|
| |
  |
Перейти на главную Журналы Фирма Knauf предлагает три варианта производства вяжущих из фосфогипса в зависимости от области его дальнейшего использования. Принципиальная схема этих трех вариантов представлена на рис. 4.1. По I варианту загрязненный фосфогипс промывают и флотируют для удаления водорастворимых и твердых примесей, затем дегидратируют в котлах периодического или непрерывного действия. Полученный чистый продукт не оказывает разрушающего действия на картон, покрывающий поверхность панелей или плит. По II варианту состав фосфогипса соответствует отношению ангидрита к полугидрату, равному 1/3 : 2/3. Стадия очистки от примесей может быть той же, что и по I варианту; степень очистки можно снизить за* счет уменьшения дозировки химических реагентов на стадии флотации. В процессе грануляции к дегидратированному фосфо-гипсу добавляют воду и вещества, осаждающие нерастворимые соединения фосфора. Затем продукт вьщерживают в специальных реакторах, где происходит образование фосфатов, которое заканчивается в процессе обжига и рассеивания. III вариант разработан для получения полугидратнрго фосфогипса непосредственно в производстве экстракционной фосфорной кислоты. Так как полугидрат содержит намного меньше примесей по сравнению с дигидратом, то необходимость первых четырех стадий его очистки отпадает. Одна из технологий получения высокопрочного фосфогипсового вяжущего реализована на Воскресенском химическом заводе (Московская обл.). В соответствии с фосфогипс от фильтров линии фосфорной кислоты подают в мешалку, разбавляют до получения суспензии с концентрацией 400 г/л и транспортируют по трубопроводу к установке по его переработке. Суспензию принимают в емкости и центробежными насосами подают в барабанные вакуумные фильтры, предназначенные для промывки и фильтрации фосфогипса. Промытый кек вновь разбавляют водой до концентрации около 700 г/л и полученную суспензию перекачивают в автоклавы. Образовавшуюся в автоклавах суспензию а-полугидрата охлаждают и нагнетают в вакуум-фильтры. Отфильтрованный и промытый горячей водой кек с влажностью около 12-15% высушивают в прямоточных трубах-сушилках до 4,5% содержания кристаллизационной воды. Высушенный а-полугидрат измельчают в шаровых мельницах и транспортируют в силосы для хранения готового продукта. Технология получения высокопрочного гипса из фосфогипса, разработанная институтом ВНИИСТРОМ, предусматривает доведение соотношения в фосфогипсовом шламе жидкой и твердой фаз до единицы, введение в полученную суспензию добавки ПАВ - регулятора кристаллизации полугидрата - и гидротермальную обработку усредненной суспензии в автоклаве, где происходят дегидратация фосфо- Фосфогипс Фосфогипс Промывка Промывка Флотация Флотация Вакуум-фил ьтрация Вакуум-фильтрация Сушка Сушка с частичной дегидратацией Гранулирование Обжиг Дозревание в бункерах Обжиг Размол Размол а-полугидрат для производства плит Строительный гипс Фосфогипс Гранулирование Дозревание в бункерах Обжиг Размол Строительный гипс Рис. 4.1. Принципиальная схема процесса получения гипсовых вяжущих методом фирмы Knauf (три варианта) гипса и кристаллизация полугидрата кальция а-модификации. На вакуум-фильтре твердая фаза суспензии отделяется и поступает последовательно на сушку, помол и склад готовой продукции. На подобной технологической линии получение высокопрочного гипса из фосфогипса может быть непрерывным и полностью автоматизированным. Использование двух автоклавов вместимостью 25 м позволяет получать в год 100-110 тыс. т высокопрочного гипса. Цикл тепловлажностной обработки составляет 45 мин. Схватывание фосфогипсового вяжущего начинается через 8-10 мин, конец - через 10-15 мин, предел прочности на сжатие составляет 30-50 МПа, т. е. в 3-4 раза выше прочности на сжатие обычного строительного гипса. Высокая влажность и дисперсность фосфогипса обусловливают перспективность применения автоклавных способов для получения высокопрочных гипсовых вяжущих. При автоклавных технологиях испаряется не вся свободная и вьщеляющаяся при дегидратации вода, а лишь вода, остающаяся после фильтрации продукта автоклавной обработки. При нагревании фосфогипсовой пульпы в автоклаве при 114-125 °С гипс растворяется и жидкая фаза становится пересыщенной по отношению к полугидрату, что и приводит к кристаллизации игольчатых кристаллов а-полугидрата. В отличие от кристаллов (3-полугидрата, образующихся в варильных котлах и других аппаратах, сообщающихся с атмосферой, относительно крупные кристаллы а-СаЗОз0,5Н2О имеют существенно меньшую водопотребность и формируют искусственный камень с более высокими физико-механическими свойствами. На созданной во ВНИИстроме опытной установке организовано экспериментальное изготовление стеновых камней с использованием продукта автоклавной обработки сырьевой смеси фосфогипса и гидравлических компонентов. Принципиальная схема установки приведена на рис. 4.2. Предложена технология получения высокопрочных гипсовых вяжущих обработкой исходного фосфогипса в растворах кислот или солей, имеющих температуру кипения 105-120 °С, с промывкой и высушиванием готового продукта. Важным резервом значительного повышения экономичности автоклавного способа переработки фосфогипса является ликвидация сушки, помола, а в перспективе и фильтрации продукта автоклавной обработки. На эти стадии расходуется около 45% капитальных, около 50% текущих, более 60% тепловых и энергетических затрат. Процесс получения вяжущего заключается в дегидратации гипса, содержащегося в фосфогипсе, до полугидрата, а процесс изготовления изделий - в обратном: гидратации полугидрата до гипса в большом избытке воды. Таким образом, наблюдается парадоксальный факт: при влажном исходном сырье (фосфогипс) и влажном готовом продукте (гипсовые изделия) на промежуточной стадии технологического процесса посредством сушки получают порошкообразный продукт (гипсовое вяжущее), который при изготовлении изделий на этом же предприятии уже через короткое время вновь смешивают с водой. Эффективно производство изделий непосредственно из фосфогипса по одностадийной технологии, предусматривающей осуществление обоих химических процессов - дегидратации двуводного гипса и гидратации образуемого полугидрата - в пределах одного технологического цикла. Дегидратация протекает по принципу «самозапаривания». 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [ 64 ] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 |
