RU2456250C2 - Method of producing magnesia cement and method of producing magnesia cement sealer - Google Patents
Method of producing magnesia cement and method of producing magnesia cement sealer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2456250C2 RU2456250C2 RU2010118951/03A RU2010118951A RU2456250C2 RU 2456250 C2 RU2456250 C2 RU 2456250C2 RU 2010118951/03 A RU2010118951/03 A RU 2010118951/03A RU 2010118951 A RU2010118951 A RU 2010118951A RU 2456250 C2 RU2456250 C2 RU 2456250C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- dolomite
- heat treatment
- producing
- crushed
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемые технические решения относятся к технологиям производства магнезиальных вяжущих веществ, затворителей магнезиальных вяжущих из доломита и могут быть использованы в промышленности строительных материалов.The proposed technical solutions relate to technologies for the production of magnesian binders, magnifier binders from dolomite and can be used in the construction materials industry.
Известен способ переработки доломита, включающий термообработку при 950-1100°С, выщелачивание из продукта термообработки при 0-100°С окиси кальция водным раствором, содержащим одно или несколько азотсодержащих соединений (моноэтаноламин, диэтаноламин, пиперидин или этилендиамин) и соли этих соединений с соляной, азотной, муравьиной и уксусной кислотами, а нерастворимый осадок, содержащий оксид магния с примесью оксида кальция до 7,7%, отделяют от маточного раствора, промывают и сушат. Маточный раствор регенерируют, обрабатывают диоксидом углерода при рН 7-12 и отделяют выпавший в осадок карбонат кальция. Оставшийся после отделения осадка раствор рециркулируют на стадию выщелачивания (а.с. СССР №1599304, C01F 5/06, 1990 г. [1]).A known method of processing dolomite, including heat treatment at 950-1100 ° C, leaching of calcium oxide from an heat treatment product at 0-100 ° C with an aqueous solution containing one or more nitrogen-containing compounds (monoethanolamine, diethanolamine, piperidine or ethylenediamine) and salts of these compounds with hydrochloric acid , nitric, formic and acetic acids, and an insoluble precipitate containing magnesium oxide mixed with calcium oxide to 7.7% is separated from the mother liquor, washed and dried. The mother liquor is regenerated, treated with carbon dioxide at pH 7-12 and the precipitated calcium carbonate is separated. The solution remaining after separation of the precipitate is recycled to the leaching stage (AS USSR No. 1599304, C01F 5/06, 1990 [1]).
Данный способ является достаточно сложным технологически, энергоемким, требует применения ценных и дефицитных реагентов.This method is quite complex technologically, energy-intensive, requires the use of valuable and scarce reagents.
Известен способ получения вяжущего из дробленого доломитового сырья, включающий термообработку и последующий помол, в котором термообработку осуществляют в 2 стадии, 1-я стадия путем нагрева его до 450-550°С в течение 20-100 минут, 2-я стадия с последующим нагревом до температуры 600-720°С в течение 5-25 минут (патент РФ №2063937, С04В 9/00, 1996 г. [2]). Может быть использовано доломитовое сырье фракции 5-25 мм с содержанием оксида магния более 20%, термообработка на 1-й стадии может быть осуществлена в реакторе кипящего слоя, а на 2-й стадии - во вращающейся печи.A known method of producing a binder from crushed dolomite raw materials, including heat treatment and subsequent grinding, in which heat treatment is carried out in 2 stages, stage 1 by heating it to 450-550 ° C for 20-100 minutes, stage 2 followed by heating to a temperature of 600-720 ° C for 5-25 minutes (RF patent No. 2063937, С04В 9/00, 1996 [2]). Dolomite raw materials of a fraction of 5-25 mm with a magnesium oxide content of more than 20% can be used, heat treatment in the 1st stage can be carried out in a fluidized bed reactor, and in the 2nd stage in a rotary kiln.
Основной недостаток известного решения - значительное содержание в обработанном материале свободного оксида кальция (более 3%), что снижает качество вяжущего, увеличивает расход затворителя за счет взаимодействия солевого затворителя и оксида кальция, приводит к снижению прочности изделий, к появлению высолов на поверхности.The main disadvantage of the known solution is the significant content of free calcium oxide in the processed material (more than 3%), which reduces the quality of the binder, increases the consumption of the curing agent due to the interaction of the salt curing agent and calcium oxide, leads to a decrease in the strength of the products, to the appearance of efflorescences on the surface.
Известен способ обжига доломита при получении цемента с одновременным помолом в аэромобильной мельнице с вертикальной обжиговой шахтой, в котором для достижения необходимой для диссоциации доломита температуры 650-750°С в вертикальную обжиговую шахту вблизи места ее соединения с корпусом мельницы вводят газы с температурой 850-900°С (а.с. СССР №156881, С04С, 1963 г. [3]).A known method of firing dolomite in cement production with simultaneous grinding in an airmobile mill with a vertical firing shaft, in which gases with a temperature of 850-900 are introduced into a vertical firing shaft near the junction with the mill body to achieve the temperature necessary for dissociation of dolomite ° С (USSR AS No. 156881, С04С, 1963 [3]).
Недостатки известного решения: необходимость использования сложного и энергетически емкого оборудования, сложность регулирования температуры и времени обработки материала, температуры обработки 650-750°С не обеспечивают достаточной степени термического разложения карбоната магния и высокого выхода оксида магния.The disadvantages of the known solution: the need to use complex and energy-intensive equipment, the difficulty of controlling the temperature and processing time of the material, processing temperatures of 650-750 ° C do not provide a sufficient degree of thermal decomposition of magnesium carbonate and a high yield of magnesium oxide.
