автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Диоксид серы, белитовый клинкер с КН = 0,7 и вяжущие на его основе

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

На правах рукописи

Тохтахунова Гульнора Абдукадыровна

ДИОКСИД СЕРЫ, БЕЛИТОВЫЙ КЛИНКЕР С КН^0,7 И ВЯЖУЩИЕ НА ЕГО ОСНОВЕ

05.17.11. Технология силикатных тугоплавких неметаллических материалов

АВТОРЕФЕРАТ дяссертацшв на соискание ученой степени кандидата технических наук

Таппеят — 1994

- г -

Работа выполнена на кафедре "Технология неорганических веществ" факультета химической технологии неорганических цроиз-водств Ташкентского хянико-технологического института.

Научные-руководители: доктор технических наук, профессор

АТАКУШЕВ Т.А.

доктор технических наук, эаслухен-ный деятель ваууи, профессор МИРЗАЕВ Ф.М.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

НУЛЕЛШН Б.И.

старший ваучныв сотрудник, кандидат технических наук ДБДГШЕВ Б.

Защита состоится 10.03.1994 г. в 1400 часов на заседании специализированного совета Д 067.24.24 при Ташкентском хиыико-техпологвгческом институте по адресу : 700029, Ташкент, ул. Т.Шевченко, I.

С диссертацией можно ознакомиться в фундамента яьеой библиотеке Ташкентского химико-техпологического института (700029, Ташкент, ул. Т* .Шевченко,

Автореферат равосдан т- февраля 1994 Р.

Учены! секретарь . саециалегированного совета доктор I хиыичвеюое ваук, профессор'

иемшов н.П.

СГГАЯ ТЛГГСТьПТСИ'КА РАБОТН

Актуальностъ теш. Одним из крупнотоннажных отходов химической промышленности является фосфогиго - отход производства экстракционной фосфорной кислоты. В Узбекистане накоплено узе 50 млн. тонн фосфогипса п ежегодно дополнительно образуется 2-3 млн. тонн. Накопление фосфогипса приводит п загрязнению округазпей среда, кроме того, для его транспортировка и хранения в отвалах требуются больгсие трудовые н материальные ресурсы.

Зосфогзпс из фосфоритов Каратау содержит до 20 % примесей кремнезема и глинозем. По известный технологиям получения серной кислота и портландцемента пли извести утилизировать его трудно, так так в последнем доля активного СоО снижается из—за образовавшихся силикатов и алюминатов кальция, а для получения портландцемента необходимо дополнительно вводить известковый компонент. Кроме того содержание Р20г в цюсфогипсе приводит к сшохенив активности портландцемента. Поэтому представптот интерес разработка технологии, позволявшей перерабатывать значительные количества фосфогипса, исключив вредное воздействие Pz 0Г на аэтивность получаемых цементов. в этой связи разработка безотходной технология производства фосфорной кислота с утилизацией образующегося фосфогипса па серную кислоту п беяитовыа цемент является актуальной народнохозяйственной задачей, если учесть, что создание белитсвых цементов позволит расиирить ассортимент вянущих, кзтериалоа, получение серной кислоты из фосфогипса - отказаться от привозной природной серы, что решит вопросы экологии п охрана округзкзбй среда района Аниашна.

Ноль и задачи работы. Цель исследования соотоа? в определении максимально возможных соотношений CqO'- SiDz • в белнтовнх клинкз— pax, полученных при переработка фосфогипса с одновременна! поиу-чением диоксида серн, определение влияния Яг ¿V на прсцесе разложения фоофогппса и состял сплпкофосфатов налздшц в изучении ме— тсг-\т !:"~"",TZTT£Ci-:crr, ил^гс-^счиптя оксперпмента тедезпй оптимизации процесса получения белитового клинкера н диоксида серы; в подборе составов белитовых цементов и шггтнгтг^пда твердения их Я^лкчяы;^: активаторами; кзучеша процессор гидратации и тверде-:ггг? f'r.-rrror.irr чс-т.гггс?,.

