Физико-механические свойства промышленных отходов фосфогипса

В данной статье рассматриваются способы получения гипсового вяжущего из промышленных отходов,фосфогипса. Здесь указаны возможности применения в различных сферах. Предполагается, что промышленные отходы создадут широкие возможности для создания строительных материалов в будущем, и сравниваются их преимущества и недостатки.

Ключевые слова: промышленные отходы, фосфогипс, гипсовое вяжущее, прочность, гипс, портландцемент, экология, экономика.

This article examines methods of obtaining gypsum binder from industrial waste, physical and mechanical properties of industrial waste phosphogypsum. Their potential applications in various fieldsare shown. It is assumed that industrial waste will create wide opportunities for creating building materials in the future, and their advantages and disadvantages are compared.

Keywords: industrial waste, phosphogypsum, gypsum binder, strength, gypsum, Portlandcement, ecology, economy.

Согласно постановлению Президента Республики Узбекистан Ш. М. Мирзиёева от 23 мая 2019 года и проводится планомерная работа по углублению структурных преобразований в отрасли строительных материалов, направленных на технологическое обновление. [1] Несмотря на повышенный спрос на охрану окружающей среды и большие средства, затрачиваемые на хранение отходов, объемы переработки продуктов, содержащих сульфат кальция, остаются небольшими и составляют 10–15℅ для ведущих стран СНГ. 30 млн тонн отходов Алмалыкского химического завода по производству фосфогипса занимают 145 г плодородной земли и отравляют подземные воды и близлежащие озера. Фосфогипс — отходы, получаемые в результате гидрохимической переработки природного фосфата кальция в фосфорную кислоту и концентрированные фосфорные удобрения, — важнейшая сырьевая база промышленности. Количество фосфогипса, получаемого вместе с основным продуктом, составляет 1,4–1,6 т на тонну переработанного фосфорита или апатита. В Узбекистане фосфогипс в больших количествах собирают в Алмалыке и Самарканде. Сульфат кальция, производимый в виде гипса, содержащего две молекулы воды, почти нерастворим в воде, поэтому раствор фосфорной кислоты легко отделяется от него, а раствор фосфорной кислоты выпаривается до концентрирования при определенной температуре. Фосфогипс содержит 75...95 ℅ бимолекулярного гидрогипса.

В фосфогипсе фториды или фториды кремния являются вторичными составляющими. Промышленные отходы Фосфогипс образуется как отходы при производстве больших количеств фосфорных удобрений. Его можно перерабатывать в серную кислоту и цемент. Однако на сегодняшний день такой техпроцесс. Из-за своей сложности до сих пор применяется в странах СНГ не увеличился. В настоящее время в нашей республике имеется 100 млн тонн фосфогипса и его формирование продолжается. В Ташкентском химико-технологическом институте произведены инновационные методы по выработке цемента и сульфатной кислоты, которая намного проще и экономичнее в использовании энергии. [2] Технология Эта технология теперь будет внедрена на практике.

Первые лабораторные исследования по переработке фосфогипса для получения воздушно-твердеющих вяжущих были проведены в 1933–1935 гг.

П. П. Будников и другие исследователи показали возможность получения строительного гипса, но производят такой гипс в промышленных масштабах по двум причинам те, кто пришел к мнению, что освобождение нецелесообразно, т. е. во-первых, фосфорная кислота, содержащаяся в фосфогипсе, увеличивает продолжительность адгезии готового изделия, во-вторых, механические свойства строительного фосфогипса очень низкие по уровне, его можно использовать только как дополнение к строительной штукатурке. Фосфогипс, контролирующий образование кристаллов в водной смеси,его получают автоклавированием с добавлением карбоксиметилцеллюлозы. [3]

Вяжущее вещество получено на основе фосфогипса. Фосфогипс — гипсовые промышленные отходы, используемые для производства вяжущего.