Данное решение по технической сущности, наличию сходных признаков выбрано в качестве ближайшего аналога для предлагаемого способа получения магнезиального вяжущего.This decision on the technical nature, the presence of similar characteristics is selected as the closest analogue to the proposed method for producing magnesia binder.
Известен способ получения магнезии путем осаждения ее из раствора сульфата или хлорида магния карбонатами щелочных металлов, в котором для осаждения применяют сульфаты и хлориды магния, полученные путем обработки магнезита или доломита смесью серной и соляной кислот, получающихся при гидролизе хлористого сульфурила (а.с. СССР №76221, 12 m, 3, 1949 г. [4]). Данная технология включает загрузку в емкость дробленого магнезита или доломита и воды, тщательное перемешивание до образования пульпы. В образовавшуюся пульпу вводят хлористый сульфурил, который реагирует с водой:A known method of producing magnesia by precipitating it from a solution of magnesium sulfate or magnesium chloride with alkali metal carbonates, in which magnesium sulfates and magnesium chlorides obtained by treating magnesite or dolomite with a mixture of sulfuric and hydrochloric acids obtained by hydrolysis of sulfuryl chloride (USSR AS) are used for precipitation No. 76221, 12 m, 3, 1949 [4]). This technology includes loading crushed magnesite or dolomite and water into the tank, thoroughly mixing until pulp is formed. Sulfuryl chloride is introduced into the resulting pulp, which reacts with water:
SO2Cl2+2Н2O=Н2SO4+2НСl (1) с образованием серной и соляной кислот, которые взаимодействуют с карбонатсодержащим магниевым сырьем с образованием солей магния, в том числе хлорида магния.SO 2 Cl 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 + 2НСl (1) with the formation of sulfuric and hydrochloric acids, which interact with carbonate-containing magnesium raw materials with the formation of magnesium salts, including magnesium chloride.
Недостаток известного решения - необходимость использования дефицитного реагента, необходимость утилизации побочных продуктов реакций.A disadvantage of the known solution is the need to use a scarce reagent, the need for disposal of reaction by-products.
Известен способ обработки доломита кислотой с отделением раствора солей магния, в котором обработку природного доломита осуществляют серной кислотой или смесью серной и соляной кислот в молярном соотношении 1:2, с последующей обработкой и использованием продуктов реакции (патент РФ №2198842, C01F 5/02, 1996 г. [5]).A known method of treating dolomite with an acid to separate a solution of magnesium salts, in which the processing of natural dolomite is carried out with sulfuric acid or a mixture of sulfuric and hydrochloric acids in a molar ratio of 1: 2, followed by processing and use of reaction products (RF patent No. 2198842, C01F 5/02, 1996 [5]).
Данное решение по технической сущности, наличию сходных признаков выбрано в качестве ближайшего аналога для предлагаемого способа получения затворителя магнезиального вяжущего.This decision on the technical nature, the presence of similar characteristics is selected as the closest analogue for the proposed method for producing a magnesia binder.
Недостаток известного решения - недостаточно высокое извлечение хлорида магния, необходимость утилизации продуктов реакций.A disadvantage of the known solution is the insufficiently high extraction of magnesium chloride, the need for disposal of reaction products.
Задачей предлагаемых технических решений является повышение технико-экономических показателей переработки доломита и повышение качества получаемых продуктов переработки.The objective of the proposed technical solutions is to increase the technical and economic indicators of the processing of dolomite and to improve the quality of the resulting products.
Техническими результатами являются снижение энергетических затрат на переработку, снижение содержания оксида кальция в вяжущем и снижение содержания хлорида кальция в затворителе, упрощение технологических схем, комплексная переработка доломитового сырья.The technical results are a reduction in energy costs for processing, a decrease in the content of calcium oxide in the binder and a decrease in the content of calcium chloride in the grinder, simplification of technological schemes, and complex processing of dolomite raw materials.
Технические результаты достигаются тем, что в способе получения магнезиального вяжущего, включающем дробление и термическую обработку доломитового сырья, измельчают доломитовый щебень до крупности не более 0,5 мм, термообработку измельченного материала проводят при температуре 850-900°С, при непрерывном перемешивании, в течение 0,05-0,20 часа. При этом, предпочтительно, термообработку фракции измельченного материала 0,1-0,5 мм ведут в течение 0,05-0,08 часа, а термообработку фракции измельченного материала менее 0,1 мм ведут в течение 0,13-0,20 часа.Technical results are achieved by the fact that in the method for producing magnesian binder, including crushing and heat treatment of dolomite raw materials, crushed dolomite crushed stone to a particle size of not more than 0.5 mm, heat treatment of the crushed material is carried out at a temperature of 850-900 ° C, with continuous stirring, for 0.05-0.20 hours. In this case, it is preferable that the heat treatment of the fraction of ground material 0.1-0.5 mm is carried out for 0.05-0.08 hours, and the heat treatment of the fraction of ground material less than 0.1 mm is carried out for 0.13-0.20 hours .
Технические результаты также достигаются тем, что в способе получения затворителя магнезиального вяжущего, включающем обработку доломита кислотой и отделение раствора соли магния, доломитовый щебень обрабатывают раствором соляной кислоты концентрацией 60-70% с получением раствора солей концентрацией не менее 1,35 кг/л, осуществляют выдержку раствора при температуре не менее 30°С, разделяют раствор и целевой продукт в виде хлорида магния. При этом, предпочтительно, используют «абгазную» соляную кислоту - отход при производстве эпихлоргидрина, а раствор после выдержки используют в качестве антигололедной жидкости.Technical results are also achieved by the fact that in the method for producing a magnesia binder coater, including treating dolomite with acid and separating a solution of magnesium salt, crushed dolomite is treated with a 60-70% hydrochloric acid solution to produce a salt solution with a concentration of at least 1.35 kg / l, and extracting the solution at a temperature of at least 30 ° C, separate the solution and the target product in the form of magnesium chloride. In this case, it is preferable to use “abhase” hydrochloric acid - waste in the production of epichlorohydrin, and the solution after exposure is used as anti-icing liquid.