Задачами диссертации являются :

- исследование кгнятиха восстановления фосфогипса в шихтах

с различным соотнесение« Ей^'-ЗсО^ , определение возможного соотношения (-ыО: ксРо в получаемых белитовых клинкерах; ■

- изучение составов сивикофосфатов кальция бе литовых . клинкеров;

- подбор составов белитовых цеиентоз по результата.-! физико-ыеханических испытаний е изучение условий активизации твердения их в ратше сроки;

- методами физико-химического анализа изучение процессов гидратации и твердении белптозых цементов.

Научная новизна» Б результате проведенных экспериментов определены условия максимального извлечения диоксида серы къ сульфата кальция фосфогкпса с одновременным получением белитового клинкера, установлена зависимость степени разложения сульфата кальция от со-отноЕешя коглзонентов Со§0ч'Л10г. инты и ус лови!: обыски с увеличением соотнесения СйЗОч 2:1 до 2,4:1 степень разложения сулкТата кальция снижается от 94 £ до 84 %% поэтому для полного разла-ения И-йЗО^ необходимо повитать температуру обглга от 1523 Г до 1623 К. Изучено влияние Рг(к на процесс восстановления фосфо-гипса и силикатообразование белитовых клинкеров. С ростом содержания Р2 Ос в шихте увеличивается степень разложения сульфата кальция, силикатообразование пе замедляется. Установлено, что в при' сутствки Рй 0г образуется спликофосфат кальция - нагелыаждтит. Рекомендовано из шихт, содержащих 1,5 % и более РгОг получать бе-литсвые клинкера с Ш не более 0,75« '

Определены условия оптимизации процесса переработки фосфогсп-. са с применением методов математического планирования эксперимент та. Исугеш процессы гидратации и твердения белитовых цементов на основе белитового и порт ландпеуентного клинкеров. Определены условия солевой, щелочной и механической сктизизацпи твердения бэлито-еух цементов в ранние сроки твердения. Введение I £ полочного отхода калролактзиа иди хлорида кальция способствует 80-100 % приросту прочности. Методами физико-химического анализа определен иеханлгм гхдратапив белитовых цементов» Установлено, что е результате гидратация белитового цемента образуется тоберморит с параметром элементарной ячейки Н,оА°.

ТТрпктаческяя ценность. Разработана технология, позволяшая максимально к залегать диоксид серы из сульфата 1Ьлыо£я фосфогппса г. поучать одновременно белптовые клинкере, состоять в осполяом иг .=> "<-¿5 . разработаны рекоиендздпп по глизплзз -'¿£г на процесс восстаясвлснся е сЕлшгагоооразсзака:, устаноилзк состав сг.жхяъс-

фатсз кальция. Подобраны составы и определена фнзико-ыеханическиз погазатои беяитовшс цементов. Осуществлен выпуск шдупромыпленпоА партия белктових клинкеров и дасксада сери па опытной установке Воскресенского филиала ИСТО. Еелитовые цемента кепи таны в соответствия с ГОСТ 3I0.4-BI в пзг ПО "Воскресенскцемент". Разработаны исходные данные на ТОО проектирования опытяо-прогкаленного цеха по переработке 500 тис. тонн фосфогипса в год на сорную кислоту (150 тыс. т. в год) и бвдитовьШ цеиент (200 тыс. т. в год) с при-зязкоЗ к Ашаллсскоиу Ш "Д,\зла7юся. • ' .

