UA129566U - METHOD OF TWO-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder - Google Patents
METHOD OF TWO-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder Download PDFInfo
- Publication number
- UA129566U UA129566U UAU201800065U UAU201800065U UA129566U UA 129566 U UA129566 U UA 129566U UA U201800065 U UAU201800065 U UA U201800065U UA U201800065 U UAU201800065 U UA U201800065U UA 129566 U UA129566 U UA 129566U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- phosphogypsum
- dihydrate
- stage
- sulfuric acid
- binder
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- -1 phosphogypsum dihydrate Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000006297 dehydration reaction Methods 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
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 4
- ARLZGEXVMUDUQZ-UHFFFAOYSA-N O.O.[Ca] Chemical compound O.O.[Ca] ARLZGEXVMUDUQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 18
- 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
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 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
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 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
- VCSZKSHWUBFOOE-UHFFFAOYSA-N dioxidanium;sulfate Chemical compound O.O.OS(O)(=O)=O VCSZKSHWUBFOOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 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
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Спосіб двостадійної переробки фосфогіпсу дигідрату на гіпсове в'яжуче включає обробку фосфогіпсу дигідрату концентрованою сульфатною кислотою на першій стадії та введення в отриману суспензію кальцію оксиду на другій стадії. Дегідрацію дигідрату кальцію здійснюють за рахунок хімічної реакції.A method of two-stage processing of phosphogypsum dihydrate into gypsum binder involves treatment of phosphogypsum dihydrate with concentrated sulfuric acid in the first stage and introduction into the resulting suspension of calcium oxide in the second stage. The dehydration of calcium dihydrate is carried out by a chemical reaction.
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.
Відомий спосіб переробки фосфогіпсу в гіпсове в'яжуче, який включає нейтралізацію токсичних речовин вапняним молоком (|1| (аналог), фільтрацію на вакуум-фільтрі, сушку в сушильному барабані, випал у гіпсоварильному котлі. Недоліками цього способу є значні витрати енергії на теплову обробку матеріалу, а також наявність рідких відходів - стічних вод.There is a known method of processing phosphogypsum into a gypsum binder, which includes neutralization of toxic substances with milk of lime (|1| (analog), filtration on a vacuum filter, drying in a drying drum, firing in a gypsum digester. The disadvantages of this method are significant energy consumption for thermal material processing, as well as the presence of liquid waste - sewage.
В роботі (21) (прототип), описано спосіб виготовлення фосфогіпсового в'яжучого, 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. Недоліком даного способу є необхідність енергоємних випалу та помелу і використання гіперпластифікатора, що суттєво підвищує вартість в'яжучого.In work (21) (prototype), the method of manufacturing phosphogypsum binder is described, which includes neutralization of phosphogypsum dihydrate with quicklime, drying, firing and grinding in a ball mill with the addition of a polycarboxylate or polyacrylate type hyperplasticizer to the composition of the binder. The disadvantage of this method is the need for energy-intensive firing and grinding and the use of a hyperplasticizer, which significantly increases the cost of the binder.
В основу корисної моделі поставлено задачу отримання в'яжучого з високою міцністю та низькою собівартістю за рахунок виключення енергоємних стадій випалу та помелу.The basis of a useful model is the task of obtaining a binder with high strength and low cost by eliminating the energy-intensive stages of firing and grinding.
Поставлена задача вирішується тим, що в способі двостадійної переробки фосфогіпсу на гіпсове в'яжуче переробку фосфогіпсу на гіпсове в'яжуче здійснюють у дві стадії, що включають обробку фосфогіпсу дигідрату концентрованою сульфатною кислотою на першій стадії та введення в отриману суспензію кальцію оксиду на другій стадії. Новим є те, що хімічна дегідратація фосфогіпсу дигідрату дозволяє уникнути енергоємних стадій помелу та випалу.The problem is solved by the fact that in the method of two-stage processing of phosphogypsum into a gypsum binder, the processing of phosphogypsum into a gypsum binder is carried out in two stages, which include the treatment of phosphogypsum dihydrate with concentrated sulfuric acid in the first stage and the introduction of calcium oxide into the resulting suspension in the second stage. What is new is that the chemical dehydration of phosphogypsum dihydrate avoids the energy-intensive stages of grinding and firing.
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 80-907С. Встановлено, що на першому етапі додавання до фосфогіпсу дигідрату сульфатної кислоти відбувається рівномірне зростання температури, потім спостерігається її зниження, що свідчить про завершення процесу гідратації сульфатної кислоти.Experimentally, it was determined that the initial temperature of phosphogypsum is 80-907C to activate the process. It was established that at the first stage of adding sulfuric acid dihydrate to phosphogypsum, there is a uniform temperature increase, then its decrease is observed, which indicates the completion of the sulfuric acid hydration process.
