Патент на изобретение №2302395

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2302395 (13) C1
(51) МПК

C04B11/05 (2006.01)
C04B11/02 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 29.11.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2005131104/03, 30.09.2005

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

30.09.2005

(46) Опубликовано: 10.07.2007

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2003137096 А, 10.06.2005. SU 1794925 A1, 15.02.1993. RU 2190577 C1, 10.10.2002. GB 1262084 A, 02.02.1972. CN 1203894 A, 06.01.1999.

Адрес для переписки:

197136, Санкт-Петербург, а/я 55, пат.пов. Ю.В.Рыбакову, рег. № 244

(72) Автор(ы):

Иванов Олег Игоревич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью “СТРОИТЕЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ “ТЕРМИНАЛ” (RU)

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОДНОВРЕМЕННО АНГИДРИТОВОГО ЦЕМЕНТА И ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО

(57) Реферат:

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к технике получения гипсового и ангидритового вяжущих веществ из природного сырья или отходов производства, содержащих сульфат кальция: фосфогипс, борогипс, энергогипс и т.п. Технический результат – обеспечение получения качественных ангидритового цемента и гипсового вяжущего марок Г2 и Г3, уменьшение суммарных затрат энергии и топлива, повышение производительности и снижение себестоимости получаемых вяжущих. В способе производства одновременно ангидритового цемента и гипсового вяжущего, включающем получение ангидритового цемента путем обжига сырья в противоточной вращающейся печи и гипсового вяжущего путем выделения твердых частиц из пылевоздушной смеси в пылеосадительном агрегате, режим обжига устанавливают так, что температура ангидритового цемента на выходе из вращающейся печи составляет 600-1000°С, а температура гипсового вяжущего в пылеосадительном агрегате 160-190°С. 4 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве ангидритового цемента и гипсового вяжущего из сырья, в том числе промышленных отходов, состоящих преимущественно из гипса, фосфогипса, энергогипса, борогипса и других.

Вяжущие вещества, состоящие из сульфатов кальция, по составу и свойствам разделяют на две разновидности.

1. Гипсовые вяжущие, состоящие преимущественно из полуводного сульфата кальция (CaSO4·0,5H2O), получают обжигом гипса (CaSO4·2H2O) при температуре не выше 190°С.

2. Ангидритовые вяжущие, состоящие преимущественно из нерастворимого ангидрита (CaSO4), получают обжигом гипса при температуре 400-900°С.

Известен способ производства гипсовых вяжущих из природного сырья или фосфогипса в сушильном барабане или шаровой мельнице. Сырье подается в шаровую мельницу, где осуществляется его сушка, измельчение и обжиг. Далее пылевоздушная смесь разделяется в циклоне, батарейном циклоне и электрофильтре. В этом случае сырье в виде пылевоздушной смеси находится в зоне обжига в течение 1-3 секунд и образуется неоднородный по составу продукт, содержащий различные модификации сульфата кальция (полугидрат, и ангидрит, гипс). Короткие сроки обжига не позволяют получить гомогенный ангидритовый цемент, состоящий преимущественно из ангидрита, стабильный по составу и техническим свойствам (1).

Известно, что ангидритовый цемент получают обжигом окускованного сырья (щебня различных фракций) во вращающихся печах (2).

Использование при обжиге во вращающихся печах мелких фракций, а также дисперсных промышленных отходов (например, фосфогипса) приводит к уносу из рабочего пространства печи значительного количества пылевидных частиц, которые необходимо отделить от отходящих газов в пылеосадительных агрегатах – циклонах, батарейных циклонах и электрофильтрах. Эти фракции возвращаются в печь, а их выход может достигать 40% массы сухого сырья, что существенно повышает себестоимость ангидритового цемента.

Наиболее близким способом относительно заявленного является способ производства одновременно ангидритового цемента и гипсового вяжущего, включающий получение ангидритового цемента путем обжига сырья в противоточной вращающейся печи и гипсового вяжущего путем выделения твердых частиц из пылевоздушной смеси в пылеосадительном агрегате (3).

Задачей изобретения является способ производства во вращающейся печи стабильных по составу и свойствам одновременно двух промышленных продуктов – ангидритового цемента и гипсового вяжущего, что приводит к повышению производительности печи, снижению приведенных затрат топлива и энергии и себестоимости.

Это достигается тем, что предложен способ производства одновременно ангидритового цемента и гипсового вяжущего, включающий получение ангидритового цемента путем обжига сырья в противоточной вращающейся печи и гипсового вяжущего путем выделения твердых частиц из пылевоздушной смеси в пылеосадительном агрегате, характеризующийся тем, что режим обжига устанавливают так, что температура ангидритового цемента на выходе из вращающейся печи составляет 600-1000°С, а температура гипсового вяжущего в пылеосадительном агрегате 160-190°С.

В зависимости от типа выбранного теплового агрегата, скорости подачи сырья, его влажности режим обжига устанавливается так, что температура пыли, отделяемой в пылеосадительном устройстве, изменяется в пределах от 160 до 190°С, а температура продукта на выходе из вращающейся печи – в пределах от 600 до 1000°С.

Примеры конкретного применения предлагаемого способа приведены ниже.

Пример 1. Все экспериментальные исследования проведены в производственных условиях в противоточной вращающейся печи 60×3 метра.