АппоДпния работы. Основные положения диссер'тгшии дозтжены а обсуждены га итоговых научно-технических ко^еренциях Тапкентского ишшсо-технологнческого инсГтятута (1688-1993 гг.): Всесоюзный спм-позпуи Виотехнологическив и химические иетод# охраны округлит,ей среда (Самарканд, 1988 г.); 17 Научно-техничёская конференция ш-лдах ученых и специалистов (Белгород, 1988 г.); Внедрение безотходных технология производства строительных цата риалов, расширение сырьевой базы для ревеття проблемы увеличили товаров народного потребления'(Тастент, 1989); Химия н технология вяяуиих патеркалов (сборник научгегг трудов, Ташкент, 1990 г.); Тезисы докладов "Бсо-союзнал конференция. Применение отходов производств - основной резерв строительства" (Севастополь, I99Ô г. ) ;'Есесоюзнал конференция* Чснпяексноо* освоение техно логических месторсгдетпт!!" (Челя-бшюк, 1990 г.); Всесоюзная конференция "Опыт работы научно-технической общественности Всесоюзного хголтческого общества юг. Менделеева по создании экологически чистого регяспа". (Тула, 1990 г.) Республякзпская научно-практичесгая конгрегация студентов, молодих ученых'я аспирантов "Достижения ваукп молодых производству" .(Тал-хент, 1991); 7J реесопзнпя кон^оренчия по химической технология' нйоргантгческих веществ (Казань, 1991 г.); Всесоюзный'ctirciap совэ-еаппе г комерческая яртрка (Алиаялс, ^ЭЭГ г.); "Злёстф энергаяся п-ляб чиг^гх!- ьуглуолпри па ;.'п;„ипосоз.так сацоатяда xi;«да хал^ ху-гадятнзшггг бегака еохлларидп энерготехяолегня" иасалаларя буйнча рсспл г j ; : xi i г ¡tj? i: Я гнстуиг. (Топзонт, 1992); Всесоюзный со-улчар-сопгглпле но проблема рёплитгатип "Государств гттноЯ nporpavwu' схрсгл сз рационального использования природных

"'•сугсг.з ел:-? »-а 1Г°Т-Т°\'5 ггд1 л на период до 2005 годд" в части

-z и .'^.тгтно дс-бнзссмого сыргя д;.тре:?сксго

:х.г. г-5'<--гго.-ы10!^ ^озроггпеа, зпхеглакпв я других

crxv ^i. • -л г с 1УЛ: г.); Кауч:-:с-ге:пячрс*гя хетт!-'»-

Г*'«--« """"•З^л-'-л'ч;, асг^т.-пптсз, 'rv/TC-ix работников

и студентов Ташкентского химико-технологического института (Ташкент, 1992 г.); Научно-теоретическая и техническая конференция профессоров, преподавателей, аспирантов, научных работников и -студентов Ташкентского хшико-технологического института (Ташкент, 1992 г.); £и олшллар ва ыутахассисларнинг анхуыани (Ташкент, 1993 г.).

Публикация. На тепу диссертации опубликовано 16 научных' статей. Объём работы : диссертация изложена не 137 страницах машинописного текста, включает 21 рисунок, 28 таблиц, 5 приложений, список литературы ва.54 наименований.

' ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Перспективы использования фосфогипса ' в производстве силикатных материалов

В литературном обзоре рассмотрены вопросы использования фосфогипса в'производство цемента и серной кислоты, извести и серной кислота, изучены результаты исследований по получению белатовых цементов из карбонатного сырья, условия активизации твердения бе-литовых цементов солями активизатораш твердения. Рассмотрены вопросы получения болитовых ремонтов па основе каолиновых илаиов базальтов; изучеш их фпзнко-иеханлческие. показателя.

Проведенный анализ литературных источников показал, что неизучены вопросы определения воемояного соотношения оксидов кальция с кремния синтезируемых беяктозых к стакеров, условия разложении фосфопшса при этом, состав в свойства образующейся .твердел - фазы, влияние ?г ОС на процесо восстановления и состав получаемых.

свлийофосфатов кальция б о плоил кшагаров, влияние перазмгатт.з-' гопя сульфата кальцит ш своЕзтва беяитоього клинкера. В связи с этим возникает необходимость разработки технологии получения бо-¿этоеых цементов т 'фосфогсшса о одиоврвыовшы подучениси серлоЛ кислоты, • позЕолягаей утилизировать значительные количества фосфо-гппса, Ьозврсгзтъ серную'геологу в пронавододао Э Ше расширять • аесортпггкт т.уггуцае кзгоргагаиэ.