Сравнение предлагаемого способа получения магнезиального вяжущего с решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, показывает следующее.A comparison of the proposed method for producing a magnesian binder with a solution selected as the closest analogue shows the following.
Предлагаемый способ получения вяжущего и способ получения вяжущего по ближайшему аналогу характеризуются сходными признаками:The proposed method for producing a binder and a method for producing a binder according to the closest analogue are characterized by similar features:
- использование в качестве сырьевого материала дробленого доломита;- the use of crushed dolomite as a raw material;
- термическая обработка измельченного доломитового сырья.- heat treatment of crushed dolomite raw materials.
Предлагаемый способ получения вяжущего также характеризуется признаками, отличными от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу:The proposed method for producing a binder is also characterized by signs that are different from the signs characterizing the solution for the closest analogue:
- измельчают доломитовый щебень до крупности не более 0,5 мм;- crushed dolomite crushed stone to a particle size of not more than 0.5 mm;
- термообработку измельченного материала проводят при температуре 850-900°С;- heat treatment of the crushed material is carried out at a temperature of 850-900 ° C;
- термообработку измельченного материала проводят при непрерывном перемешивании;- heat treatment of the crushed material is carried out with continuous stirring;
- термообработку измельченного материала проводят в течение 0,05-0,20 часа.- heat treatment of the crushed material is carried out within 0.05-0.20 hours.
Кроме того, предпочтительно, термообработку фракции измельченного материала 0,1-0,5 мм ведут в течение 0,05-0,08 часа, а термообработку фракции измельченного материала менее 0,1 мм ведут в течение 0,13-0,20 часа.In addition, it is preferable that the heat treatment of the fraction of crushed material of 0.1-0.5 mm is carried out for 0.05-0.08 hours, and the heat treatment of the fraction of crushed material of less than 0.1 mm is carried out for 0.13-0.20 hours .
Наличие в предлагаемом решении признаков, отличных от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу, позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности изобретения «новизна».The presence in the proposed solution of signs other than those characterizing the solution according to the closest analogue allows us to conclude that it meets the condition of patentability of the invention of “novelty”.
Сравнение предлагаемого способа получения затворителя магнезиального вяжущего с решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, показывает следующее.Comparison of the proposed method for producing a magnesia binder coater with a solution selected as the closest analogue shows the following.
Предлагаемый способ получения затворителя магнезиального вяжущего и решение по ближайшему аналогу характеризуются сходными признаками:The proposed method for producing a magnesia binder filler and the solution for the closest analogue are characterized by similar signs:
- использование в качестве сырьевого материала дробленого доломита;- the use of crushed dolomite as a raw material;
- обработка доломита кислотой;- treatment of dolomite with acid;
- отделение раствора соли магния.- separation of a solution of magnesium salt.
Предлагаемый способ получения затворителя магнезиального вяжущего также характеризуется признаками, отличными от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу:The proposed method for producing a magnesia binder filler is also characterized by features that are different from the features characterizing the solution according to the closest analogue:
- доломитовый щебень обрабатывают раствором соляной кислоты концентрацией 60-70%;- dolomite crushed stone is treated with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 60-70%;
- обработку доломита соляной кислотой ведут с получением раствора солей концентрацией не менее 1,35 кг/л;- treatment of dolomite with hydrochloric acid is carried out to obtain a solution of salts with a concentration of at least 1.35 kg / l;
- осуществляют выдержку раствора, полученного после обработки доломита соляной кислотой, при температуре не менее 30°С.- carry out the exposure of the solution obtained after processing the dolomite with hydrochloric acid at a temperature of at least 30 ° C.
Наличие в предлагаемом решении признаков, отличных от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа получения затворителя магнезиального вяжущего условию патентоспособности изобретения «новизна».The presence in the proposed solution of signs that are different from the signs characterizing the solution according to the closest analogue allows us to conclude that the proposed method for producing a magnesia binder is a condition for patentability of the invention of “novelty”.
Техническая сущность предлагаемых решений заключается в следующем.The technical essence of the proposed solutions is as follows.
Предлагаемые технические решения объединены единым изобретательским замыслом и направлены на комплексную переработку доломитового сырья, расширение сырьевой базы производства цемента и промышленности строительных материалов. Предлагаемые решения могут быть использованы как в единой комплексной технологической линии переработки доломитового сырья, так и отдельно, в зависимости от технологических и технико-экономических потребностей.The proposed technical solutions are united by a single inventive concept and are aimed at the integrated processing of dolomite raw materials, expanding the raw material base of cement production and the building materials industry. The proposed solutions can be used both in a single integrated technological line for processing dolomite raw materials, and separately, depending on technological and technical and economic needs.
В предлагаемом способе получения магнезиального вяжущего измельчают доломитовый щебень до крупности не более 0,5 мм, что значительно увеличивает площадь поверхности материала, «раскрывает» материал. Термообработку измельченного материала проводят при температуре 850-900°С, при непрерывном перемешивании, в течение 0,05-0,20 часа. Значительное повышение поверхности при измельчении способствует эффективности термохимического разложения карбоната магния.In the proposed method for producing magnesian binder, dolomite crushed stone is crushed to a particle size of not more than 0.5 mm, which significantly increases the surface area of the material, “opens” the material. The heat treatment of the crushed material is carried out at a temperature of 850-900 ° C, with continuous stirring, for 0.05-0.20 hours. A significant increase in surface during grinding contributes to the efficiency of the thermochemical decomposition of magnesium carbonate.
