RU2403220C1

RU2403220C1 - Clay-phosphate material

Info

Publication number: RU2403220C1
Application number: RU2009125908/03A
Authority: RU
Inventors: Лариса Борисовна Сватовская (RU); Лариса Борисовна Сватовская; Марина Николаевна Латутова (RU); Марина Николаевна Латутова; Елена Игоревна Макарова (RU); Елена Игоревна Макарова; Андрей Александрович Кондрашов (RU); Андрей Александрович Кондрашов; Петр Даниилович Кондратьев (RU); Петр Даниилович Кондратьев
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2010-11-10

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention pertains to construction materials. The clay-phosphate material which contains blue Cambrian clay, iron-bearing wastes from metallurgical production based on iron (II) oxide with 5-7% residual on sieve No.008 and orthophosphoric acid with density of 1.30 g/cm3, also contains wastes from water treatment, treatment of waste water - spent sulphonated carbon with 5-7% residual on sieve No.008, having the following composition, wt %: C - 45.24; Na2SO4 - 13.0; Fe2O3 - 0.44; Al2O3 -1.43; MgO - 0.15; CaO - 0.29; SiO2 - 4.13; H2O - 35.0; suspended substances - 0.32, with the following ratio of components, wt %: blue Cambrian clay 58-59, said iron-bearing wastes 12-13, said sulphated carbon 11-12, orthophosphoric acid with density of 1.30 g/cm3 - the rest. ^ EFFECT: higher frost-resistance of the material. ^ 1 tbl

Description

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве строительных блоков.The invention relates to the field of building materials and can be used in the manufacture of building blocks.

Известны глинофосфатные материалы на основе глин, суглинков, фосфорной кислоты и добавок - оксидов d-металлов. (Сватовская Л.Б., Смирнова Т.В., Латутова М.Н. и др. Вяжущие и безобжиговые материалы на основе природных алюмосиликатов. - Л.: Стройиздат, журнал «Цемент» №11, 1989. С.7-8). Процесс получения материалов на основе природного высокодисперсного продукта, представленного глинистыми минералами, может проходить по схеме кислотных реакций - на кислотных и активных центрах этих минералов. Этот процесс может быть катализирован веществами, действующими по принципу окислительно-восстановительных катализаторов. В качестве активирующих добавок можно использовать техногенные продукты, содержащие d^6-10 элементы, а также железосодержащие продукты.Known clay phosphate materials based on clay, loam, phosphoric acid and additives - oxides of d-metals. (Svatovskaya L.B., Smirnova T.V., Latutova M.N. et al. Cementing and non-baking materials based on natural aluminosilicates. - L.: Stroyizdat, Cement magazine No. 11, 1989. P.7-8 ) The process of obtaining materials based on a natural highly dispersed product represented by clay minerals can take place according to the scheme of acid reactions - on the acid and active centers of these minerals. This process can be catalyzed by substances acting on the principle of redox catalysts. As activating additives, you can use technogenic products containing d ^6-10 elements, as well as iron-containing products.

Указанные известные глинофосфатные материалы, выбранные за аналоги, твердеют на воздухе и являются водостойкими.These known aluminophosphate materials selected as analogues harden in air and are water resistant.

Недостатком этих материалов является низкая морозостойкость из-за образования значительного количества растворимых гидрофосфатов алюминия.The disadvantage of these materials is low frost resistance due to the formation of a significant amount of soluble aluminum hydrogen phosphates.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является выбранный в качестве прототипа глинофосфатный материал следующего состава, мас.%: голубая кембрийская глина - 56…57; железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5-7% - 9…11; мартеновская пыль с остатком на сите №008 2-5% - 15…16 и ортофосфорная кислота плотностью 1,24-1,25 г/см³ - остальное. (Патент RU №2232147, C04B 28/34, 10.07.2004).Closest to the technical nature of the claimed technical solution is selected as a prototype clay phosphate material of the following composition, wt.%: Blue Cambrian clay - 56 ... 57; iron-containing waste of metallurgical production with a sieve residue No. 008 of 5-7% - 9 ... 11; open-hearth dust with a residue on sieve No. 008 of 2-5% - 15 ... 16 and phosphoric acid with a density of 1.24-1.25 g / cm ³ - the rest. (Patent RU No. 2232147, C04B 28/34, 07/10/2004).