Ксюдаа сирьевао кахоргаза» кстодака последовали^

Оснсгзсл сбгсгтса ЕСЕогьгогапгя слугзп* фссфогипо ¿хаалызто-го ПО "А^сбоз". В гаччогБО кре:.аил содоргзяего компонента п гос-становнуогг: сгзса? .»кгрэнскоП ГРЭС к ¿пггезскЯ; уголь, дгя олредо!-8лсй ео^сспй: ссотесаеп^И 1'аО: 5<Сг в габергторггп: ;*сдогл-

ях использовались' реак-рген ; $!Сг ; Са(ИгРОч)2 .

Химический соотав сырьевых Материалов я опытных образцов бе-литового клинкера приведены в таблице I.

Таблица I

Химический состав сарьевых ттериалоз а проб белзтовото клзшгара

«

: $102 ПР : /7/7/7

т : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 : 7:8: 9 : ТО

*осфогипс 15,92 0,09 0,22 33,48 0,05 41,99 0.2 - 8,04

Ангренская 13,06 5,7 23,08 1,02 2,4 - - 6,8

зола 47,94

Белитовый ■

клинкер

В I 29,23 1,72 3,6 55,36 0,84 2,2 1,85 0,09 0,32

5 2 20,95 1,72 3,68 54,76 0,84 '.2,01 2,05 0,09 0,5

Изучение зляяпия повыпеняя основности, бегитоеах клинкеров на из активность.и степень разлогенхт

Оародэягаяе возысетого сгкидоэ кальция. а кремния

у белтопзз х-ааксзгзз гг^сзожссь по результатам анализов па со-дераапко ¿Сь » з сбсттаппсм продукта а ; Лк ;

Ь'2 5 0г ; У¿9 Е отходяаах газах. В тборагортгах условиях скспери-меата псозедепы па гпмячзскя аистах поазгаааг. ; (¡¿Ог \ со-

стпсхетия гзторых изменялись а 2:1? 2»1:1; 2,2:1; 2,3:1;

2»<«:1. Ссотноп^нце 2:1 соответствовало КГ»0,37, а 2,4:1 - Ш=0,80. " Норма углерода хя всех соатазоз с^е'се» подбаталгсг> анааеряаэя-тально, "о результатов лабораторных аксазрпмсЕтез ^згзпозлево» что 2С0 угля -является оптзкизкоЗ порло!1 Етаэтапсаагзгг. При атсз для смеси с соотнесением « 2:1 спги::зг5Енал усяозаказ

обгига является температурз 1523 К а зрсгл сйтста £0 капут. Степень разложения сульаата гл.~п~ч достигаем.£2.СЗ Г». Увеличение соотношения 100 ■ до 2,Т:1 привода? п ^-ггт егггчегп разложения

до 94,75 Содерглнл» £йвз*г егагапггп? 3,52 расчятап-нсе количество дэухкальциевого силиката гаатазпэ? 83,13 результат« анализов на содержаниеи йСсяг и клинкерах с опта—

мальвой нормой углерода приведены в таблице 2. Дальнейшее увеличение основности шихты приводит к снижению степени разложения-и степени усвоения Со О * поэтому необходимо увеличение температуры обгига до 1573-1С23. К. Рентгенофазовый анализ белп-товых клинкеров показал, что продукты обетга состоят из минералов ¿25 - двухкальциевый силикат, Лг?/^ - неразлогивспйся сульфат кальция и ЗЮг ~ непрореагировавиий кремнезем. Причем .процесс разложения сульфата протешет через стадйо образования сульфосиликата кальция •

' Анализ отходяцпх газов, прсведенныЗ методом поглощения на газоанализаторе. ВТИ-2 показал, что состав отходящих газоз представлен г £01 ; Ог ; л/г ; игО. Теоретический выход 90г в них составляет 10,34 %. При работе на лабораторной установке в зависимости от условий обвита, удалось достичь 66-СО £ выхода ^от теоретического количества.

