Раздаточный материал для П/группы 3 к уроку Силикатная промышленность по ПМ. 01 Хранение и подготовка сырья

«ВЯЖУЩИЕ»

1. Характеристика гипсовых вяжущих, применение.

2. Технология производства гипса. Альтернативные виды вторсырья

3. Перспективы использования вторсырья.

1. Характеристика гипсовых вяжущих, применение

Гипсовые вяжущие - большая группа воздушных вяжущих веществ:

- гипс,

- ангидритовое вяжущее,

- высокообжиговый гипс (эстрихгипс)

- ангидритовый цемент.

Гипсовые вяжущие вещества делят на две группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества получают при нагревании двухводного гипса CaSO₄-2H₂O до температуры 150...160°С с частичной дегидратацией двуводного гипса и переводом его в полуводный гипс CaSO₄-5H₂O (формовочный строительный и высокопрочный гипс)

Высокообжиговые (ангидритовые) вяжущие получают обжигом двуводного гипса при более высокой температуре до 700... 1000°С с полной потерей химически связанной воды и образованием безводного сульфата кальция - ангидрита CaSO₄ (ангидритовый цемент и эстрихгипс).

По прочности на сжатие различают 12 марок гипсовых вяжущих - от низкопрочного Г-2 до высокопрочного Г-25. По срокам схватывания гипс делят на три группы:

1. «А» - быстротвердеющий (2-15 мин);

2. «Б» - нормально твердеющий (6-30 мин);

3. «В» - медленнотвердеющий (начало - не ранее 20 мин, конец не нормируется).

Водопотребность гипсовых вяжущих зависит от способа их производства (чем выше температура обжига, тем ниже водопотребность; чем ниже водопотребность, тем плотнее и прочнее изделия на его основе).

Тонкость помола строго контролируется (чем больше удельная поверхность гипсового порошка, тем больше его реакционная способность, короче сроки схватывания, но выше водопотребность: максимальный остаток на сите № 008 не должен превышать 15%)

Гипсовые вяжущие твердеют с увеличением объема (до 1%), без образования трещин, поэтому производство гипсовых строительных материалов ведется без применения наполнителя

Применение гипсовых вяжущих:

1. В строительстве:

- производство штукатурки и кладочных растворов;

- производство стеновых перегородочных плит перекрытий и панелей

- производство вентиляционных коробов

- изготовление санитарно - технических кабин

- изготовление моделей и форм для керамической промышленности

2. В медицине (травматология)

2. Технология производства гипса. Альтернативные виды вторсырья

Гипсовые вяжущие вещества получают путем обжига и помола из осадочной горной породы, в состав которой входит двуводный гипс. Гипсовые вяжущие обладают способностью быстро схватываться и затвердевать.

Химический состав природных сырьевых материалов, масс %
Химически чистый двуводный гипс содержит СаО - 32,56%, S0₃ - 46,51 %, Н₂0 - 20,93%;

ангидрит Ca[SO₄] - СаО - 41,19%, S0₃ - 58,81 %

Производство строительного гипса преимущественно ведут с применением гипсоварочных котлов и установок совмещенного помола и обжига.

Технологическая схема производства строительного гипса

Альтернативные виды вторсырья

Фосфогипс - побочный продукт промышленного производства фосфорной кислоты обработкой фосфоритов серной кислотой, в основном содержащий двуводный гипс. Содержит не менее 80% гипса в виде мелких кристаллов и 0,4% водорастворимой P₂O₅.

Химический состав фосфогипса (масс.% по сухому веществу)

Компоненты

Без нейтрализации

После нейтрализации

SiO₂

0,82

1,27

Al₂O₃

0,34

0,36

Fe₂О₃

0,25

0,36

CаО

39,2

40,78

SO₃

59,15

56,60

Р₂О₅ общ.

0,74

0,68

Р₂О₅ водораст.

0,05

нет

F общ.

0,16

0,14 (F раств.- нет)

К₂О

0,03

0,03

Nа₂О

0,04

0,043

MgO

0,03

0,047

MnO

0,01

0,012

рН

3,87…5,2

8,54…8,85

Содержание гидратной воды - 17…18%

Актуальность проблемы использования фосфогипса:

• наличие огромных запасов лежалого фосфогипса;

• транспортирование фосфогипса в отвалы и его хранение в них связаны с большими капитальными вложениями и эксплутационными затратами;

• для создания отвалов фосфогипса приходится отчуждать большие площади земель, ресурсы которых к настоящему времени исчерпаны;

• хранение фосфогипса в старых отвалах, даже при правильной эксплуатации отвала, наносит вред окружающей среде.

Использование отходов фосфогипса в производстве изделий строительной индуст-рии и для получения гипса строительного является одним из перспективных направлений в утилизации наиболее массового вида отходов предприятия.

Схема нейтрализации лежалого фосфогипса

Лежалый фосфогипс

Известь

Разжижение

Вода

Приготовление известкового молока

Смеситель

Дозирование

Контроль рН

Фосфогипс кондиционный (нейтрализованный)

Для кондиционирования отходов лежалого фосфогипса применяют известковое молоко с концентрацией извести в пересчете на СаО 100 г/дм³, не менее 80%).

Схемы производства гипсовых вяжущих с применением фосфогипса

№1

№2

№3

Фосфогипс

Фосфогипс

Фосфогипс

Промывка

Промывка

Флотация

Гранулирование

Флотация

Вакуум-фильтрация

Вакуум-фильтрация

Сушка с частичной дегидратацией

Дозревание в бункерах

Сушка

Гранулирование

Обжиг

Обжиг

Дозревание в бункерах

Обжиг

Размол

Размол

Размол

α-полугидрат для производства плит

Строительный гипс

Строительный гипс

Зависимость прочности материалов на основе гипсового вяжущего, полученного с применение фосфогипса

3. Перспективы использования вторсырья

• экономия дорогостоящих природных сырьевых материалов

• утилизация лежалых отходов химической промышленности

• снижение радиоактивного воздействия отходов фосфогипса

• снижение объемов отходов производства и уровня загрязнения атмосферы.

• внедрение безотходных и малоотходных технологий

• снижение себестоимости гипсовых вяжущих и материалов на их основе