UA129565U - METHOD OF THREE-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder - Google Patents
METHOD OF THREE-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder Download PDFInfo
- Publication number
- UA129565U UA129565U UAU201800062U UAU201800062U UA129565U UA 129565 U UA129565 U UA 129565U UA U201800062 U UAU201800062 U UA U201800062U UA U201800062 U UAU201800062 U UA U201800062U UA 129565 U UA129565 U UA 129565U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- stage
- phosphogypsum
- washing
- sulfuric acid
- gypsum binder
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 17
- -1 phosphogypsum dihydrate Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 8
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- UOFRJXGVFHUJER-UHFFFAOYSA-N 2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethanol;hydrate Chemical compound [OH-].OCC[NH+](CCO)CCO UOFRJXGVFHUJER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Inorganic materials [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Спосіб тристадійної переробки фосфогіпсу дигідрату на гіпсове в'яжуче включає промивання фосфогіпсу дигідрату на першій стадії, обробку концентрованою сульфатною кислотою на другій стадії та введення в отриману суспензію кальцію оксиду на третій стадії. При цьому для промивання застосовують водні розчини триетаноламіну.A method of three-stage processing of phosphogypsum dihydrate into gypsum binder involves washing the phosphogypsum dihydrate in the first stage, treatment with concentrated sulfuric acid in the second stage and introduction into the resulting suspension of calcium oxide in the third stage. In this case, aqueous triethanolamine solutions are used for washing.
Description
Корисна модель належить до сфери переробки відходів хімічних речовин та може бути використана для отримання гіпсового в'яжучого шляхом переробки фосфогіпсу - відходу виробництва екстракційної фосфатної кислоти та фосфатних добрив.The useful model belongs to the field of chemical waste processing and can be used to obtain a gypsum binder by processing phosphogypsum - waste from the production of extractable phosphoric acid and phosphate fertilizers.
За умов сульфатнокислотного вилуження апатитового концентрату на 1 т фосфатної кислоти утворюється 4,3-5,8 т фосфогіпсу, залежно від сировини та технології.Under the conditions of sulfuric acid leaching of apatite concentrate, 4.3-5.8 tons of phosphogypsum is formed for 1 ton of phosphoric acid, depending on the raw material and technology.
Дигідрат кальцію сульфату не має в'яжучих властивостей. Для переведення його у форму напівгідрату необхідно проведення операцій дегідратації. У світовій практиці цей процес здійснюють термічною обробкою сировини за температур 110-190 "С або автоклавуванням під тиском 0,23 МПа протягом 1-2 годин, що потребує значних енергетичних витрат.Calcium sulfate dihydrate has no binding properties. Dehydration operations are necessary to convert it into a hemihydrate form. In global practice, this process is carried out by heat treatment of raw materials at temperatures of 110-190 "C or autoclaving under a pressure of 0.23 MPa for 1-2 hours, which requires significant energy costs.
Існує спосіб переробки фосфогіпсу в гіпсове в'яжуче |1| (аналог), що включає нейтралізацію фосфогіпсу дигідрату негашеним вапном, сушіння, випал і помел у кульовому млині з додаванням до складу в'яжучого гіперпластифікатора полікарбоксилатного або поліакрилатного типу. Недоліками даного способу є необхідність енергоємних випалу та помелу, а також використання гіперпластифікатора, що суттєво підвищує вартість в'яжучого.There is a way to process phosphogypsum into gypsum binder |1| (analogue), which includes neutralization of phosphogypsum dihydrate with quicklime, drying, firing and grinding in a ball mill with the addition of a binding hyperplasticizer of the polycarboxylate or polyacrylate type. The disadvantages of this method are the need for energy-intensive firing and grinding, as well as the use of a hyperplasticizer, which significantly increases the cost of the binder.
В роботі |2| (прототип) вказано, що поліпшенню якості фосфогіпсу напівгідрату сприяє промивання відходів водою. Відповідно до даної технології фосфогіпс подають в мішалку, розбавляють до отримання суспензії з концентрацією 400 г/л і транспортують по трубопроводу до установки по його переробці. Суспензію приймають в ємності і віддентровими насосами подають в барабанні вакуумні фільтри, призначені для промивки та фільтрації фосфогіпсу.In work |2| (prototype) it is indicated that the improvement of the quality of phosphogypsum hemihydrate is facilitated by washing the waste with water. According to this technology, phosphogypsum is fed into a mixer, diluted to obtain a suspension with a concentration of 400 g/l and transported through the pipeline to the installation for its processing. The suspension is taken in a container and fed by external pumps to drum vacuum filters designed for washing and filtering phosphogypsum.
