Лабораторный технологический регламент получения безобжигового минерального вяжущего из отвального фосфогипса

В процессе разработки технологического регламента предложена технологическая схема получения безобжигового вяжущего из лежалого фосфогипса, которая включает сушку и измельчение исходного техногенного сырья (рисунок 2).

Активация

Сушка t=200⁰C, время – 2ч

  Просеивание  

Гипсовое вяжущее

Измельчение -0,4мм

Лежалый фосфогипс

Рисунок 2 - Технологическая схема получения гипсового вяжущего из лежалого фосфогипса

Отработаны основные технологические параметры процесса (определен состав основного сырья, его влажность, содержание примесей Р₂О₅ и соединений фтора; температура и время дегидратации фосфогипса, степень измельчения компонентов и др.). В ходе исследований уточнены параметры и приемы технологического процесса переработки фосфогипса на гипсовое вяжущее, соблюдение которых позволит получать продукт высокого качества.

В технологическом процессе предусматривается улавливание пылевых и газообразных частиц, образующихся в процессе сушки, измельчения и просеивания фосфогипса.

Для получения гипсового вяжущего из проб фосфогипса в лабораторных условиях использовался лежалый фосфогипс из отвала ТОО «Казфосфат» «МУ».

В металлические поддоны засыпали ровным слоем образцы фосфогипса массой до 3 кг. Поддоны с фосфогипсом устанавливали в термошкаф с внутренней циркуляцией воздуха и последовательно подвергали термообработке при температуре 200 ^ОС в течение 4-х часов.

Через 2 часа термообработки отбирали пробы образцов фосфогипса для предварительной оценки в них содержания общей воды. К контрольному времени (через 2 часа) содержание Н₂О_общ. в образцах проб составляло 6,0 %. После 4-х часов термообработки содержание Н₂О_обш в пробах составляло менее 4%.

Режим термообработки образцов фосфогипса, реализуемый в лабораторных условиях, сопровождался дегидратацией CaSO₄∙2H₂O до β-CaSO₄∙0,5H₂O.

После завершения термообработки продукты размалывали в шаровой мельнице со стеклянными шарами до полного прохождения всего материала через сито с отверстиями - 0,4 мм. Несмотря на то, что дегидратированный фосфогипс мелкодисперсный, стадия его размола обязательна, т.к. термообработанный и размолотый фосфогипс является готовым гипсовым вяжущим и размол позволяет заметно повысить его качество.

5.1.1 Характеристика готового продукта – гипсового вяжущего

В процессе изучения образцов гипсового вяжущего, изготовленного из фосфогипса, было проведено их рентгенофазовое исследование. На рентгенограммах в готовом продукте зафиксированы пики, соответствующие полугидрату сульфата кальция CaSO₄·0,5H₂O и безводному СaSO₄ (ангидриту).

В ходе исследований были определены углы естественного откоса и насыпные плотности полученных образцов гипсового вяжущего. Указанные показатели важны для проектирования оборудования узлов хранения и упаковки продукта.

Таблица 4 - Физико-механическая характеристика образцов термообработанного и измельченного фосфогипса

№ Образца	Угол естествен-ного откоса, град.	Насыпной вес, кг/м^3
Без утряски	С утряской
№ 1
№ 2

По стандартным типовым методикам определен состав образцов гипсового вяжущего и проведено определение значения рН 10%-ной суспензии, приготовленной на основе продукта и дистиллированной воды (таблица 5). Результаты изучения состава образцов вяжущего показали, что в процессе термообработки фосфогипса снизилась доля водорастворимой формы Р₂О₅.

Таблица 5 - Состав образцов дегидратированного фосфогипса

Наименование показателей и единицы измерения	Проба № 1	Проба № 2
1. Н20общ., % 2. Р2О5общ., % 3. Р2О5в.р., % 4. SO3, % 5. СаО, % 6. Fe2O3,% 7. Fобщ., % 8. Fв.р., % 9. рН (10%сусп.)	2,41 0,66 0,10 42,02 26,2 0,041 0,055 0,026 6,06	3,91 0,81 0,16 56,44 38,7 0,028 0,049 0,018 6,5

С полученными размолотыми образцами термообработанного фосфогипса проведен ряд испытаний по методикам ГОСТ-23789-79 «Вяжущие гипсовые» и определение марки гипсового вяжущего по ГОСТ 125-79.

Показатель «водогипсового отношения» определяли по ГОСТ-23789-79 п.4.1-3.

Значения водопотребления (отношение Г:В) для получения гипсового теста стандартной консистенции приведены в таблице 6.

Таблица 6 – 3начение соотношения гипс: вода (Г:В)

№ образца	№ 1	№ 2
Отношение Г: В	1:0,63	1:0,67

Полученные значения времени начала и окончания схватывания гипсового теста, полученного из фосфогипса (пробы №1 и №2), сопоставляли с требованиями ГОСТ 125-79 (таблица 7). На приборе Вика проведены опыты по определению времени начала и окончания схватывания гипсового теста стандартной консистенции.

Подготовку гипсового теста стандартной консистенции при указанном выше значении отношения Г:В и определение времени его схватывания проводили по ГОСТ-23789-79 «Вяжущие гипсовые» п.4.4-6.

Таким образом, образцы гипсового вяжущего, полученные из фосфогипса, следует отнести к медленнотвердеющему гипсовому вяжущему.

Таблица 7 - Виды гипсовых вяжущих по срокам схватывания

Наименование гипсового вяжущего	Индекс сроков твердения	Сроки схватывания, мин
Начало	Конец
Быстротвердеющий (ГОСТ 125-79)	А	Не ранее 2	Не позже 15
Нормальнотвердеющий (ГОСТ 125-79)	Б	Не ранее 6	Не позже 30
Медленнотвердеющий (ГОСТ 125-79)	В	Не ранее 20	Не норми-ровано
Проба № 1	В	36,0	135,0
Проба № 2	В	34,25	136,0

Испытания образцов гипсового вяжущего по определению прочности на сжатие и изгиб выполнялись на стандартных образцах балочек 40х40х160 мм по ГОСТ 23789-79 «Вяжущие гипсовые».

Таблица 8 - Результаты прочностных испытаний балочек, изготовленных из фосфогипсового вяжущего

Показатели. Размерность	№ образца фосфогипса	Требования ГОСТ к марке Г-4
№ 1	№ 2
Предел прочности на изгиб, кгс/см^2	22,1	21,6	Не менее 20
Предел прочности при сжатии, кгс/см^2	45,0	39,3	Не менее 40

Из таблицы 8 видно, что прочность балочек на изгиб и сжатие соответствует вяжущему марки Г-4.

Дата добавления: 2015-08-17