Для нейтралізації надлишку сульфатної та залишків фосфатної та флуоридної кислот необхідне введення кальцію оксиду. Після додавання до суміші кальцію оксиду спостерігається нове підвищення температури, що супроводжується перекристалізацією з утворенням нових часток кальцію сульфату.In order to neutralize the excess of sulfate and residues of phosphate and fluoride acids, it is necessary to introduce calcium oxide. After adding calcium oxide to the mixture, a new increase in temperature is observed, which is accompanied by recrystallization with the formation of new particles of calcium sulfate.
Процес дегідратації та хімічної перекристалізації дигідрату кальцію сульфату відбувається за схемою: сабо,нО сазо,2н,Он,ВО,нСао -- Я - | 2Саб5О,2Н,ОН,О а-сабо,0.5Н,0The process of dehydration and chemical recrystallization of calcium sulfate dihydrate takes place according to the scheme: sabo,nO sazo,2n,On,VO,nCao -- I - | 2Sab5O,2H,OH,O a-sabo,0.5H,0
ПрикладExample
Як сировинні матеріали використовували: усереднені проби відвального фосфогіпсу дигідрату - відходу виробництва екстракційної фосфатної кислоти та фосфатних добрив ВАТ "Сумихімпром", концентровану сульфатну кислоту та кальцію оксид.As raw materials were used: averaged samples of waste phosphogypsum dihydrate - waste from the production of extractive phosphoric acid and phosphate fertilizers of OJSC "Sumikhimprom", concentrated sulfuric acid and calcium oxide.
На кресленні зображена залежність температури суміші від мольного співвідношення сульфатної кислоти до води.The drawing shows the dependence of the temperature of the mixture on the molar ratio of sulfuric acid to water.
Шляхом попередніх експериментів обрано оптимальні умови протікання процесу отримання гіпсового в'яжучого.Through preliminary experiments, the optimal conditions for the process of obtaining a gypsum binder were chosen.
Відомо, що вологість свіжоотриманого фосфогіпсу коливається від 30 95 до 40 95 |З), а відвального поступово зменшується до 8 95. Для виділення необхідної для перебігу реакції дегідратації кальцію дигідрату кількості тепла - вологість фосфогіпсу повинна знаходитися в межах 55-65 95. Тому спосіб в лабораторних умовах здійснюється наступним чином. На першій стадії 100 г відвального фосфогіпсу дігідрату зволожують водою до значення загального вмісту води 60 95, нагрівають до 80 "С та додають концентровану сульфатну кислоту у мольному співвідношенні сульфатна кислота:вода - 1:6. На другій стадії в отриману суспензію вводять кальцію оксид в кількості, необхідній для нейтралізації доданої сульфатної кислоти.It is known that the moisture content of freshly obtained phosphogypsum ranges from 30 95 to 40 95 °C), and that of scrap gradually decreases to 8 95. To allocate the amount of heat necessary for the course of the dehydration reaction of calcium dihydrate, the moisture content of phosphogypsum must be within 55-65 95. Therefore, the method in laboratory conditions is carried out as follows. At the first stage, 100 g of scrap phosphogypsum dihydrate is moistened with water to a total water content of 60-95, heated to 80 "С and concentrated sulfuric acid is added in a molar ratio of sulfuric acid:water - 1:6. At the second stage, calcium oxide is introduced into the resulting suspension amount needed to neutralize added sulfuric acid.
Середній розмір часток вихідного дігідрату кальцію сульфату 38-42 мкм. За реакції утворюються частки напівгідрату кальцію розміром 4-6 мкм.The average particle size of the initial calcium sulfate dihydrate is 38-42 μm. During the reaction, particles of calcium hemihydrate with a size of 4-6 μm are formed.
Випробування зразків проводилися згідно з ДСТУ Б В.2.7-82-99 Будівельні матеріали.The samples were tested in accordance with DSTU B V.2.7-82-99 Building materials.
В'ЯЖУЧІ ГІПСОВІ. Технічні умови. Результати випробувань приведені у таблиці.BINDING GYPSUM. Specifications. The test results are given in the table.
ТаблицяTable
Результати випробування отриманого в'яжучогоTest results of the obtained binder
За ДСТУ БВ.2.7-82-99 межі міцності при стиску зразків-балочок розмірами 40 х 40 х 160 мм з витримкою 2 год., МПа не менше 8 8,2 межі міцності при вигині зразків-балочок розмірами 40 х 40 х 160 мм з витримкою 2 год., МПа не менше 3,85 4,03 термін тужавлення, хв. початок, не раніше (в 7 кінець, не пізніше 5.0) 19 максимальний залишок на ситі з розмірами вічка в . с. не більше 14 просвіті 0,2 мм, 90 вміст гідратної води, 95According to DSTU BV.2.7-82-99, the compressive strength limits of beam samples with dimensions of 40 x 40 x 160 mm with exposure for 2 hours, MPa not less than 8 8.2 strength limits during bending of beam samples with dimensions of 40 x 40 x 160 mm with exposure for 2 hours, MPa not less than 3.85 4.03 hardening time, min. beginning, not earlier (at 7 end, not later than 5.0) 19 maximum balance on the sieve with mesh sizes in . with. no more than 14 clearance 0.2 mm, 90 content of hydrated water, 95
Таким чином, запропонований спосіб переробки фосфогіпсу дозволяє отримувати гіпсове в'яжуче марки в'яжучого Г-8 згідно ДСТУ Б В.2.7-82-99 Будівельні матеріали. В'ЯЖУЧІ ГІПСОВІ.Thus, the proposed method of processing phosphogypsum allows obtaining gypsum binder of the G-8 binder grade according to DSTU B B.2.7-82-99 Building materials. BINDING GYPSUM.