Проведение термообработки при температуре менее 850°С не обеспечивает полноты разложения карбоната магния, содержащегося в доломите, до оксида, что снижает производительность процесса, не обеспечивает получение качественного продукта. При температуре более 900°С повышается содержание оксида кальция более 3%, что снижает качество получаемого материала - резкое снижение прочности изделий, изготовленных из данного материала. Время термообработки зависит от минералогического состава материала, крупности, температуры обработки.Carrying out heat treatment at a temperature of less than 850 ° C does not ensure the complete decomposition of magnesium carbonate contained in dolomite to oxide, which reduces the productivity of the process, does not provide a high-quality product. At temperatures above 900 ° C, the content of calcium oxide increases by more than 3%, which reduces the quality of the material obtained - a sharp decrease in the strength of products made from this material. The heat treatment time depends on the mineralogical composition of the material, size, processing temperature.
В предлагаемом решении возможен вариант дифференцированной термообработки измельченного доломитового сырья. При этом, предпочтительно, термообработку фракции измельченного материала 0,1-0,5 мм ведут в течение 0,05-0,08 часа, а термообработку фракции измельченного материала менее 0,1 мм ведут в течение 0,13-0,20 часа.In the proposed solution, a variant of differentiated heat treatment of crushed dolomite raw materials is possible. In this case, it is preferable that the heat treatment of the fraction of ground material 0.1-0.5 mm is carried out for 0.05-0.08 hours, and the heat treatment of the fraction of ground material less than 0.1 mm is carried out for 0.13-0.20 hours .
Времени обработки менее 0,05 часа, даже при поддержании максимальной температуры - 900°С, недостаточно для полного разложения карбоната магния. Термообработка в течение более 0,20 часа нецелесообразна, так как качество обработанного материала снижается вследствие образования оксида кальция, возрастают энергетические затраты на термообработку.A treatment time of less than 0.05 hours, even while maintaining a maximum temperature of 900 ° C, is not enough to completely decompose magnesium carbonate. Heat treatment for more than 0.20 hours is impractical, since the quality of the processed material is reduced due to the formation of calcium oxide, the energy costs of heat treatment increase.
Непрерывное перемешивание материала при термообработке обеспечивает более полное протекание процесса, снижение энергетических затрат за счет сокращения времени обработки материала. Перемешивание и перемещение материала внутри печи может быть осуществлено, например, шнеком, установленным внутри нагревательного устройства. Непрерывное перемешивание способствует эффективной термической проработке всего объема материала.Continuous mixing of the material during heat treatment provides a more complete flow of the process, reducing energy costs by reducing the processing time of the material. Mixing and movement of the material inside the furnace can be carried out, for example, by a screw installed inside the heating device. Continuous mixing contributes to the efficient heat treatment of the entire volume of material.
В предлагаемом способе получения затворителя магнезиального вяжущего доломитовый щебень обрабатывают раствором соляной кислоты концентрацией 60-70% с получением раствора солей концентрацией не менее 1,35 кг/л, осуществляют выдержку раствора при температуре не менее 30°С, разделяют раствор и целевой продукт в виде хлорида магния. В предлагаемом решении используется механизм химического разложения карбонатов магния и кальция, содержащихся в доломите, при взаимодействии с раствором соляной кислоты с образованием хлорида магния, который широко используется в качестве затворителя (в виде раствора или в виде твердого вещества). Образующийся в процессе хлорид кальция также может найти применение, например в качестве антигололедной жидкости.In the proposed method for producing a magnesia binder grinder, dolomite crushed stone is treated with hydrochloric acid at a concentration of 60-70% to obtain a salt solution with a concentration of at least 1.35 kg / l, the solution is kept at a temperature of at least 30 ° C, the solution and the target product are separated in the form magnesium chloride. The proposed solution uses the mechanism of chemical decomposition of magnesium and calcium carbonates contained in dolomite when interacting with a solution of hydrochloric acid to form magnesium chloride, which is widely used as a grinder (in the form of a solution or as a solid). Calcium chloride formed in the process can also be used, for example, as an anti-icing liquid.
Обработку доломитового щебня ведут раствором соляной кислоты концентрацией 60-70% с получением раствора солей концентрацией не менее 1,35 кг/л. Данной концентрации кислоты достаточно для получения солевого раствора. При использовании соляной кислоты концентрацией менее 60% увеличивается время получения раствора, снижается производительность обработки. Использование соляной кислоты концентрацией более 70% нецелесообразно, так как возрастает себестоимость целевого продукта, возникает необходимость использования оборудования с повышенной антикислотной защитой. Кроме того, в предлагаемой технологии, предпочтительно, используют «абгазную» соляную кислоту - отход при производстве эпихлоргидрина, имеющую данную концентрацию.Dolomite crushed stone is treated with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 60-70% to obtain a salt solution with a concentration of at least 1.35 kg / l. This acid concentration is sufficient to produce saline. When using hydrochloric acid with a concentration of less than 60%, the time to obtain a solution increases, and processing productivity decreases. The use of hydrochloric acid with a concentration of more than 70% is impractical, since the cost of the target product is increasing, there is a need to use equipment with increased antacid protection. In addition, in the proposed technology, it is preferable to use “abhase” hydrochloric acid - waste in the production of epichlorohydrin having a given concentration.