Промиту речовину знов розбавляють водою до концентрації близько 700 г/л і отриману суспензію перекачують в автоклави.The washed substance is again diluted with water to a concentration of about 700 g/l and the resulting suspension is pumped into autoclaves.
Суспензію а-напівгідрату кальцію сульфату, що утворилася в автоклавах, охолоджують і нагнітають у вакуум-фільтри. Відфільтровану і промиту гарячою водою речовину з вологістю близько 12-15 95 дегідратують в прямоточних трубах-сушарках за температури 393-448 К протягом 1,5-2 годин, до 4,5 95 вмісту кристалізаційної води.The suspension of α-hemihydrate of calcium sulfate formed in autoclaves is cooled and pumped into vacuum filters. The filtered and washed with hot water substance with a moisture content of about 12-15 95 is dehydrated in direct-flow dryer tubes at a temperature of 393-448 K for 1.5-2 hours, to 4.5 95 of the water of crystallization content.
Недоліками способу є малий ступінь видалення домішок та високі витрати води на стадії промивання, а також застосування енергоємних стадій автоклавування, фільтрації та сушіння фосфогіпсу.The disadvantages of the method are a small degree of removal of impurities and high water consumption at the washing stage, as well as the use of energy-intensive stages of autoclaving, filtration and drying of phosphogypsum.
В основу корисної моделі поставлено задачу отримання в'яжучого з високою міцністю таThe basis of a useful model is the task of obtaining a binder with high strength and
Зо низькою собівартістю за рахунок виключення енергоємних стадій автоклавування, фільтрації та сушіння, а також підвищити ступінь вилучення шкідливих домішок з фосфогіпсу.With a low cost due to the elimination of energy-intensive stages of autoclaving, filtration and drying, as well as to increase the degree of removal of harmful impurities from phosphogypsum.
Поставлена задача вирішується тим, що в способі тристадійної переробки фосфогіпсу дигідрату на гіпсове в'яжуче переробку фосфогіпсу здійснюють у три стадії, що включають промивання фосфогіпсу дигідрату водним 0,1-5 95 розчином триетаноламіну на першій стадії, обробку концентрованою сульфатною кислотою на другій стадії та введення в отриману суспензію кальцію оксиду на третій стадії, який відрізняється тим, що виключені енергоємні стадії термічної обробки, а замість промивання водою застосовують промивання водним розчином триєтаноламіну.The problem is solved by the fact that in the method of three-stage processing of phosphogypsum dihydrate into a gypsum binder, processing of phosphogypsum is carried out in three stages, which include washing phosphogypsum dihydrate with an aqueous 0.1-5 95 solution of triethanolamine in the first stage, treatment with concentrated sulfuric acid in the second stage and introduction of calcium oxide into the obtained suspension at the third stage, which differs in that the energy-intensive stages of heat treatment are excluded, and instead of washing with water, washing with an aqueous solution of triethanolamine is used.
Було проведено ряд дослідів промивання розчинами триєетаноламіну різної концентрації (таблиця 1).A number of washing experiments with triethanolamine solutions of different concentrations were carried out (Table 1).
Таблиця 1Table 1
Хімічний склад зразків фосфогіпсу до та після промивання жене 000 (ой еуоми КСThe chemical composition of phosphogypsum samples before and after washing with 000
Компоненти промивання розчином промивання . водою триетаноламінуComponents of washing with a washing solution. triethanolamine water
РгО5RgO5
Таким чином, промивання фосфогіпсу водним розчином триетаноламіну суттєво краще видаляє шкідливі домішки, що покращує подальше структуроутворення гіпсових виробів.Thus, washing phosphogypsum with an aqueous solution of triethanolamine significantly better removes harmful impurities, which improves the subsequent structure formation of gypsum products.
Після промивання утворюється суспензія дигідрату кальцію сульфату, яка на другій стадії піддається хімічній дегідратації шляхом додавання концентрованої сульфатної кислоти.After washing, a suspension of calcium sulfate dihydrate is formed, which in the second stage undergoes chemical dehydration by adding concentrated sulfuric acid.