Вместе с основным производимым продуктом количество поступающего фосфогипса на тонну переработанного фосфорита или по сравнению с апатитом она составит от 1,4 до 1,6 т. В противном случае, завод, перерабатывающий фосфатное сырье, это один вагон фосфоритов или вывоз апатита и 1,5 вагона фосфогипса в виде фосфогипса с территории завода необходимо вывести, его транспортировка и хранение требуют больших денежных затрат.

Кристаллы гипса в фосфогипсе неодинаковы, некоторые из них SO42-ион, ионы SiO4 2- и PO43+ в решетках (решетках), а ионы кальция будут обменивать на Al3+, Fe3+ и редкоземельные элементы. Поэтому такой искусственный гипс называют фосфогипсом. Это основано на простой технологии свойства гипсовых вяжущих, полученных из фосфогипса делает хуже. Тем не менее, есть специальные, перечисленные ниже качество фосфогипса по обезвоживанию.

Эти методы включают в себя:

1. Удаление растворимой формы P2O5 промывкой в ​​воде.
2. Нейтрализация свободной фосфорной кислоты известью.
3. В известковом молоке осадить N3RO4 в виде фтор- или хлорапатита обработка фосфогипсом фтором или хлором.
4. Термическая обработка фосфогипса при температуре 120–150 градусов, затем обезвоживание в смеси серной и фосфорной кислот.

В этой смеси концентрация H2SO4 увеличивается на 0,5 %, вес, массовое отношение H3PO4: H2SO4 меньше единицы. В полученном продукте содержание фосфорной кислоты до 0,3 %, а содержание CaF2 до 0,02 % уменьшается. Таким образом, полученный гипс приближается по свойствам к природному гипсу.

5. Гипс в фосфогипсе с добавлением остаточной кислоты и добавок.

Добавляют достаточное количество извести или гидроксида кальция, чтобы поднять рН выше 7. Затем алюминий прокаливают, чтобы снизить pH до 7. обрабатывают сульфатом.

6. Фосфогипс обрабатывают термически. В результате получается сульфат кальция. переходит в промежуточную форму. Термообработанный продукт содержит либо известь, или известковый цемент, или сульфат трехвалентного железа, или их смешивается с водой, содержащей смесь.

После этого сульфат кальция гидратируют до тех пор, пока он не станет дигидратом, и соединения нерастворимы в воде. Снова под воздействием тепла при обработке образуется полуводный сульфат кальция.

7. Фосфогипс 60–900 одиночный или ступенчатый процесс гидроразделения в результате очистки образуются чистые кристаллы CaSO4*2H2O.

Обработка фосфогипсом одним из перечисленных выше способов после подачи строительной штукатурки и сверхпрочной штукатурки, известковой штукатурки в воздухе, таких как связующее, фосфоангидридный цемент и т. д. образуются твердеющие вяжущие материалы.

А также вместо этого можно использовать качественный природный двухводный гипс из переработанного фосфогипса. Способ производства технического гипса из фосфогипса, разработанный совместно с ВНИИСтром (Россия) Института общей неорганической химии РА ФА, использует фосфогипс под давлением на основе обезвоживания. α — полученная в ней половина молекулы гипса фильтруют, затем промывают в горячей воде и сушат (см. схему).

Технологическая схема перевода фосфогипса в α-полугидрат.

Таблица 1

Химический состав фосфогипса (в %)

Рентгенофазовый анализ также показал основной состав: α-кварц; д=4,24;

3,34; 2,44; 2,28; 2,22; 1,97; 1,82 А и так далее.

Литература:

1. Мирзиёев Ш. М. Критический анализ, строгий порядок, дисциплина и личная ответственность должны быть ежедневными правилами деятельности каждого руководителя. 31 января 2017 г.
2. Отагозиев Т. А., Отагозиев Э. Т. Химия связующих технологии. /Ташкент, «Чолпон», 2005.-256 с.
3. Махмудова Н. А., Нуритдинов Х. Н. Связующие. / Образование руководство. ТАКИ, Ташкент, 2000. — 83 с.
4. Махмудова Н. А., Нуритдинов Х. Н. Методическое пособие. Связующие. ТАКИ, Ташкент. 2012.