Недостатком этого материала является низкая морозостойкость полученных фосфатных материалов.The disadvantage of this material is the low frost resistance of the obtained phosphate materials.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении морозостойкости глинофосфатного материала.The problem to which the invention is directed, is to increase the frost resistance of aluminophosphate material.

Технический результат достигается тем, что глинофосфатный материал, содержащий глину кембрийскую голубую, железосодержащий отход металлургического производства на основе оксида Fe(II) с остатком на сите №008 5…7% и ортофосфорную кислоту плотностью 1,30 г/см³, дополнительно содержит отходы от водоподготовки, обработки сточных вод и использования воды - сульфоуголь отработанный с остатком на сите №008 5…7%, следующего состава, мас.%: C - 45,24; Na₂SO₄ - 13,0; Fe₂O₃ - 0,44; Al₂O₃ - 1,43; MgO - 0,15; CaO - 0,29; SiO₂ - 4,13; H₂O - 35,0; взвешенные вещества - 0,32, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that the clay-phosphate material containing Cambrian blue clay, iron-containing waste of metallurgical production based on Fe (II) oxide with a residue on sieve No. 008 5 ... 7% and phosphoric acid with a density of 1.30 g / cm ³ additionally contains waste from water treatment, wastewater treatment and water use - sulfonated coal with a residue on sieve No. 008 5 ... 7%, of the following composition, wt.%: C - 45.24; Na ₂ SO ₄ - 13.0; Fe ₂ O ₃ 0.44; Al ₂ O ₃ - 1.43; MgO - 0.15; CaO 0.29; SiO ₂ - 4.13; H ₂ O - 35.0; suspended solids - 0.32, with the following ratios of components, wt.%:

Глина кембрийская голубаяClay Cambrian Blue 58…5958 ... 59 Указанный железосодержащий отходSpecified Iron Waste металлургического производстваmetallurgical production 12…1312 ... 13 Указанный сульфоуголь отработанныйThe specified sulfonated coal spent 11…1211 ... 12 Ортофосфорная кислота,Orthophosphoric acid, плотность 1,30 г/см³ density 1.30 g / cm ³ остальноеrest

Новым, по сравнению с прототипом, является использование отходов от водоподготовки, обработки сточных вод и использования воды - сульфоугля отработанного с остатком на сите №008 5…7% взамен мартеновской пыли, что приводит к образованию труднорастворимых основных фосфатов алюминия, способствующих повышению морозостойкости материала.New, compared with the prototype, is the use of waste from water treatment, wastewater treatment and the use of water - sulfonated coal with a residue on sieve No. 008 of 5 ... 7% instead of open-hearth dust, which leads to the formation of insoluble basic aluminum phosphates, which increase the frost resistance of the material.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯEXAMPLE OF SPECIFIC PERFORMANCE