7ля определения оптимальных условий процесса переработки фосЬогппса на белитозый клинкер и диоксид серы применяли метод математического планирования эксперимента. В хачестве параметра оптимизации выбрана степень разложения, а в качестве факторов -температура обиигаД ,■ время обсита Х-, норма углеродаи _коэффициент насыщения шихты . Основной уровень и интервалы варьирования этих факторов выбраны исходя из расчетов п имещихся предварительных результатов- получения бе лотового клинкера и диоксида серы. Уравнение регрессии в натуральном масштабе' имеет вид:

/ = - 3670,605 <2,4785.2, 9,8351 2, - 184,3235^- -

' 0,0014 2, • % + 0,2947 Д, + 0.5940 2?, -

- 0,00170,0956 0,0125 2/- '645,6122

Из уравнения регрессии следует,. что температура и гремя обипга ЕЫргеегш существенны:.: положительным линейным и незначительным квадратичным воздействием на степень разложения сульфата кальция. Влияние нормы углерода п косффпцпеита насыщения выражены отрицательным линейным квадратич1шь1 содействием, т.о. с увеличением ИТ и кормы углерода степень разложения СаЗО^ снижается. Совестное влияние факторов незначительное, положительное.

Изучение влияния ¿?г на процесс восстановления сульфата кальция и определение возможного соотношения СоС- Ис>2: г^Ог проводилось по регультатак анализов на содержание 1аРъ ъ продуктах оСхЕга. Установлено, что'в присутствии Д- степпкь .разлст.»-ния сульфата гальция состава с соотношением СоО2:1 растет

Таблица 2

Рвзуагь'хагц агшшаоа па содэрганце 2P¿ и Ca£>¿>*r а белятозых клашсерах разной ооаоаностн п иораоЗ углерода 200 %

