Механохимическая активация природного и техногенного сырья при производстве гипсовых строительных материалов и изделий

• Автор: Сучков, Владимир Павлович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 271 с. : ил.

содержание жидкой фазы в остатке на фильтре изменяется в пределах от до

. Высокая влажность требует повышенных затрат энергии при производстве

гипсовых вяжущих. Влажность природного сырья не превышает .

Следует отметить, что при переработке фосфоиолугидрата, отобранного с фильтра,

ВГ находится в пределах, позволяющих формовать строительные изделия

фосфогиис и фосфополугидрат содержат примеси ортофосфорную кислот7, фосфаты

и другие, которые существенно замедляют процессы гидратации и твердения

гипсовых вяжущих 1. Применение этих вяжущих для производства изделий на

современном технологическом оборудовании связано с использованием активаторов,

в особенности эго относится к переработке фосфополугидрата, так как отвальный

фосфогипс при длительном хранении промывается дождевой и талой водой

фосфогипс и фосфополугидрат влажные сыпучие промышленные отходы, их
переработка без предварительной подготовки требует применения интенсивных
способов уплотнения, например прессования
фосфогипс существенно отличается от измельченного природного гипсового камня
по форме зерен, их распределению по размерам, что иногда приводит к повышению
водо потреби ости гипсовых вяжущих .
Из приведенных выше особенностей фосфогипса следует, что затраты на его
промышленную переработку можно уменьшить путем снижения влажности при
предварительной подсушке в накопителях или на складе.
Другим влажным условием является ускорение процессов гидратации и твердения и
изменение реологических свойств формовочных смесей.
Переход с дигидратного на полугидратный режим разложения фосфатного сырья,
повышение температуры пульпы на стадии разложения и промывки связаны с
дополнительным расходом энергии, которая частично аккумулируется попутным
продуктом образование полуводного сульфата кальция. Эту запасенную энергию
можно использовать на стадии промышленной переработки попутного продукта, что
позволит понизить приведенный расход энергии и влажность, путем превращения
полуводного сульфата кальция в дигидрат и осуществить комплексную, безотходную
переработку фосфатного сырья. Основной проблемой при этом является ускорение
процессов гидратации и твердения фосфополугидрата. Решению, в частности, этого
вопроса посвящена диссертационная работа 1 3.
Активация ФПГ и ФГ
Активация ФПГ это активация гетерогенной химической реакции. Скорость таких
процессов является функцией поверхности раздела, т. е. удельной поверхности
твердого компонента. Твердые продукты реакции образуются на поверхности твердой
фазы, и в дальнейшем скорость процесса например, гидратации лимитируется
скоростью диффузионного массопереноса. В этих условиях механическая обработка
системы должна приводить к существенному ускорению физикохимических процессов,
применительно к ФПГ это скорость реакции гидратации, превращение полуводного
сульфата кальция в гипс.
В литературе большое количество работ посвящено активации поиску путей
максимального ускорения твердения минеральных вяжущих.
Научной основной активации являются современные представления о процессах
твердения минеральных вяжущих, исследований закономерностей механизма
образования и развития пространственных структур твердения учетом комплекса
превращений в системе вяжущее вода затворения наполнители и добавки.
Современные представления о твердении минеральных вяжущих отражены в работах
Г1. Г1. Будникова, П. А. Ребиндера, В. Б. Ратинова, П.
И. Боженова, А. В. Волженского, Е. Е. Сегаловой, А. В. Полака и других ученых
0 4.
Все методы активации сводятся, в конечном счете, к повышению скорости твердения
при наиболее благоприятном сочетании активирующих факторов 5 7. Это
приводит к снижению себестоимости получаемых изделий за счет уменьшения
количества технологических переделов, расхода энергии и материалов, а также
улучшению физикомеханических показателей изделий.
К разрабатываемым способам активации предъявляется ряд требований
0, учитывающих специфику материала. Однако до настоящего времени отсутствуют
общие критерии, позволяющие комплексно оценить эффективность воздействия на
процессы твердения и управлять ими.
Причиной, сдерживающей широкое распространение активации, является ряд спорных
вопросов кинетики и термодинамики процессов схватывания, твердения комплексных
вяжущих.3 5.
Существующие методы ускорения процессов гидратации и твердения можно
подразделить на следующие группы
а механические воздействия помол, вибрация, прессование в сухом или влажном
состоянии
б химическое воздействие химическая обработка отдельных компонентов,
введение