Использованное сырье – отвальный фосфогипс, влажностью – 38,0%, содержание двуводного сульфата кальция – 95,2% от массы сухого отхода.

Режим обжига устанавливался и контролировался по двум параметрам:

а) температуре продукта обжига на выходе из вращающейся печи;

б) температуре продукта, получаемого при разделении пылевоздушной смеси в электрофильтре, т.к. в нем отделяется до 99% твердых частиц по массе.

Путем увеличения расхода топлива в печи температура продукта в электрофильтре последовательно повышалась до 190°С с одновременным отбором проб для испытания по методике ГОСТ 125-79. Одновременно контролировалась температура и отбирались пробы продукта на выходе из вращающейся печи для последующих испытаний по методике СНиП 1-В.2-69.

Результаты испытаний проб вяжущих из электрофильтра приведены в табл.1.

Таблица 1
Температура
гипсового вяж. продукта, °С
Водопотребность вяжущего, % Сроки схватывания, мин Предел прочности при сжатии в возрасте 2 часа, МПа
Начало Конец
160 91 1,5 12,0 1,6
170 86 2,0 11,5 2,2
180 81 -2,5 10,5 2,7
190 72 3,5 9,0 3,2

Пробы, отобранные при температурах ниже 150°С и выше 190°С, обладают высокой водопотребностью, быстро схватываются, не могут быть испытаны по методике ГОСТ 125-79 и не соответствуют требованиям этого ГОСТа.

Из таблицы 1 следует, что при производстве гипсового вяжущего из фосфогипса температура продукта в электрофильтре должна быть не ниже 160°С, при этом получено вяжущее марок Г-2, Г-3.

Результаты испытаний ангидритового цемента по методике СНиП 1-В.2-69 приведены в таблице 2. В качестве катализатора использовался сульфат натрия, введенный в количестве 0,8% от массы вяжущего. Образцы размером 7,07×7,07×7,07 мм приготовлены из растворной смеси состава 1:3 по массе. В качестве заполнителя использовался стандартный кварцевый песок для испытания цемента.

Образцы хранились на воздухе при температуре 18-20°С.

Таблица 2
Температура продукта обжига на выходе из печи, °C Водопотребность, % Сроки схватывания, час Предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток, МПа
Начало Конец
500 48 1 3 5,2
600 32 3 9 17,0
700 30 3 8 18,0
800 32 4 8 21,0
900 32 3 9 23,0
1000 31 4 9 24,0

Из таблицы 2 следует, что ангидритовый цемент, соответствующий СНиП, можно получать обжигом фосфогипса в температурном интервале от 600 до 1000°С. В этих условиях определяющим параметром является температура продукта, получаемого в электрофильтре гипсового вяжущего, т.к. гипсовое вяжущее, соответствующее требованиям ГОСТа, можно получить в существенно более узком температурном интервале (таблица 1).

Соотношение выходов вяжущих определяется конструкцией вращающейся печи, в частности цепной зоны.

Пример 2. В качестве сырья использовался новомосковский гипсовый камень. Влажность камня – 6 %, содержание гипса – 85,2%. Гипсовый камень предварительно измельчен в промышленной молотковой дробилке, удельная поверхность – 2600 м2/г. Обжиг измельченного камня проведен во вращающейся печи. Методики отбора проб испытания вяжущих приведены в примере 1.

Результаты испытаний гипсовых вяжущих приведены в таблице 3.

Таблица 3
Температура продукта гипсового вяжущего, °С Водопотребность, % Сроки схватывания, мин Предел прочности при сжатии, возраст 2 часа, МПа
Начало Конец
150 92 1,5 12,0 0,2
160 52 4,5 9,0 5,1
170 61 3,5 10,0 3,2
180 72 2,0 11,0 1,5

Из таблицы 3 следует, что при обжиге измельченного природного сырья температура продукта в электрофильтре должна быть близкой к 160°С.

Результаты испытаний ангидритового цемента приведены в таблице 4.

Таблица 4
Температура продукта на выходе из печи, °С Водопотребность, % Сроки схватывания, час Предел прочности при сжатии в возрасте 28 часа, МПа
Начало Конец
500 46 1,5 4,0 5,6
600 35 2,5 6 15,1
700 33 3 8 16,2
800 35 3,5 8 20,3
900 31 3 9 21,2
1000 37 4 9 21,0

Из таблицы 4 следует, что обжигом природного гипса при температурах 600-1000°С также можно получать ангидритовый цемент, соответствующий требованиям СНиПа.

Изобретение может быть использовано для производства гипсового вяжущего и ангидритового цемента из природного сырья и промышленных отходов, что приведет к сокращению затрат топлива и энергии, повышению производительности и снижению себестоимости.

Источники информации

1. Патент РФ N1794925, 1993 г.

2. А.В.Волженский, “Минеральные вяжущие вещества”, 1979 г., с.63.

3. RU 2003137096, опубл. 25.12.2003.

Формула изобретения

Способ производства одновременно ангидритового цемента и гипсового вяжущего, включающий получение ангидритового цемента путем обжига сырья в противоточной вращающейся печи и гипсового вяжущего путем выделения твердых частиц из пылевоздушной смеси в пылеосадительном агрегате, отличающийся тем, что режим обжига устанавливают так, что температура ангидритового цемента на выходе из вращающейся печи составляет 600-1000°С, а температура гипсового вяжущего в пылеосадительном агрегате 160-190°С.

Categories: BD_2302000-2302999