Получение солевого раствора с концентрацией не менее 1,35 кг/л и выдержка раствора при температуре не менее 30°С - необходимые и достаточные условия для реализации технологии с использованием обогащения раствора по хлориду магния, во-первых, за счет разной растворимости хлоридов магния и кальция в воде, во-вторых, за счет различных параметров кристаллизации этих солей. Разделение солевых продуктов декантацией, при указанных условиях, позволяет получить целевой продукт - хлорид магния в виде раствора, при необходимости, дополнительной обработкой в сухом виде. Раствор хлорида кальция, сливаемый в отдельную емкость может найти применение, например, в качестве антигололедной жидкости. Оставшийся в кристаллах хлорид магния разбавляют водой до требуемой концентрации и используют в дальнейшем в качестве «затворяющего» раствора.Obtaining a saline solution with a concentration of at least 1.35 kg / l and holding the solution at a temperature of at least 30 ° C are necessary and sufficient conditions for the implementation of the technology using solution enrichment in magnesium chloride, firstly, due to the different solubility of magnesium chlorides and calcium in water, secondly, due to various crystallization parameters of these salts. Separation of salt products by decantation, under these conditions, allows to obtain the target product - magnesium chloride in the form of a solution, if necessary, additional processing in dry form. A solution of calcium chloride, poured into a separate container may find application, for example, as anti-icing liquid. The magnesium chloride remaining in the crystals is diluted with water to the desired concentration and is used hereinafter as a “shutter” solution.
Таким образом, предлагаемые технологии переработки доломитового сырья позволяют осуществлять его комплексную переработку с незначительными энергетическими затратами, с возможностью использования некондиционного сырья и отходов других производств, что обеспечивает получение продукции с невысокой себестоимостью, с высокой технико-экономической эффективностью процессов.Thus, the proposed processing technologies for dolomite raw materials allow its complex processing with low energy costs, with the possibility of using substandard raw materials and waste from other industries, which ensures the production of products with low cost, with high technical and economic efficiency of the processes.
Сравнительный анализ предлагаемого способа получения магнезиального вяжущего с другими известными решениями в данной области выявил следующее.A comparative analysis of the proposed method for producing magnesia binder with other known solutions in this field revealed the following.
Известен способ получения каустического доломита, включающий 2-стадийную термообработку дробленого доломитового сырья нагреванием его сначала до 450-550°С в течение 20-100 минут, а затем до 600-720°С в течение 5-25 минут, в котором дробленое доломитовое сырье перед подачей на термообработку орошают раствором хлорида магния плотностью 1,2-1,3 г/см3 в количестве 0,5-3,0% от массы обжигаемого сырья (патент РФ №2158241, С04В 9/00, 2000 г. [6]). Предварительная обработка дробленого до фракций 5-20 мм доломита раствором хлорида магния перед термообработкой направлена на повышение качества целевого продукта. Бишофит (MgCl2·6Н2О) на поверхности доломита при нагреве в интервале 300-550°С повергается гидролизу с образованием основного хлорида магния и последующим его разложением при нагреве выше 550°С на оксид магния и хлористый водород. Хлористый водород активно взаимодействует с доломитом по известной реакции вскрытия с образованием двойных солей. Двойные соли, проявляя высокую химическую активность, с повышением температуры диффундируют внутрь доломитового щебня и ускоряют реакцию разложения карбонатной части материала, связанной с оксидом магния. Таким образом, добавка водного хлорида магния не только интенсифицирует процесс декарбонизации доломита, сдвигая его начало в область более низких температур, но и позволяет, при освобождении от СО2 максимального количества оксида магния, сохранять от разложения молекулы углекислого кальция, что предотвращает появление свободного оксида кальция. Повышается качество вяжущего.A known method of producing caustic dolomite, including a 2-stage heat treatment of crushed dolomite raw materials by heating it first to 450-550 ° C for 20-100 minutes, and then to 600-720 ° C for 5-25 minutes, in which crushed dolomite raw materials before applying for heat treatment, they irrigate with a solution of magnesium chloride with a density of 1.2-1.3 g / cm 3 in an amount of 0.5-3.0% by weight of the raw material burned (RF patent No. 2158241, С04В 9/00, 2000 [6 ]). Pretreatment of dolomite crushed to fractions of 5-20 mm with a solution of magnesium chloride before heat treatment is aimed at improving the quality of the target product. Bischofite (MgCl 2 · 6H 2 O) on the surface of dolomite when heated in the range of 300-550 ° C undergoes hydrolysis with the formation of basic magnesium chloride and its subsequent decomposition when heated above 550 ° C to magnesium oxide and hydrogen chloride. Hydrogen chloride actively interacts with dolomite according to the known autopsy reaction with the formation of double salts. Double salts, exhibiting high chemical activity, diffuse inside the dolomite gravel with increasing temperature and accelerate the decomposition reaction of the carbonate part of the material associated with magnesium oxide. Thus, the addition of aqueous magnesium chloride not only intensifies the process of decarbonization of dolomite, shifting its beginning to the region of lower temperatures, but also allows, when the maximum amount of magnesium oxide is released from CO 2 , to preserve the calcium carbonate molecule from decomposition, which prevents the appearance of free calcium oxide . The quality of the binder increases.
Известное решение требует дополнительных затрат на орошение, эффективно на первой стадии - образование дополнительного реагента - хлористого водорода, но диффундирование двойных солей внутрь доломитового щебня фракцией 5-20 мм весьма проблематично, увеличивается время реакции, повышаются энергетические затраты.The known solution requires additional irrigation costs, it is effective in the first stage to form an additional reagent - hydrogen chloride, but diffusion of double salts into dolomite gravel with a fraction of 5-20 mm is very problematic, the reaction time increases, and energy costs increase.
