Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФОГИПСА

Изобретение относится к способам обработки и активации веществ и может найти применение в области строительных материалов и изделий на основе гипсосодержащих отходов химических производств, в частности дигидрата фосфогипса, и может быть использовано при изготовлении гипсовых вяжущих и изделий на их основе (пазогребневых плит, гипсокартона, сухих штукатурных смесей и др.).

В настоящее время, используя способ переработки фосфогипса в вяжущие вещества, не удается получить кондиционное сырье для получения гипсовых вяжущих и строительные материалы, отвечающие санитарным нормам по содержанию фосфора. Кроме того, для очистки воды, используемой в технологическом процессе, необходимо строительство дорогостоящих очистных сооружений, занимающих значительные площади земельных угодий.

Известен способ утилизации гипса (см. заявка на изобретение RU №93033171/33 А, С04В 28/14, опубликовано 10.10.1995 г.). В способе предложена утилизация фосфогипса, включающая измельчение смесей, их перемешивание с 30% воды и формирование строительных изделий.

Наиболее близким техническим решением является (см. заявка на изобретение RU №94037014 A1, С04В 11/28, С04В 7/00, опубликовано 20.07.1996 г.) «Вяжущее и способ его приготовления». Сущность данного изобретения состоит в том, что в вяжущее, включающее обожженную смесь фосфогипса, вводят дополнительно красный шлам и водорастворимые соли цинка при следующем соотношении компонентов, мас. %: обожженная смесь - 57,0-89,7; красный шлам - 40-10; водоростворимые соли цинка (в перерасчете на оксид цинка) - 3,0-0,3. При этом предусмотрены следующие операции: смешение фосфогипса дигидрата с 0,5-5,0 мас. % красного шлама, сушка и обжиг смеси, дополнительный ввод в обожженную смесь сухого красного шлама и водорастворимых солей цинка или материала, содержащего водорастворимые соли цинка, размол вяжущего, затворение вяжущего, формование строительных изделий с последующим их твердением в естественных условиях. Дополнительный ввод добавок в случае, если они влажные, осуществляется в процессе приготовления строительного раствора.

Однако такой способ недостаточно эффективен, так как он не позволяет удалить из вяжущего фосфор, а прочностные характеристики получаемого вяжущего не позволяют обеспечить требуемое качество гипсовых изделий.

Задача изобретения - разработка экологически чистого и экономически целесообразного способа получения сырья для изготовления гипсовых вяжущих и строительных материалов на их основе, а также решение экологической задачи утилизации скопившегося в отвалах фосфогипса, минуя дорогостоящие процессы промывки и длительного отстоя фосфогипсового шлама.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что способ переработки фосфогипса, включающий поступление фосфогипса в бункер, затем измельчение его и введение добавки, при этом после поступления в бункер фосфогипс попадает для измельчения в молотковую дробилку, затем его перемешивают с водой и сорбентом - мелкодисперсным туфом в количестве 0,1-3,0% от массы фосфогипса и с помощью технологических насосов полученная суспензия направляется в установки вихревого слоя для обработки во вращающемся магнитном поле с ферромагнитными частицами, затем попадает в отстойники, в которых происходит коагуляция и выпадение в осадок взвешенных частиц.

Технический результат: получение кондиционного двуводного гипса - сырья для производства гипсовых вяжущих и изделий на их основе за счет измельчения в молотковой дробилке, перемешивания с водой и сорбентом и обработки суспензии фосфогипса во вращающемся электромагнитном поле с ферромагнитными частицами в результате скорость выпадения осадка в отстойниках возрастает более чем в два раза.

Способ переработки заключается в следующем.

Фосфогипс из отвалов или из производственного процесса поступает в бункеры, из которых попадает для измельчения в молотковую дробилку. Измельченный материал направляется в приемные емкости, где происходит перемешивание с водой (в соотношении фосфогипс : вода = 1:5) и мелкодисперсным вулканическим туфом (0.1-3,0% от массы фосфогипса) до образования однородной суспензии. После этого с помощью технологических насосов полученная суспензия направляется в установки вихревого слоя для перевода фосфора из фосфогипса в водный раствор и ускорения процесса коагуляции взвешенных частиц. После обработки в установках суспензии фосфогипса во вращающемся электромагнитном поле с ферромагнитными частицами суспензия попадает в отстойники, в которых происходит коагуляция и выпадение в осадок взвешенных частиц. В результате обработки в установках вихревого слоя во вращающемся электромагнитном поле с ферромагнитными частицами скорость выпадения осадка возрастает более чем в два раза, что показано в таблице 1.

Полученный материал может использоваться как кондиционное сырье для получения вяжущих веществ. Вода, содержащая фосфор, из отстойников направляется на вторую ступень обработки в установках вихревого слоя во вращающемся электромагнитном поле. После добавления реагента Са(ОН)₂ и обработки в установках в воде образуются нерастворимые окислы фосфора, которые в отстойниках второй ступени выпадают в осадок, используемый в дальнейшем как наполнитель в строительные материалы или как добавка минеральные удобрения.

Очищенная вода со второй ступени очистки насосами направляется на первую ступень переработки для повторного использования.

В таблице 2 представлены результаты химического анализа содержания фосфора в фосфогипсе и воде до и после обработки. Содержание фосфора в фосфогипсе после обработки соответствует требованиям, предъявляемым к строительным материалам.

В таблице 3 показаны результаты испытаний свойств вяжущего, полученного из обработанного фосфогиса, которые полностью соответствуют гипсу марки Г-5.