Патент на изобретение №2367629
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ГИПСА
(57) Реферат:
Изобретение относится к способу получения гранулированного гипса и может найти применение в промышленности строительных материалов. В способе получения гранулированного гипса из кислого отхода производства фтористого водорода, включающем нейтрализацию указанного отхода известьсодержащим агентом, которую осуществляют одновременно с грануляцией, причем вводят известьсодержащий агент в количестве, необходимом по стехиометрическому соотношению или в избытке не более 5,0 мас.% от стехиометрического, и одновременно подают воду в количестве 13,0-15,0 мас.% от массы гранулируемого продукта, технологический процесс ведут в барабанном грануляторе при числе оборотов барабана 10-20 об/мин в течение одного часа с получением гранул размером 20-50 мм не менее 90-95%, 5-20 мм остальное и содержанием свободной серной кислоты 0,02-0,05 мас.%. 1 табл.
Изобретение относиться к способам получения гранулированного гипса из отходов производства фтористого водорода и может быть использовано в цементной промышленности, а также для изготовления строительных изделий. Известен способ получения гранулированного гипса из кислого отхода производства фтористого водорода (см. патент России Известен также способ получения гранулированного гипсового вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода (см. патент России Однако недостатком данного способа является использование избытка отхода производства плавиковой кислоты из шламохранилища – фторгипса как одного из составляющих, способствующих повышению полноты и высокой скорости нейтрализации серной кислоты, что делает данный способ дорогостоящим. Использование энергоемкого оборудования: барабанной мельницы и тарельчатого гранулятора также в значительной мере усложняет процесс, кроме того, низкая начальная прочность гранул приводит к необходимости увеличения времени на дозревание гранул, т.е. ведет к увеличению продолжительности технологического цикла. Таким образом, известный способ получения гипсового вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода является наиболее близким аналогом предлагаемого способа и выбран в качестве прототипа. Технической задачей, решаемой предлагаемым способом, является процесс получения гранулированного гипса за счет совместной нейтрализации и грануляции в барабанном грануляторе, что значительно упрощает технологию, снижает энергетические и временные затраты, а также повышает начальную прочность гранул без уменьшения их конечной прочности. Кроме того, выход товарной фракции гранул 20-50 мм не менее 90-95%. Указанная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе получения гранулированного гипса из кислого отхода производства фтористого водорода, включающем нейтрализацию кислого отхода известьсодержащим агентом, одновременно с процессом нейтрализации осуществляют процесс грануляции, причем в кислый отход дополнительно вводят известьсодержащий агент в количестве, необходимом по стехиометрическому соотношению или в избытке не более 5,0 мас.% от стехиометрического одновременно с подачей воды в количестве 13,0-15,0 мас.% от массы гранулируемого продукта. Процесс ведут в барабанном грануляторе при числе оборотов n=10-20 об/мин, обеспечивающем число Фруда (0,2-1,9)·10-2 в течение одного часа (Fr=(n2·d)/g), выход товарной фракции при этом достигает 20-50 мм не менее 90-95%. Соотношение дозировки нейтрализующего агента, рассчитанного в количестве, необходимом по стехиометрическому соотношению или в избытке не более 5,0 мас.% от стехиометрического количества, обеспечивает химическое взаимодействие избыточной серной кислоты и известьсодержащего агента в продукте нейтрализации в процессе грануляции, при этом содержание свободной серной кислоты в гранулированном продукте не превышает допустимое. Соотношение количества воды и гранулируемого продукта, число оборотов, число Фруда, а также время ведения процесса определяется физико-химическими параметрами процесса грануляции. Получение гранулированного гипса осуществлялось из кислого отхода производства фтористого водорода Полевского криолитового завода. Необходимый кислый отход производства фтористого водорода, полученный из печи разложения флюоритового концентрата с внутренним обогревом при температуре 220-230°С, массой 1000 кг с содержанием свободной серной кислоты 5,0 мас.%, помещаем в барабанный гранулятор, при числе оборотов барабана 10-20 об/мин, обеспечивающем число Фруда (0,2-1,9)·10-2, вместе с нейтрализующим агентом, в количестве, необходимом по стехиометрическому соотношению или в избытке не более 5,0 мас.