Сульфатна кислота поглинає вологу з фосфогіпсу дигідрату, що супроводжується виділенням великої кількості тепла, при цьому відбувається саморозігрів суміші до температури початку дегідратації дигідрату кальцію сульфату. Кількість тепла, що виділяється, в процесі гідратації сульфатної кислоти залежить від кількості молекул води, які вступають реакцію, тобто від мольного співвідношення. За даними дослідження кращі результати спостерігаються за мольного співвідношення сульфатна кислота:вода - 1:5-1:7. За літературними даними температура початку реакції дегідратації дигідрату кальцію сульфату складає 107 "С.Sulfuric acid absorbs moisture from phosphogypsum dihydrate, which is accompanied by the release of a large amount of heat, while the mixture self-heats to the temperature of the beginning of dehydration of calcium sulfate dihydrate. The amount of heat released during the hydration of sulfuric acid depends on the number of water molecules that react, that is, on the molar ratio. According to research data, the best results are observed with a molar ratio of sulfuric acid: water - 1:5-1:7. According to literature data, the starting temperature of the dehydration reaction of calcium sulfate dihydrate is 107 "C.
Експериментальним шляхом визначено, що для активізації процесу необхідна початкова температура фосфогіпсу 80-90 "С.Experimentally, it was determined that the initial temperature of phosphogypsum of 80-90 "С is necessary for activation of the process.
Для нейтралізації надлишку сульфатної та залишків фосфатної та флуоридної кислот необхідне введення кальцію оксиду.In order to neutralize the excess of sulfate and residues of phosphate and fluoride acids, it is necessary to introduce calcium oxide.
Процес дегідратації та хімічної перекристалізації дигідрату кальцію сульфату відбувається за схемою:The process of dehydration and chemical recrystallization of calcium sulfate dihydrate occurs according to the scheme:
Сабо, - Н.ОSabo, - N.O
Сабо, -2Н.О -- Н,50, 4 СаО -») Са50, 2Н.,О 4 Н.О с - Сабо, 0655850Sabo, -2Н.О -- Н,50, 4 СаО -») Са50, 2Н.,О 4 Н.О with - Sabo, 0655850
У дослідженнях використовувалася технологія переробки сировини, що включає операції: промивання фосфогіпсу водним 0,1-5 9о розчином триетаноламіну; обробку концентрованою сульфатною кислотою за мольного співвідношення сульфатна кислота:вода - 1:5-1:7, за початкової температури суміші 80-90 С; додавання кальцію оксиду.The research used raw material processing technology, which includes operations: washing phosphogypsum with an aqueous 0.1-5 9% solution of triethanolamine; treatment with concentrated sulfuric acid at a molar ratio of sulfuric acid: water - 1:5-1:7, at an initial temperature of the mixture of 80-90 C; addition of calcium oxide.
ПрикладExample
Як сировинні матеріали використовували: усереднені проби відвального фосфогіпсу дигідрату, відходу виробництва екстракційної фосфатної кислоти та фосфатних добрив ВАТ "Сумихімпром", триетаноламін, воду, концентровану сульфатну кислоту та кальцію оксид.The following raw materials were used: averaged samples of waste phosphogypsum dihydrate, waste from the production of extractable phosphoric acid and phosphate fertilizers of OJSC "Sumikhimprom", triethanolamine, water, concentrated sulfuric acid and calcium oxide.
Шляхом попередніх експериментів обрано оптимальні умови для процесу отримання гіпсового в'яжучого.Through preliminary experiments, optimal conditions were chosen for the process of obtaining gypsum binder.
На першій стадії наважку 100 г фосфогіпсу дигідрату розмішують у стакані та додають водний розчин триєтаноламіну, в кількості 3:1 за масою. Ретельно перемішують і дають розчину відстоятися до появи чіткої межі між фазами, після чого розчин обережно декантують. Далі фосфогіпс до значення загального вмісту води 6095, нагрівають до 80"С та додають концентровану сульфатну кислоту у мольному співвідношенні сульфатна кислота:вода - 1:6.At the first stage, a weight of 100 g of phosphogypsum dihydrate is mixed in a beaker and an aqueous solution of triethanolamine is added, in the amount of 3:1 by weight. Mix thoroughly and allow the solution to settle until a clear boundary between the phases appears, after which the solution is carefully decanted. Next, phosphogypsum is added to the value of the total water content of 6095, heated to 80"C and concentrated sulfuric acid is added in a molar ratio of sulfuric acid: water - 1:6.
Потім в отриману суспензію вводять кальцію оксид в кількості, необхідній для нейтралізації доданої сульфатної кислоти.Then calcium oxide is introduced into the resulting suspension in the amount required to neutralize the added sulfuric acid.