Известен способ получения магнезиального вяжущего путем обжига природного доломита до разложения карбоната магния на MgO и СO2 с последующим измельчением продукта обжига, в котором в продукте обжига устанавливают коэффициент качества обжига Кк.о по отношению СО2/MgO 1,07-1,72 и в процессе обжига стабилизируют указанный коэффициент путем изменения температуры или времени обжига, при этом при Кк.о>1,07 уменьшают один из указанных параметров, а при Кк.о>1,72 - увеличивают (патент РФ №2064905, С04В 9/20, 1996 г. [7]). Параметры обжига доломита (температуру и время выдержки) выбирают по коэффициенту Кк.о, определяемому по калибровочному графику, который строят расчетным способом. Параметры обработки: температуры - 700-800°С, время обработки - 0,75-1,5 часа. Основной недостаток известного решения заключается в том, что калибровочный график строят расчетным путем исходя из химического состава исходных доломитов. Т.е. для каждого вида доломитового сырья необходимо построение расчетного калибровочного графика и реализация способа требует достаточно сложного аппаратурного оформления.A known method of producing magnesia binder by roasting natural dolomite before decomposition of magnesium carbonate into MgO and CO 2 , followed by grinding of the roasting product, in which the roasting quality factor K ko is set in the roasting product in relation to CO 2 / MgO of 1.07-1.72 and during the firing process, stabilize the specified coefficient by changing the temperature or the firing time, while when K to > 1.07, one of these parameters is reduced, and when To K. > 1.72 is increased (RF patent No. 2064905, С04В 9/20, 1996 [7]). The firing parameters of dolomite (temperature and holding time) are selected by the coefficient K k.o. , determined by the calibration graph, which is built by calculation. Processing parameters: temperatures - 700-800 ° C, processing time - 0.75-1.5 hours. The main disadvantage of the known solution is that the calibration graph is built by calculation based on the chemical composition of the initial dolomites. Those. for each type of dolomite raw material, it is necessary to construct a calculated calibration graph and the implementation of the method requires a rather complicated hardware design.
В предлагаемом решении интенсификация термообработки доломита достигается предварительным измельчением сырьевого материала до крупности не более 0,5 мм и термообработкой при 850-900°С в течение 0,05-0,20 часа (предпочтительно дифференцированной в зависимости от крупности) при непрерывном перемешивании материала.In the proposed solution, the intensification of heat treatment of dolomite is achieved by pre-grinding the raw material to a particle size of not more than 0.5 mm and heat treatment at 850-900 ° C for 0.05-0.20 hours (preferably differentiated depending on the size) with continuous mixing of the material.
В результате сравнительного анализа не выявлено технических решений, характеризующихся совокупностью признаков, аналогичной совокупности признаков, характеризующей предлагаемый способ получения магнезиального вяжущего, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условию патентоспособности «изобретательский уровень».As a result of the comparative analysis, no technical solutions were identified that are characterized by a combination of features similar to the combination of features characterizing the proposed method for producing a magnesian binder, which allows us to conclude that the proposed solution meets the patentability condition “inventive step”.
Сравнительный анализ предлагаемого способа получения затворителя магнезиального вяжущего с другими известными решениями в данной области и в смежных областях техники выявил следующее.A comparative analysis of the proposed method for producing a magnesia binder filler with other known solutions in this field and in related fields of technology revealed the following.
Известен способ переработки природного силиката магния в виде серпентина растворением в соляной кислоте, включающий отделение нерастворившегося осадка от раствора хлорида магния, очистку раствора от примесей введением осадителя в виде измельченного серпентина с зернистостью 0-1 мм, при перемешивании и нагревании выше 80°С, с последующим использованием хлорида магния (патент СССР №1828450, C01F 5/06, 1993 г. [8]).A known method of processing natural magnesium silicate in the form of serpentine by dissolving in hydrochloric acid, comprising separating the insoluble precipitate from a solution of magnesium chloride, purifying the solution from impurities by introducing a precipitant in the form of ground serpentine with a grain size of 0-1 mm, with stirring and heating above 80 ° C, s subsequent use of magnesium chloride (USSR patent No. 1828450, C01F 5/06, 1993 [8]).
Известны способы переработки серпентина, включающие обработку материала соляной кислотой с образованием и отделением хлормагниевого раствора и с последующим использованием продуктов реакции. При этом выщелачивание производили 25% соляной кислотой при 80-90°С (патент РФ №2241670, C01F 5/30, 2004 г. [9]) и 20-35% соляной кислотой при температуре 90°С в течение 4 часов при непрерывном перемешивании суспензии (патент РФ №2244044, С25С 3/04, 2005 г. [10])Known methods for processing serpentine, including processing the material with hydrochloric acid to form and separate a chlorine-magnesium solution and subsequent use of the reaction products. The leaching was performed with 25% hydrochloric acid at 80-90 ° C (RF patent No. 2241670, C01F 5/30, 2004 [9]) and 20-35% hydrochloric acid at a temperature of 90 ° C for 4 hours with continuous stirring the suspension (RF patent No. 2244044, C25C 3/04, 2005 [10])
В предлагаемом способе получения затворителя магнезиального вяжущего доломитовый щебень обрабатывают раствором соляной кислоты концентрацией 60-70% с получением раствора солей концентрацией не менее 1,35 кг/л, осуществляют выдержку раствора при температуре не менее 30°С, разделяют раствор и целевой продукт в виде хлорида магния.In the proposed method for producing a magnesia binder grinder, dolomite crushed stone is treated with hydrochloric acid at a concentration of 60-70% to obtain a salt solution with a concentration of at least 1.35 kg / l, the solution is kept at a temperature of at least 30 ° C, the solution and the target product are separated in the form magnesium chloride.
В результате сравнительного анализа не выявлено технических решений, характеризующихся совокупностью признаков, аналогичной совокупности признаков, характеризующей предлагаемый способ получения затворителя магнезиального вяжущего, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условию патентоспособности «изобретательский уровень».As a result of the comparative analysis, no technical solutions have been identified that are characterized by a combination of features similar to the combination of features characterizing the proposed method for producing a magnesia binder coater, which allows us to conclude that the proposed solution meets the patentability condition of "inventive step".
Предлагаемый способ получения магнезиального вяжущего осуществляется следующим образом.The proposed method for producing magnesia binder is as follows.
