Способ получения гранулированного гипса

(51) 04 11/06 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ сухой нейтрализации и смешивания кислого отхода,с предварительно измельченным до крупности менее 0,2 мм известняком до содержания остаточной кислоты в продукте 5-6 масс. проработки полученной смеси в стержневой вибромельнице с добавлением измельченного известняка до содержания остаточной серной кислоты 3-4 масс. сухой нейтрализации остаточной серной кислоты известняком одновременно с процессом грануляции, причем на совместную нейтрализацию остаточной кислоты и грануляцию дополнительно вводят избыток известняка 3-5 масс, от стехиометрического соотношения. Процесс ведут в вибросмесителегрануляторе непрерывно с выгрузкой товарной фракции гранулированного гипса. Способ обеспечивает применение гранулированного продукта в цементной промышленности,значительно упрощает технологический процесс,значительно его удешевляет и исключает стадию последующей сушки гранулированного материала.(72) Балтабаев Аргынгазы Толеуканович Кошелев Александр Борисович Леваневский Игорь Олегович Санаров Евгений Николаевич Подойников Михаил Александрович Шестаков Константин Александрович(73) Акционерное общество Ульбинский металлургический завод(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ГИПСА(57) Изобретение относиться к способам получения гранулированного гипса из отходов производства фтористого водорода и может быть использовано в цементной промышленности, при получении гипсовых ангидритовых вяжущих. Способ получения гранулированного гипса из кислого отхода фтороводородного производства, включает последовательно проводимые три стадии частичной Изобретение относиться к способам получения гранулированного гипса из отходов производства фтористого водорода и может быть использовано в цементной промышленности, при получении гипсовых ангидритовых вяжущих, в производстве сухих строительных смесей, а также для изготовления строительных изделий. Известен способ получения гранулированного гипсового вяжущего из кислого отхода производства фтористого водорода (Патент России 2171791, кл. С 04 В 11/06, 01 11/46),включающий нейтрализацию кислого отхода производства фтористого водорода одновременно с помолом и последующей грануляцией водой, в котором в кислый отход производства фтористого водорода дополнительно вводят 10,0-40,0 мас. отхода производства плавиковой кислоты из шламохранилища - фторгипса с влажностью 0,0-20,0 мас., осуществляют нейтрализацию полученной смеси известьсодержащим агентом,взятым в количестве не более стехиометрического, а охлажденную в результате процесса нейтрализации до 70-80 С смесь подают на грануляцию. Недостатком данного способа является использование избытка отхода производства плавиковой кислоты из шламохранилища фторгипса как одного из составляющих,способствующих повышению полноты и высокой скорости нейтрализации серной кислоты, что делает данный способ дорогостоящим. Использование энергоемкого оборудования барабанной мельницы и тарельчатого гранулятора также в значительной мере усложняет процесс и ведет к увеличению продолжительности технологического цикла. Наиболее близким аналогом предлагаемого способа, выбранного в качестве прототипа, является способ получения гранулированного гипса из кислого отхода производства фтористого водорода(Патент России 2367629, кл. С 04 В 11/06,С 01 11/46),включающий нейтрализацию указанного отхода известьсодержащим агентом,которую осуществляют одновременно с грануляцией, причем вводят известьсодержащий агент в количестве,необходимом по стехиометрическому соотношению или в избытке не более 5,0 мас. от стехиометрического, и одновременно подают воду в количестве 13,0-15,0 мас. от массы гранулируемого продукта,технологический процесс ведут в барабанном грануляторе при числе оборотов барабана 10-20 об/мин в течение одного часа с получением гранул размером 20-50 мм не менее 90-95, 5-20 мм остальное и содержанием свободной серной кислоты 0,02-0,05 мас Недостатком данного способа является использование воды в качестве связующего на операции грануляции, конечный продукт гранулированный гипс имеет высокую влажность гранул, что в дальнейшем при его использовании в технологии получения сухих строительных смесях повлечет дополнительные затраты на сушку и удаление избыточной влаги. Содержание, даже в малых количествах,остаточной серной кислоты в гранулированном гипсе оказывает негативное влияние на оборудование, используемое при переработке товарного продукта. Использование энергоемкого и сложного конструктивного оборудования барабанного гранулятора также в значительной мере усложняет процесс. При использовании данного способа не обеспечивается высокой производительности оборудования,возникают трудности в организации автоматизированного контроля и управления процессом, что объясняется необходимостью учитывать множество технологических,конструктивных и других факторов на процесс гранулирования. К недостаткам также можно отнести интенсивную нейтрализацию кислоты, при которой происходит выделение тепла и углекислого газа в рабочую зону,за счет негерметичности используемого оборудования. Технической задачей, решаемой предлагаемым способом, является получение гранулированного гипса за счет совместной сухой нейтрализации,смешении и грануляции. Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения гранулированного гипса, который бы позволял на ряду с наименьшими энергетическими затратами и высокой производительностью получать продукт с улучшенными по сравнению с прототипом характеристиками. Поставленные задачи решаются тем, что в предлагаемом способе получения гранулированного гипса из кислого отхода фтороводородного производства,включающем последовательно проводимые три стадии частичной сухой нейтрализации и смешивания кислого отхода, с предварительно измельченным до крупности известняка менее 0,2 мм и удельной поверхности от 6000-9500 см 2/г известняком до содержания остаточной кислоты в продукте 5-6 масс. проработки полученной смеси в стержневой вибромельнице с добавлением измельченного известняка до содержания остаточной серной кислоты 3-4 масс. сухой нейтрализации остаточной серной кислоты известняком одновременно с процессом грануляции, причем на совместную нейтрализацию остаточной кислоты и грануляцию дополнительно вводят избыток известняка 3-5 масс, от стехиометрического соотношения. Процесс ведут в вибросмесителегрануляторе непрерывно с выгрузкой товарной фракции гранулированного гипса. Соотношение дозировок нейтрализующего агента на всех стадиях нейтрализации,рассчитано в количестве необходимом по стехиометрическому соотношению и определяется физико-химическими параметрами ведения процесса получения гранулированного гипса. Параметры выбранного оборудования обеспечивают выход товарной продукции с необходимыми свойствами и характеристиками. Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на кислом отходе фтористоводородного производства. Необходимый кислый отход фтористоводородного производства с содержанием свободной серной кислоты 10 масс.,поступал в бункер приема сырья, откуда шнекомсмесителем, с одновременной подачей в него расчетного количества известняка необходимого для нейтрализации до содержания остаточной кислоты в продукте около 5-6 масс., транспортировался в существующий напольный отсек складской ямы. Частично нейтрализованный отход из складской ямы через промежуточный бункер питателемдозатором подавался на операцию интенсивной проработки в стержневую вибромельницу, туда же подавалось необходимое количество известняка для нейтрализации до содержания остаточной кислоты в продукте около 3-4 масс Проработанный материал дозировался (с производительностью,согласованной с подачей материалов в стержневую вибромельницу) вместе с известняком, в количестве,необходимом по стехиометрическому соотношению и с избытком 3-5 масс, от стехиометрического, на глубокую нейтрализацию остаточной кислоты и грануляцию в вибросмеситель-гранулятор непрерывного действия. Процесс проводили в вибросмесителе-грануляторе непрерывно с выгрузкой товарной фракции гранулированного гипса. Содержание остаточной серной кислоты в продукте после частичной нейтрализации и интенсивной проработки более 4 масс, ведет к большому выделению тепла и углекислого газа в рабочую зону. Кроме того, большее содержание остаточной серной кислоты на операции грануляции ведет к увеличению времени процесса нейтрализации. Введение известняка менее 3 масс. от стехиометрического на операцию грануляции не обеспечивает желаемой степени нейтрализации и грануляции. Содержание остаточной серной кислоты в продукте после частичной нейтрализации менее 3 масс, затрудняет процесс грануляции, снижает начальную прочность и выход целевой фракции гранул. Введение известняка более 5 масс, от стехиометрического на операцию грануляции также затрудняет процесс грануляции и снижает выход целевой фракции гранул. Аналогично описанному примеру (пример 1) осуществляли получение гранулированного гипса при параметрах, значение которых является предельно допустимыми(примеры 2-5). Технологические параметры полученного гранулированного гипса и характеристики целевого продукта, полученного заявленным способом, а также способом, принятым за прототип, приведены в таблице. Таблица 1 Способ получения гранулированного гипса Технические параметры Характеристика целевого продукта Количество Количество Н 2 О, Содержание 2 О 4 Предел прочности гранул, Выход целевой вводимого вводимой на в нейтрализованном МПа фракции 1-50 известьсодержащего грануляцию,и гранулированном Начальны 1 сутки 4 сутки мм,масс. агента, от масс. продукте,масс. й стехиометрического, масс. 1 5 0,01 0,9 4,6 5,2 100 2 0 1,0 0,5 4,0 4,5 98 3 2 0,3 0,5 4,2 7,2 99 4 10 0,01 0,3 3,0 6,0 99 5 15 0,01 0,2 2,5 6,3 99 Прототип 5 15 0,02 0,9 4,6 5,3 95 Как видно из приведенных примеров, данный способ по сравнению с прототипом обеспечивает при существенном упрощении процесса снижении энергетических и временных затрат,при одинаковых характеристиках целевого продукта. Предлагаемый способ обеспечивает применение гранулированного продукта в цементной промышленности,значительно упрощает технологический процесс, а также значительно его удешевляет и исключает стадию последующей сушки гранулированного материала. Применение способа обеспечивает следующие технико-экономические преимущества- значительное упрощение технологического процесса за счет использования сухой нейтрализации и грануляции без добавления воды- значительное улучшение условий труда за счет использования герметичного оборудования и последовательной нейтрализации кислоты, при которой не происходит интенсивного выделения тепла и углекислого газа- получение гранулированного гипса с высокими эксплуатационными свойствами и высокой производительностью, за счет использования данного оборудования возможность применения получаемого продукта в качестве минерализующей добавки и в качестве регулятора сроков схватывания при производстве цемента вследствие низкой кислотности гранул. возможность применения получаемого продукта в качестве исходного сырья для производства вяжущих,не требующих дополнительной обработки и сушки.- высокая транспортабельность получаемого продукта, исключение ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения гранулированного гипса из отходов производства плавиковой кислоты,включающий нейтрализацию кислого фторгипса известняком и его грануляцию, отличающийся тем,что гранулированный кислый фторгипс,нейтрализуют в три этапа путем добавления предварительно измельченного до крупности менее 0,2 мм и удельной площади поверхности от 6000 до 9500 см 2/г известняка, причем на первом этапе нейтрализацию проводят в шнековом смесителе с добавлением от 5 до 14 масс, измельченного известняка до остаточного содержания свободной серной кислоты от 5 до 6 масс, далее, на втором этапе, полученную масс у прорабатывают в вибромельнице с добавлением от 2 до 6 масс,измельченного известняка так, чтобы остаточное содержание свободной серной кислоты в массе составляло от 3 до 4 масс, и на третьем этапе,нейтрализацию совмещают с процессом грануляции и проводят в виброгрануляторе с добавлением избытка измельченного известняка от 3 до 5 масс,от стехиометрического соотношения. 2. Способ по п.1 отличающийся тем, что первую и вторую стадию нейтрализации совмещают в одном аппарате.