Смесь, состоящую из глины кембрийской голубой, железосодержащего отхода металлургического производства, представляющего собой оксиды железа (II) с остатком на сите №008 5…7% и отхода от водоподготовки, обработки сточных вод и использования воды - сульфоугля отработанного с остатком на сите №008 5…7%, перемешивают и затворяют ортофосфорной кислотой плотностью 1,30 г/см³. Используют следующие материалы: глину кембрийскую голубую полукислую, средней пластичности, насыпной плотности - 1450 кг/м³; железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5…7% следующего основного состава, мас.%: FeO - 96, CuO - 0,1 Al₂O₃ - 0,4, Mo₃O₄ - 0,1, NiO - 0,2, SiO₂ - 2,0, CrО₃ - 0,3, C - 0,3; ортофосфорную кислоту (ГОСТ 65-52-80), отходы от водоподготовки, обработки сточных вод и использования воды - сульфоуголь отработанный с остатком на сите №008 5…7% следующего состава, мас.%: C - 45,24; Na₂SO₄ - 13,0; Fe₂O₃ - 0,44; Al₂O₃ - 1,43; MgO - 0,15; CaO - 0,29; SiO₂ - 4,13; H₂O - 35,0; взвешенные вещества - 0,32. Использование отходов от водоподготовки, обработки сточных вод и использования воды - сульфоугля отработанного с остатком на сите №008 5…7%, позволяет получить после затвердевания на воздухе морозостойкий материал, который можно использовать в строительстве. Морозостойкость определялась по ГОСТ 7025-91.A mixture consisting of Cambrian blue clay, iron-containing waste of metallurgical production, which is iron (II) oxides with a residue on sieve No. 008 5 ... 7% and waste from water treatment, wastewater treatment and use of water - sulfonated coal with a residue on sieve No. 008 5 ... 7%, mix and shut with phosphoric acid with a density of 1.30 g / cm ³ . The following materials are used: Cambrian blue semi-acid clay, medium ductility, bulk density - 1450 kg / m ³ ; iron-containing waste of metallurgical production with a sieve residue No. 008 5 ... 7% of the following basic composition, wt.%: FeO - 96, CuO - 0.1 Al ₂ O ₃ - 0.4, Mo ₃ O ₄ - 0.1, NiO - 0.2, SiO ₂ - 2.0, CrO ₃ - 0.3, C - 0.3; phosphoric acid (GOST 65-52-80), waste from water treatment, wastewater treatment and water use - sulfonated coal with a residue on sieve No. 008 5 ... 7% of the following composition, wt.%: C - 45.24; Na ₂ SO ₄ - 13.0; Fe ₂ O ₃ 0.44; Al ₂ O ₃ - 1.43; MgO - 0.15; CaO 0.29; SiO ₂ - 4.13; H ₂ O - 35.0; suspended solids - 0.32. The use of waste from water treatment, wastewater treatment and the use of water - sulfonated coal with a residue on sieve No. 008 5 ... 7%, allows to obtain a frost-resistant material after solidification in air, which can be used in construction. Frost resistance was determined according to GOST 7025-91.

Примеры составов и результаты испытаний представлены в таблице.Examples of compositions and test results are presented in the table.

Анализ таблицы показывает, что использование отходов от водоподготовки, обработки сточных вод и использования воды - сульфоугля отработанного с остатком на сите №008 5…7% - вместо мартеновской пыли позволяет повысить морозостойкость материала.Analysis of the table shows that the use of waste from water treatment, wastewater treatment and the use of water - sulfonated coal with a residue on sieve No. 008 of 5 ... 7% - instead of open-hearth dust makes it possible to increase the frost resistance of the material.

Номер п.п.Number p.p. Состав, мас.%Composition, wt.% Ортофосфорная кислота, плотность 1,30 г/см³ Phosphoric acid, density 1.30 g / cm ³ Прочность после замораживания, МПа, циклыStrength after freezing, MPa, cycles Глина кембрийскаяCambrian clay Железосодержащий отходIron waste Сульфоуголь отработанныйSulfonated coal 1010 30thirty 1one 22 33 4four 55 66 77 1one 7070 1313 -- Остальное - 17The rest is 17 -- -- 22 5858 1313 11eleven Остальное - 18The rest is 18 8,58.5 12,512.5 33 5959 1212 1212 Остальное - 17The rest is 17 8,08.0 11,511.5 4four 6060 11eleven 1010 Остальное - 19The rest is 19 4,54,5 6,56.5 55 5757 14fourteen 1313 Остальное - 16The rest is 16 6,06.0 9,59.5

Claims

A clay-phosphate material containing blue Cambrian clay, iron-containing waste of metallurgical production based on Fe (II) oxide with a sieve residue No. 008 of 5-7% and phosphoric acid with a density of 1.30 g / cm ³ , characterized in that it additionally contains waste from water treatment Wastewater treatment - sulfonated coal with a sieve residue No. 008 of 5-7%, of the following composition, wt.%: С - 45.24; Na ₂ SO ₄ - 13.0; Fe ₂ O ₃ - 0.44; Al ₂ O ₃ - 1.43; MgO - 0.15; CaO 0.29; SiO ₂ - 4.13; H ₂ O - 35.0; suspended solids - 0.32, with the following ratios of components, wt.%:
Clay blue cambrian 58-59 Specified Iron Waste 12-13 The specified sulfonated coal spent 11-12 Phosphoric acid with a density of 1.30 g / cm ³ rest