% от стехиометрического, одновременно подаем воду в количестве 13,0-15,0 мас.% от массы гранулированного продукта. Грануляцию ведем в течение одного часа до получения гранул с размером 20-50 мм в количестве не менее 90-95%. Введение воды менее 13,0 мас.%, не обеспечивает желаемой степени нейтрализации и грануляции. Кроме того, меньшее количество воды снижает активность нейтрализующего агента, что приводит к ухудшению процессов нейтрализации и грануляции. Ведение процесса грануляции мене одного часа, с числом оборотов барабанного гранулятора менее 10 об/мин, обеспечивающее число Фруда менее 0,2·10-2, не дает желаемой степени и скорости грануляции. Введение количества воды более 15,0 мас.% затрудняет процесс грануляции и снижает начальную прочность гранул. Увеличение числа оборотов барабанного гранулятора также нецелесообразно, поскольку ведет увеличению энергетических затрат, прочность гранул при этом увеличивается незначительно. Введение известьсодержащего агента более 5,0 мас.% также незначительно увеличивает прочность гранул. Предел прочности гранул на сжатие (начальную прочность) определяли на измерителе прочности гранул ИПГ-2 через 5 минут после выхода гранул из гранулятора. Конечную прочность определяли на момент отгрузки целевого продукта на прессе РП-2. Начальную влажность гранул замеряли весовым методом на выходе из гранулятора без подсушивания гранул. Аналогично описанному примеру (пример 1) осуществляли получение гранулированного гипса при параметрах, значение которых является предельно допустимыми (примеры 2-9). Технологические параметры полученного гранулированного гипса и характеристики целевого продукта, полученного заявленным способом, а также способом, принятым за прототип, приведены в таблице. Как видно из приведенных примеров, данный способ по сравнению с прототипом обеспечивает при существенном упрощении процесса снижении энергетических и временных затрат, получение гранулированного гипса с более высокими прочностями гранул. Данные по пределу прочности свидетельствуют о том, что выход качественного целевого продукта, готового к отгружению потребителю, возможен уже через 12 часов, тогда как по прототипу требуется времени в два раза больше. Предлагаемый способ обеспечивает применение гранулированного продукта в цементной промышленности, значительно упрощает технологический процесс, а также значительно его удешевляет и исключает стадию дозревания гранулированного материала. Применение способа обеспечивает следующие технико-экономические преимущества: – значительное упрощение технологического процесса за счет проведения совместной нейтрализации и грануляции кислого отхода получения фтористого водорода без его предварительного дополнительного измельчения в процессе нейтрализации и охлаждения; – получение гранулированного гипса с высокими эксплуатационными свойствами; – возможность применения получаемого продукта в качестве минерализующей добавки и в качестве регулятора сроков схватывания при производстве цемента вследствие низкой кислотности гранул и содержания товарной фракции гранул размером 20-50 мм не менее 90-95%; – высокая транспортабельность полученного продукта, исключение пыления и слеживания при транспортировке вследствие высокой прочности гранул и содержания товарной фракции гранул размером 20-50 мм не менее 90-95%.
Формула изобретения
Способ получения гранулированного гипса из кислого отхода производства фтористого водорода, включающий нейтрализацию указанного отхода известьсодержащим агентом, грануляцию, отличающийся тем, что указанную нейтрализацию осуществляют одновременно с грануляцией, причем вводят известьсодержащий агент в количестве, необходимом по стехиометрическому соотношению или в избытке не более 5,0 мас.% от стехиометрического, и одновременно подают воду в количестве 13,0-15,0% от массы гранулируемого продукта, технологический процесс ведут в барабанном грануляторе при числе оборотов барабана 10-20 об/мин в течение одного часа с получением гранул размером 20-50 мм не менее 90-95%, 5-20 мм -остальное и содержанием свободной серной кислоты 0,02-0,05 мас.%.
|
||||||||||||||||||||||||||
2081078, кл. С04В 11/06, C01F 11/46, опубл. 06.10.1997), включающий нейтрализацию кислого отхода производства фтористого водорода и грануляцию продукта нейтрализации водой, причем нейтрализацию осуществляют одновременно с помолом, нейтрализующий агент при этом вводят в количестве, превышающем стехиометрическое на 28,0-73,0 мас.%, а грануляцию ведут водой, подаваемой в количестве 12,0-17,0 мас.% от массы гранулируемого продукта.