Гипсовые строительные материалы и изделия, полученные механохимической активацией техногенного сырья (27.10.2009)

Автор: Сучков Владимир Павлович

8,0 8,1 8,6 8,6 9,0 11,0

Фосфополугидрат

пыль энергофильров

- 3 0,09

6,6 0,20

8,8 0,28

10,3 0,56

14,2 15,1 17,2 18,1 18,8 19,0

Для получения сопоставимых данных удельная поверхность определена также методами низкотемпературной адсорбции азота и хроматографии-

ческим.

Исследования показали, что после 30 мин. обработки смеси на бегунах удельная поверхность увеличилась с 8,3 м2/г до 29 м2/г (метод низкотемпературной адсорбции азота) и с 1,6 м2/г до 4,3 м2/г (хроматографический метод), что согласуется с результатами определения удельной поверхности методом воздухопроницаемости.

Из табл. 5 следует, что в процессе обработки на бегунах содержание химически связанной воды в пробе без введения активатора в пересчете на сухой продукт возрастает с 6,6% до 8,0%. Введение добавки-активатора привело к существенному ускорению процессов гидратации, и содержание химически связанной воды в пробе возросло с 6,6 до 14,2%, то есть до 75% полуводного сульфата кальция превратилось в дигидрат.

Через 5-7 ч. хранения прессованных образцов превращение полуводного гипса в дигидрат практически закончилось. Об этом также свидетельствуют результаты ДТА, ИКС, ЯМР и рентгеновского фазового анализов.

Исследования показали, что МХА фосфополугидрата решает 3 задачи:

1.Нейтрализации кислот (ортофосфорной и серной) в жидкой фазе остатка на фильтре.

2.Ускорения процессов гидратации и твердения.

3.Изменения реологических свойств формовочной смеси. ФПГ с фильтра ? рыхлый, сыпучий продукт с влажностью до 30%. Кристаллы полуводного сульфата кальция агрегированы. После обработки на бегунах образуется пластичная, связная формовочная смесь. Это может быть обусловлено разрушением агрегатов и снижением содержания «иммобилизованной» воды, т.е. воды, находящейся в агрегате и не влияющей на удобоукладываемость. Следовательно, МХА облегчает также процессы формования изделий.

Исследования показали, что обработка на бегунах в течение 5-6 мин.

позволяет получить быстросхватывающиеся и быстротвердеющие формовочные смеси, аналогичные смесям, применяющимся при производстве гипсовых строительных изделий, из природного сырья.

На основании проведенных исследований в производственных условиях на Никольском заводе керамических изделий (методом пластического формования на ленточном прессе) и на Павловском заводе силикатных материалов (методом полусухого прессования) получены партии кирпича и гранул, последние использованы при помоле клинкера портландцемента, ВАЗ вместо природного гипсового камня.

Испытания портландцемента, проведенные по методике ГОСТ 310.4, показали, что замена гипсового камня гранулированным фосфополугидратом незначительно влияет на технические свойства вяжущего.

Технологическая схема производства гранул из ФПГ ВАЗ приведена на рис. 3

ФПГ с карусельного фильтра по существующей системе сухого удаления через дозатор (1) поступает в бегуны (3), где перемешивается с активатором.

Добавка-активатор пневмотранспортом подается в бункер (2) и через весовой дозатор также подается в бегуны (3).

Активированная смесь готовой продукции поступает на конвейер схватывания (4) разравнивается на ленте и сбрасывается в склад готовой продукции (5), где производится выдержка до окончания процессов гидратации.

При производстве строительных изделий активированная смесь через расходный бункер подается на формование и сформованные изделия – на склад готовой продукции.

Замена в технологической схеме конвейера схватывания на формовочный агрегат (например, кассету) позволяет получать гипсовые строительные изделия – плиты для межкомнатных перегородок, стеновые камни и др.

Разработан технологический регламент производства гранул из фосфополугидрата. На основании регламента Всесоюзным алюминиево-

Рис. 3. Технологическая схема гранулирования фосфополугидрата:

1 – дозатор; 2- бункер хранения; 3 – бегуны; 4 – конвейер схватывания; 5 – склад

магниевым институтом (ВАМИ) подготовлено проектное решение цеха грануляции фосфополугидрата ВАЗ мощностью 200 тыс. тонн гранул в год.

Влажность остатка на карусельном фильтре цеха экстракции ВАЗ не превышает 30%. На превращение полуводного сульфата кальция в дигидрат расходуется 10-12% воды от массы сухого продукта, поэтому влажность гранул и изделий не превышает 15-20%. По этой причине предложенная технология не предусматривает тепловой обработки как на стадии подготовки сырья (обжиг), так и на стадии производства гранул, т.е. технология относится к энергосберегающим. Сравнительная простота производства, использование выпускаемого промышленного оборудования (бегуны, кассеты), невысокие приведенные затраты энергии на производство позволяют получить изделия, способные конкурировать с аналогичной продукцией, изготовленной из природного гипсового сырья.

Четвертая глава посвящена исследованию свойств фосфополугидрата ОАО «Воскресенские минудобрения».

На ВАЗ и ОАО «Воскресенские минудобрения» используется Кольский апатитовый концентрат и сходная технология его переработки.

Влажность ФПГ, отобранного с фильтра, изменяется в пределах от 21 до 25 % по массе. Насыпная плотность – от 670 до 740 кг/м3.

Исследования проб ФПГ показали, что по химическому, фазовому и зерновому составу ФПГ ВАЗ и ОАО «Минудобрения» различаются несущественно.

Проведенные в лабораторных условиях исследования МХА фосфополугидрата ОАО «Минудобрения» показали, что его переработку можно осуществлять по технологической схеме, приведенной на рис. 3 Обработка ФПГ проводилась на бегунах. В качестве добавки-активатора предложено использовать пыль вращающихся печей цементного завода «Гигант» (расход – 3% массы сухого ФПГ).

С 1995 г в г. Воскресенске организовано производство строительных изделий из ФПГ с предварительной механохимической активацией отхода (фирма «Эсма»).

Из ФПГ изготавливаются: плиты межкомнатных перегородок; стеновые камни; архитектурно-декоративные изделия.

Объем переработки ФПГ достигает 120 тыс. т в год.


загрузка...