Доломитовый щебень измельчают в шаровой мельнице до крупности не более 0,5 мм. Разделяют дробленый материал на фракции 0,1-0,5 мм и менее 0,1 мм. Термообработку фракции измельченного материала 0,1-0,5 мм ведут в течение 0,06 часа при температуре 890°С, при непрерывном перемешивании, а термообработку фракции измельченного материала менее 0,1 мм ведут в течение 0,15 часа при температуре 870°С, при непрерывном перемешивании. Получен материал, содержащий 23,5% окиси магния и 1,85 окиси кальция, который может быть использован в качестве магнезиального вяжущего, частично или полностью заменяющего цемент в строительных смесях.Dolomite crushed stone is crushed in a ball mill to a particle size of not more than 0.5 mm. The crushed material is divided into fractions of 0.1-0.5 mm and less than 0.1 mm. Heat treatment of the fraction of crushed material 0.1-0.5 mm is carried out for 0.06 hours at a temperature of 890 ° C, with continuous stirring, and heat treatment of the fraction of crushed material less than 0.1 mm is carried out for 0.15 hours at a temperature of 870 ° C, with continuous stirring. A material was obtained containing 23.5% magnesium oxide and 1.85 calcium oxide, which can be used as a magnesian binder, partially or completely replacing cement in building mixtures.
Оптимальные технологические параметры по способу получения магнезиального вяжущего из доломитового сырья получены при проведении экспериментальных работ.The optimal technological parameters for the method of producing magnesia binder from dolomite raw materials were obtained during experimental work.
Предлагаемый способ получения затворителя магнезиального вяжущего осуществляется следующим образом.The proposed method for producing a magnesia binder filler is as follows.
Доломитовый щебень крупностью до 45 мм обрабатывают раствором «абгазной» соляной кислоты концентрацией 65% - отхода при производстве эпихлоргидрина. Получают раствор солей концентрацией не менее 1,40 кг/л. Осуществляют выдержку раствора при температуре 32°С. При этом концентрация раствора поднимается до величины порядка 1,47 кг/л, при которой происходит кристаллизация солей, преимущественно хлористого магния как менее растворимого вещества. После этого разделяют раствор и целевой продукт в виде хлорида магния следующим способом: раствор, содержащий преимущественно хлорид кальция, сливают в отдельную емкость и используют в качестве антигололедной жидкости. Оставшийся в кристаллах хлорид магния разбавляют водой до концентрации 1,17 кг/л и используют в дальнейшем в качестве «затворяющего» раствора. При необходимости может быть проведена дополнительная термическая обработка данного раствора, и затворитель может быть использован в сухом виде.Dolomite crushed stone with a grain size of up to 45 mm is treated with a solution of "gas-phase" hydrochloric acid at a concentration of 65% - waste in the production of epichlorohydrin. Get a solution of salts with a concentration of not less than 1.40 kg / L. The solution is aged at a temperature of 32 ° C. In this case, the concentration of the solution rises to a value of the order of 1.47 kg / l, at which crystallization of salts occurs, mainly magnesium chloride as a less soluble substance. After that, the solution and the target product are separated in the form of magnesium chloride in the following way: a solution containing predominantly calcium chloride is poured into a separate container and used as anti-icing liquid. The magnesium chloride remaining in the crystals is diluted with water to a concentration of 1.17 kg / l and is used subsequently as a “shutter” solution. If necessary, additional heat treatment of this solution can be carried out, and the curing agent can be used in dry form.
Данные по выбору оптимальных технологических параметров по способу получения затворителя магнезиального вяжущего из доломитового сырья получены при проведении экспериментальных работ.Data on the selection of optimal process parameters for the method of producing a magnesia binder from a dolomite raw material were obtained during experimental work.
Совокупность заявляемых технологических параметров термической обработки измельченного доломита как по температурному режиму, так и по и дифференцированной термообработке измельченного материала различного фракционного состава, учет взаимовлияния этих параметров и получение качественного магнезиального вяжущего, а также технология обработки доломита раствором «абгазной» соляной кислоты концентрацией 60-70% с получением раствора солей концентрацией не менее 1,35 кг/л, выдержкой раствора при температуре не менее 30°С, разделением раствора и целевого продукта в виде хлорида магния - затворителя магнезиального вяжущего, определяют эффективность предлагаемых технологий и позволяют достигать высоких технико-экономических показателей процесса комплексной переработки доломитового сырья.The combination of the claimed technological parameters for the thermal treatment of crushed dolomite both in terms of temperature and differentiated heat treatment of crushed material of various fractional composition, taking into account the mutual influence of these parameters and obtaining high-quality magnesia binder, as well as the technology for processing dolomite with a solution of “anhydrous” hydrochloric acid with a concentration of 60-70 % with obtaining a solution of salts with a concentration of at least 1.35 kg / l, holding the solution at a temperature of at least 30 ° C, separation of the solution ora and the target product in the form of magnesium chloride - the magnifier of the magnesian binder, determine the effectiveness of the proposed technologies and allow to achieve high technical and economic indicators of the process of complex processing of dolomite raw materials.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР №1599304, C01F 5/06, 1990 г.1. A.S. USSR No. 1599304, C01F 5/06, 1990
2. Патент РФ №2063937, С04В 9/00, 1996 г.2. RF patent №2063937, С04В 9/00, 1996
3. А.с. СССР №156881, С04С, 1963 г.3. A.S. USSR No. 156881, С04С, 1963
4. А.с. СССР №76221, 12 m, 3, 1949 г.4. A.S. USSR No. 76221, 12 m, 3, 1949
5. Патент РФ №2198842, C01F 5/02, 1996 г.5. RF patent No. 2198842, C01F 5/02, 1996
