуют оксидом магния, а измельчение осуществляют в присутствии комплексной добавки, содержащей, мас.%: суперпластификатор С-3 38-40, гидрофобизатор «Софексил» 48-60, щелочной сток производства капролактама 0,8-2,0, пеногаситель «Норка» 0,01-0,05, вода остальное, взятой в количестве 1% нейтрализованного продукта. A method of producing a gypsum binder by treating raw materials such as carbonate or calcium oxide with sulfuric acid, dehydrating the obtained gypsum at normal pressure and temperature of 120-140 ° C, or 400-500 ° C, or 800-900 ° C, or in an autoclave at a pressure of 1, 3 atm, followed by grinding the resulting product to a residue on a sieve of 02 no more than 12%, characterized in that the said raw materials are pre-mixed with magnesium sulfate at a ratio of 500-1000: 1, respectively, this treatment is carried out by mixing with concentrated sulfuric acid in the ratio 1: 1, spraying on a reacting mixture of water heated to a temperature of 70-80 ° C, in an amount of 3-5% by weight of the reacting mixture, hold to room temperature, the resulting product is neutralized with magnesium oxide, and grinding is carried out in the presence of complex additives containing, wt.%: superplasticizer C-3 38-40, hydrophobizing agent "Sofexil" 48-60, alkaline stock production of caprolactam 0.8-2.0, antifoam "Nork" 0.01-0.05, water the rest taken in the amount of 1% neutralized product.
RU2006144637/03A 2006-12-15 2006-12-15 Method for production of gypsum binding agent RU2351557C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006144637/03A RU2351557C2 (en) 2006-12-15 2006-12-15 Method for production of gypsum binding agent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006144637/03A RU2351557C2 (en) 2006-12-15 2006-12-15 Method for production of gypsum binding agent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006144637A RU2006144637A (en) 2008-06-20
RU2351557C2 true RU2351557C2 (en) 2009-04-10

Family

ID=41015162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006144637/03A RU2351557C2 (en) 2006-12-15 2006-12-15 Method for production of gypsum binding agent

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2351557C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2599398C2 (en) * 2012-03-30 2016-10-10 Юнайтед Стэйтс Джипсум Компани Method of modifying beta stucco with diethylene-triamine-pentaacetic acid
RU2806076C1 (en) * 2022-09-07 2023-10-25 Юрий Митрофанович Федорчук Method for manufacturing raw materials for obtaining man-made anhydrite binder

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОРДАШЕВСКИЙ П.Ф. и др. Производство гипсовых вяжущих из гипсосодержащих отходов. - М.: Стройиздат, 1987, с.104. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2599398C2 (en) * 2012-03-30 2016-10-10 Юнайтед Стэйтс Джипсум Компани Method of modifying beta stucco with diethylene-triamine-pentaacetic acid
RU2806076C1 (en) * 2022-09-07 2023-10-25 Юрий Митрофанович Федорчук Method for manufacturing raw materials for obtaining man-made anhydrite binder

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006144637A (en) 2008-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Transforming wood waste into water-resistant magnesia-phosphate cement particleboard modified by alumina and red mud
RU2458014C2 (en) Method of producing mixture of very low consistency alpha and beta gypsum plaster
US5015449A (en) Process for making construction grade calcium sulfate alpha-hemihydrate from moist finely divided gypsum obtained from a power plant flue gas desulfurization
CN101671133B (en) Modified low-alkalinity sulphoaluminate cement
EP2036869B1 (en) Methods for manufacturing a calcined gypsum and a gypsum board
EP3106445B2 (en) Method for the preparation of highly reactive cements
CN103693727B (en) Method for sewage neutralization and efficient cyclic utilization of waste residue
JP2014065659A (en) Cement-based solidification material using sludge dry powder and manufacturing method thereof
Gallardo et al. Synthesis and mechanical properties of a calcium sulphoaluminate cement made of industrial wastes
RU2351557C2 (en) Method for production of gypsum binding agent
Wang et al. Feasibility of low-carbon electrolytic manganese residue-based supplementary cementitious materials
JP2006026616A (en) Water clarifying material and manufacturing method of water clarifying material
DE2330728A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING A SYNTHETIC ANHYDRITE OF UNIFORM QUALITY AND WITH SPECIAL PROPERTIES
JP2013086030A (en) Method for treating dolomite sludge and soil improving material
RU2745771C1 (en) Method of producing a gypsum binder from wastes of metallurgical production
KR100568933B1 (en) Composition of Lightweight / Foamed Concrete and Method of Making Same
RU2472735C1 (en) Method of producing composite binder, composite binder for producing moulded autoclave hardening articles, moulded article
RU2655556C1 (en) Method of producing binder
Kostic-Pulek et al. TREATMENT OF GYPSUM AS A PRODUCT OF THE FLUE GAS DESULPHURISATION PROCESS
KR101112758B1 (en) Cement admixture composite and manufacturing method for the same
RU2784967C1 (en) Raw mixture for obtaining an active mineral additive for cement and method for its preparation
JPH08301639A (en) Solidification and materialization of fly ash powder with geopolymer
RU2371405C2 (en) Cement production method
RU2408549C1 (en) Method of producing gypsum binder
RU2740063C1 (en) Method of processing spent sulphuric acid etching solutions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090131

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101216