Таким чином, запропонований спосіб переробки фосфогіпсу дозволяє отримувати гіпсове в'яжуче марки в'яжучого Г-8 згідно з ДСТУ Б В.2.7-82-99 Будівельні матеріали. В'ЯЖУЧІThus, the proposed method of processing phosphogypsum allows to obtain gypsum binder grade G-8 binder according to DSTU B B.2.7-82-99 Building materials. BINDING
ГІПСОВІ. Технічні умови.GYPSUM. Specifications.
Джерела інформації: 1. Дворкін Л.Й., Шестаков В.Л. та інші. Спосіб виготовлення в'яжучого з фосфогіпсу- дигідрату. Деклараційний патент на корисну модель. Мо ОА 4226 |, Бюл. Мо 1, 2005 р. 2. Иваницкий В.В. Фосфогипс и его использование/ В.В. Иваницкий, П.В. Классен, НовиковSources of information: 1. L.Y. Dvorkin, V.L. Shestakov. and other. Method of production of binder from phosphogypsum dihydrate. Declaratory patent for a utility model. Mo OA 4226 |, Bul. Mo. 1, 2005. 2. Ivanytsky V.V. Phosphogypsum and ego use/ V.V. Ivanytskyi, P.V. Classen, Novikov
А.А. - М.: Химия, 1990. - 224 б.A.A. - M.: Khimiya, 1990. - 224 p.
З. Ахмедов М.А., Атакузиев Т.А. Фосфогипс. Исследование и применение. Ташкент: ФАН, 1980. - 172 с.Z. Akhmedov M.A., Atakuziev T.A. Phosphogypsum. Research and application. Tashkent: Scientific Academy of Sciences, 1980. - 172 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201800062U UA129565U (en) | 2018-01-02 | 2018-01-02 | METHOD OF THREE-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201800062U UA129565U (en) | 2018-01-02 | 2018-01-02 | METHOD OF THREE-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA129565U true UA129565U (en) | 2018-11-12 |
Family
ID=64098301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201800062U UA129565U (en) | 2018-01-02 | 2018-01-02 | METHOD OF THREE-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA129565U (en) |
-
2018
- 2018-01-02 UA UAU201800062U patent/UA129565U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6391790B2 (en) | Continuous reforming method of dihydrate gypsum | |
| CN109476484B (en) | Method for preparing calcium sulfate | |
| RU2688514C1 (en) | Method of producing phosphoric acid to obtain alpha-hemihydrate gypsum by way of a wet method as a by-product | |
| CN105948547A (en) | Method for preparing Alpha type calcium sulfate hemihydrate from calcium sulphate dihydrate | |
| CN110204237B (en) | Production method of cement retarder | |
| CN101269922A (en) | Fine purification and energy-saving dewatering process for phosphogypsum | |
| US6652825B2 (en) | Method of producing calcium sulfate alpha-hemihydrate | |
| CN113996639A (en) | Synergistic harmless treatment method for barium slag and phosphogypsum | |
| UA129565U (en) | METHOD OF THREE-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder | |
| CN115159879B (en) | Rod-shaped titanium gypsum and preparation method thereof | |
| CN110550927A (en) | Industrial waste gypsum mortar prepared by industrial tail gas synergy and toxicity solving method | |
| RU2604693C1 (en) | METHOD OF PRODUCING ARTIFICIAL FLUORSPAR (CaF2) FROM PHOSPHORIC ACID PRODUCTION WASTES (PHOSPHOGYPSUM) FOR USE IN MAKING CEMENT | |
| RU2745771C1 (en) | Method of producing a gypsum binder from wastes of metallurgical production | |
| UA129566U (en) | METHOD OF TWO-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder | |
| JP6398745B2 (en) | Method for producing anhydrous gypsum | |
| US4113835A (en) | Process for preparing pure synthetic calcium sulfate semihydrate | |
| CN104961364B (en) | Method for preparing magnesium oxysulfate binding material by using titanium dioxide production waste acid | |
| RU2355639C2 (en) | Method of receiving of aluminium sulfate | |
| RU2375334C1 (en) | Method of extracting phosphorus from iron-containing waste products of vyatsko-kamsk phosphorites | |
| RU2763074C1 (en) | Method for complex processing of phosphogypse | |
| CN114031321B (en) | Process and device for preparing alpha-beta composite semi-hydrated gypsum by using phosphogypsum | |
| RU2747666C1 (en) | Method of disposal of waste metal etching solution | |
| RU2380177C1 (en) | Method for recycling of fluoric gypsum | |
| RU2601608C1 (en) | Method for complex processing boric plaster | |
| CN114506872A (en) | Method for preparing anhydrous gypsum at normal temperature and pressure |