6. Патент РФ №2158241, С04В 9/00, 2000 г.6. RF patent No. 2158241, С04В 9/00, 2000
7. Патент РФ №2064905, С04В 9/20, 1996 г.7. RF patent No. 2064905, С04В 9/20, 1996
8. Патент СССР №1828450, C01F 5/06, 1993 г.8. USSR patent No. 1828450, C01F 5/06, 1993
9. Патент РФ №2241670, C01F 5/30, 2004 г.9. RF patent No. 2241670, C01F 5/30, 2004
10. Патент РФ №2244044, С25С 3/04, 2005 г.10. RF patent No. 2244044, C25C 3/04, 2005
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010118951/03A RU2456250C2 (en) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | Method of producing magnesia cement and method of producing magnesia cement sealer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010118951/03A RU2456250C2 (en) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | Method of producing magnesia cement and method of producing magnesia cement sealer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010118951A RU2010118951A (en) | 2011-11-27 |
| RU2456250C2 true RU2456250C2 (en) | 2012-07-20 |
Family
ID=45317404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010118951/03A RU2456250C2 (en) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | Method of producing magnesia cement and method of producing magnesia cement sealer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2456250C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506235C1 (en) * | 2012-08-14 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Method of obtaining dolomite binding material |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2063937C1 (en) * | 1993-05-20 | 1996-07-20 | Акционерное общество "ИМЭТ" - Институт материаловедения и эффективных технологий | Method of preparing binder from crushed dolomite raw |
| RU2064905C1 (en) * | 1992-07-28 | 1996-08-10 | Валентин Исаакович Корнеев | Method of magnesia binder producing |
| CN1137027A (en) * | 1995-05-29 | 1996-12-04 | 桂林工学院 | Compound magnesium gelatinous material and making method and use thereof |
| RU2158241C2 (en) * | 1998-01-15 | 2000-10-27 | Открытое акционерное общество Московский институт материаловедения и эффективных технологий | Method of preparing caustic dolomite |
| RU2198842C2 (en) * | 2001-03-05 | 2003-02-20 | Войтович Владимир Антонович | Method of magnesium oxide producing |
| RU2244044C1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-01-10 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Method for producing magnesium from serpentinite |
| RU2286965C1 (en) * | 2005-05-23 | 2006-11-10 | Людмила Яковлевна Крамар | Method of manufacturing magnesia binder |
-
2010
- 2010-05-11 RU RU2010118951/03A patent/RU2456250C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2064905C1 (en) * | 1992-07-28 | 1996-08-10 | Валентин Исаакович Корнеев | Method of magnesia binder producing |
| RU2063937C1 (en) * | 1993-05-20 | 1996-07-20 | Акционерное общество "ИМЭТ" - Институт материаловедения и эффективных технологий | Method of preparing binder from crushed dolomite raw |
| CN1137027A (en) * | 1995-05-29 | 1996-12-04 | 桂林工学院 | Compound magnesium gelatinous material and making method and use thereof |
| RU2158241C2 (en) * | 1998-01-15 | 2000-10-27 | Открытое акционерное общество Московский институт материаловедения и эффективных технологий | Method of preparing caustic dolomite |
| RU2198842C2 (en) * | 2001-03-05 | 2003-02-20 | Войтович Владимир Антонович | Method of magnesium oxide producing |
| RU2244044C1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-01-10 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Method for producing magnesium from serpentinite |
| RU2286965C1 (en) * | 2005-05-23 | 2006-11-10 | Людмила Яковлевна Крамар | Method of manufacturing magnesia binder |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506235C1 (en) * | 2012-08-14 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Method of obtaining dolomite binding material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010118951A (en) | 2011-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1097247B1 (en) | A method for isolation and production of magnesium based products | |
| WO2010088863A1 (en) | Method for depositing metal ions | |
| US7666250B1 (en) | Production of magnesium metal | |
| JP2018502995A (en) | Treatment of lithium-containing materials including performing HCl sparge | |
| CA2863755C (en) | Methods for preparing hematite | |
| KR20070099669A (en) | Process for the production of magnesium oxide | |
| CN105585039B (en) | Efficient and rapid desiliconization method for bauxite | |
| CN101519219A (en) | Manufacturing process for light magnesium carbonate | |
| ES2774385T3 (en) | Extraction of products from minerals containing titanium | |
| KR20100085618A (en) | Manufacturing of mg(oh)2 and mgo by mechanochemical method from fe-ni slag | |
| CN109174918B (en) | The method of microwave activation blast furnace slag | |
| EP4157795A1 (en) | A two stages extraction method for synthesizing precipitated calcium carbonate | |
| WO2011127671A1 (en) | Method for extracting aluminium hydroxide and alumina from byproduct obtained during refining metal magnesium with aluminium or aluminium alloy as reducer | |
| GB857245A (en) | Improvements in production of alumina | |
| WO2012095815A1 (en) | Production of calcium carbonate | |
| JP2014080347A (en) | Extraction method of magnesium oxide from semifired dolomite | |
| CN111115674A (en) | Ground underground salt, alkali and calcium circulation green production method | |
| Sahu et al. | Role of hydrazine and hydrogen peroxide in aluminium hydroxide precipitation from sodium aluminate solution | |
| CN112429758A (en) | Fixation of CO by carbide slag2And a process for preparing calcium carbonate | |
| RU2456250C2 (en) | Method of producing magnesia cement and method of producing magnesia cement sealer | |
| US20130056916A1 (en) | Production of magnesium metal | |
| WO2009039579A1 (en) | Acid recovery from metal sulfates | |
| CN1686812A (en) | Method for producing alumina | |
| CN1229400A (en) | Process for producing anhydrous MgC12 | |
| KR20180035187A (en) | The manufacturing method of magnesium carbonate and calcium chloride using dolomite as raw material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130512 |