ГИПСОСОДЕРЖАЩИЕ ОТХОДЫ. ФОСФОПОЛУГИДРАТ ОАО ВОСКРЕСЕНСКИЕ МИНУДОБРЕНИЯ. ФОСФОГИПС ПО ФОСФОРИТ г. Система Са4 . Актуальность темы. Зт отходов фосфогипса и фосфополугидрата. Волги, а накопитель ОАО Метахим г. Волхов, Ладожского озера и р. СанктПетербурга. РФ. СевероЗапад РФ и др. ФГ, ФПГ и природного сырья. МХА. Связь работы с научными программами. Министерства образования
тема 1. Номер регистрации 6, инв. ТЭЦ. Номер регистрации 9, инв. Регистрационный номер 5. Цель работы. Постановка и концепция научной проблемы. Рабочая гипотеза. ТЭЦ. МХА в технологии производства гипсовых строительных материалов и изделий. МХА без термической обработки отхода. Бебяевского и Усть Камского месторождений. МХА. Практическая значимость и реализация работы. Патенты 0, 4, 4. ОАО Метахим, Г игант. Предложены и разработаны технологические схемы производства гранул и изделий. Никольское Ленинградской области. По разработанной технологии фирма Эсма с г. ОАО Воскресенские Минудобрения. Автозаводской ТЭЦ г. Новогорьковской ТЭЦ ТГК6 с объемом инвестиций 0 млн руб. Н.Новгорода. Иморат Республика Узбекистан г. Джизак. Апробация работы. III Международной конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов г. Белгород, г. Международной научнометодической конференции г. Международной научнотехнической конференции г. Пенза, г. Международном научнопромышленном форуме Великие реки г. Международной научнопрактической конференции Строительство
г. РостовнаДону, г. Восьмых академических чтениях РААСН г. Самара, г. Научных конференциях ЛИСИСПбГАСУ в гг. Научных конференциях ГИСИ ННГАСУ в гг. Волховского алюминиевого завода им. С.М. Кирова, ОАО Метахим, П. Ленпромстройматериалы. Иннова Энерджи. В г. Москве. Публикации. ВАК, и получено 7 патентов. Структура и объем диссертации. МХА. Строительные материалы и изделия и Геоэкология. ГИПСОСОДЕРЖАЩИЕ ОТХОДЫ. Месторождения природного гипса распределены неравномерно на территории РФ. ФГ и фосфополугидрат ФПГ. РФ не образуется. Р2О5. Разложение сырья при полугидратном процессе ведут при температуре 0 С. Ортофосфорная кислота имеет концентрацию в жидкой фазе по Р2О5. Производительность оборудования повышается на . Р5. Себестоимость продукции снижается на . В СССР полугидратный процесс впервые осуществлен в х гг . В г. ЛТИ им. Р 2 8. С. 5 2. ЛГИ им. Ленсовета. РФ находятся сотни миллионов тонн фосфогипса. Воскресенский, Кингисеппский комбинаты и соответствующие накопители. ФГ и ФПГ. По технологии, предложенной П. Ф. Гордашевским и В. Уральским политехническим институтом им. С. М. ФПГ. М. Е. Грановский ВНИИСТРОМ им. П. П. П. В. Таблица 2. Производство гипсовых вяжущих и изделий из них
,
4. Производство сульфата аммония
,
5. Из таблицы 2. Следует отметить, что в таблице 2. Влажность природного сырья не превышает . Активация ФПГ это активация гетерогенной химической реакции. Г1. Г1. Будникова, П. А. Ребиндера, В. Б. Ратинова, П. И. Боженова, А. В. Волженского, Е. Е. Сегаловой, А. В г. П. Г1. БГВ.