Технічні умови.Specifications.
Джерела інформації: 1. Маркевич И.П., Печковский В.В. Утилизация и ликвидация отходов в технологии неорганических веществ / И.П. Маркевич, В.В. Печковский. - М.: Химия, 1984. -С. 121-126. 2. Деклараційний патент на корисну модель. Ме ОА 4226 0. Спосіб виготовлення в'яжучого з фосфогіпсу-дигідрату / Дворкін Л.И., Шестаков В.Л.; опубл. 2005, Бюл. Мо 1.Sources of information: 1. Markevich I.P., Pechkovsky V.V. Utilization and liquidation of waste in the technology of inorganic substances / I.P. Markevich, V.V. Pechkovsky. - M.: Chemistry, 1984. -S. 121-126. 2. Declaratory patent for a utility model. Me OA 4226 0. Method of production of binder from phosphogypsum dihydrate / Dvorkin L.I., Shestakov V.L.; published 2005, Bull. Mo 1.
З. Ахмедов М.А. Фосфогипс. Исследование и применение / М.А. Ахмедов, Т.А. Атакузиев. -Z. Akhmedov M.A. Phosphogypsum. Research and application / M.A. Akhmedov, T.A. Atakuziev. -
Ташкент: ФАН, 1980. - 172 с.Tashkent: Scientific Academy of Sciences, 1980. - 172 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201800065U UA129566U (en) | 2018-01-02 | 2018-01-02 | METHOD OF TWO-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201800065U UA129566U (en) | 2018-01-02 | 2018-01-02 | METHOD OF TWO-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA129566U true UA129566U (en) | 2018-11-12 |
Family
ID=64098416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201800065U UA129566U (en) | 2018-01-02 | 2018-01-02 | METHOD OF TWO-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA129566U (en) |
-
2018
- 2018-01-02 UA UAU201800065U patent/UA129566U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109476484B (en) | Method for preparing calcium sulfate | |
| CN102745923A (en) | Process for producing alpha type semi-hydrated gypsum by using industrial by-product gypsum | |
| CN106747240B (en) | A kind of alkalinity magnesium oxysulfide concrete and preparation method thereof | |
| CN103738986B (en) | A kind of dolomite calcination water-soluble separating calcium and magnesium produce the method for magnesium hydroxide and calcium carbonate | |
| CN113213498B (en) | Cement-based material carbonization recycling method and calcium carbonate whisker material | |
| CN103693727B (en) | Method for sewage neutralization and efficient cyclic utilization of waste residue | |
| CN104628276A (en) | Phosphogypsum treatment method | |
| CN104310830B (en) | A kind of method that β high purity plaster powder is produced with ardealite | |
| CN111003723B (en) | Method for preparing alpha-semi-hydrated gypsum by using chemical gypsum and alpha-semi-hydrated gypsum prepared by same | |
| CN109694098A (en) | Ardealite preprocess method and ardealite Thistle board and preparation method thereof | |
| CN105502980A (en) | Industrial production process for white titanium gypsum with low water content | |
| CN113511829A (en) | Method for preparing building gypsum powder from phosphogypsum | |
| CN106698988B (en) | Carbonate rock modified phosphogypsum and preparation method thereof | |
| JP6089792B2 (en) | Steelmaking slag treatment method | |
| UA129566U (en) | METHOD OF TWO-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder | |
| CN101381209B (en) | Method for transforming desulfating gypsum to alpha-half hydrated gypsum in atmospheric KCl solution | |
| CN110550927A (en) | Industrial waste gypsum mortar prepared by industrial tail gas synergy and toxicity solving method | |
| JP2022539665A (en) | Method for producing hydraulic binder from water treatment residue | |
| CN111807745A (en) | Modified phosphogypsum and preparation method thereof | |
| CN110156063A (en) | A method of utilizing crystal phase control method recycling treatment waste gypsum | |
| CN115716721A (en) | Method for directly preparing anhydrous gypsum by using phosphogypsum | |
| UA129565U (en) | METHOD OF THREE-STAGE TRANSFER OF PHOSPHOGYPSE DIGITRATE TO Gypsum Binder | |
| 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 | |
| JP6398745B2 (en) | Method for producing anhydrous gypsum |