L,„.',,, ТкоЁичество SDi ! Степень 'количество Сй0окг ^степень усвоения

.ьиои.и.ипди ;после обглта_; разложения ? посла обжига_!_

5 Г/iiOu- ái& i • . ■ » ■ i i . . i . . i -...... t-—-1........—i-

: Luy 4 г :. 1473 ; Т52з : im ! .1523 • 1473 : 1523 : 1473 ; 1кз

_J_ _ • •__I__• ♦ _i__»___•_I_ _

r 2 l I 9,15 3,83 76,79 92,05 2 »96 3,82 56,10 82,59

2 2,1 : 1 10,04 : 2,46 74 »V 94, S4 6,56 5,21 43,80 83,13

O 2.? 1 I 14,6 4,97 ' 64,21 89,81 3.4 3,18 44,95 83,5

4 2,3 t I 0.91 6,50 77,9 86,68 5,74 6,05 49,99 79,03 1

с kJ 2,4 t I 9,94 8,7 76,S 82,45 6,27 5,7 45,62 ' 70,66 : VC (

до 86 при этом количество несвязанного оксида кальция больше, чек в шихтах восстановленных без добавки Рг Объясняется это образованием в клинкере фосфатов кальция, с которым связывается пересыщение расплава фосфором, что отрицательно сказывается на. процессах растворения е в расплаве и кристаллизации ¿¿В. Определение фазового состава силикофосфатов кальция проводили по методике Э.й. НагеровоЕ, основанной на растворимости силикатов кальция в5? растворе борной кислоты, растворимость разных образцов £-¿5 синтезированных без добавки и с добавкой I, 2, 3 % РгС-определяли при комнатной температуре (25-30°с). Установлено, что с увеличением основности шихты без добавки РгОг количество растворенного оксида ¡>!01_ уменьшается с 0,840 г/л до 0,705 г/л, что связано с уменьшением степени разложения сульфата кальция. Доля оксада кальция увеличивается, что связано с увеличением количества СаЯРу , с ростом КН. Введение I, 2, 3 % £г во всех исследуемых клинкерах приводит I: уменьшению количества и £аО . Так в смеси с соотношением компонентов 2:Т количество растворенной ¿¡Ог уменьшается с 0,840 г/л до 0,745 г/л, в смеси с соотношением 2,4:1 с 0,705 г/л до 0,635 г/л. соответственно в пор-воё смеси уменьшается с 1,565 г/л до 1,270 г/л, в последней с 1,575 г/л до 1,305 г/л. Объясняется это образованием труднорастворимых фосфорсодержащих соединений. На основе эти результатов расчетным путем установлено содержание минералов !>; £¿3; СоЗРч в клинкере. Установлено, что содержание растворимого ¿"г - с введением оксида />2.Ог уменьшается с 2,3 г/л до 2,18 г/л. Количество образупцегося, в результате увеличения основности шихты, трехкальциевого силиката с введением каждого процента Рг От уменьшается Еа Т5 Так в смеси с соотношением компонентов С^хй, :$19^ - 2,4:1 (КН=0,81) беэ добавки РгРгобразуется 51,44 % . Введений 2 % РъОг скйжает количество до 23,44 'Распад еягта в присутствии Рг Рг приводит к необходимости получать на основе фосфорсодержащего. сырья клипкэр с невысоким коэффициентом VI:си- ■ гг.еигм 0,75 - 0,73. Состав образукиегося; силккофосфата кальция установлен расчетным путем и подтвержден .ргзиттеноразозкм анализом. Это кагелышпдтит - 7 Си О ■ 2ЫО¿РгО^ Ы * 0,267; 0,193 нм (Рис. Т).

Изучение споробоз активизации белитовых цементов Подбор составов цемЬнтов на основе белитовсго п портлангае-

Рас. Т. '"рагменти peirrrcHorpmaj oöpasan бвлзтового шшпкера с соотноЕВшеа Caû: ?>ú¿ » 2,4:1 Т - Т5ГП тг. ¡г = ВС ыин.

Т - I 2 Р?Сг . Z -Z ÏPzCr • Ъ - 3% Рг<Яг

¡.'энтного клинкеров проводи из по результатам фигнко-ыеханическпх-испытаний обравцов-Еубиков 1,41X1,41x1,41 см cueccîl 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 , 50:50. Сроки испытаний - I, 3, 7. 28 суток и 3 ые- ' сяца. Водоцеыентцоэ отношение контрольного образца чистого портландцемента 0,25. По коре введения бзлитового клинкера В/П снижается до 0,20J.0,2I. В результате вспетаний установлено, что бели-товзе цемента обладает медленным наборов прочности в ранние сроки твердения. Так, активность пеленгов составов 90/10*70/30 через I сутки твердения составляет 4,4-î9»0 Hïïa против 19,0 МПа чистого портландцемента. К 28 сутки твердения происходи значительный прирост прочности белзтовых цешитов sa счет гидратации белатовой состаЕлкщсй. Так цеаазты состава 70/30 показывает активность 28 Ша, 80/20 - 20,4 МПа. Поэтому диссертантом изучены ыетоды хими- . ческой и цехашгческоЕ активизации белитошх цементов в ранние сроки твердения. В качестве активатора твердения использованы: содо-велочноЕ плав - отход производства капролактача, соли CaFz.fiJazSiFí к CûCfi . Установлено, что активаторы твердения способствуют 80-100 % пошсзенЕэ прочности белитозыг цементов в ранние сроки твердения. Так введение I % отхода капролактаиа.позволяет увеличить прочность цемента состава 70/30 твердекцзго I сутки с 6,4 МПа до 11,0 КПа. К треи иеснцаа твердения прочность последнего составляет 42,0 Ш!а против 34,2 Ша образца твердеющего без добавки отхода калролакгаиа. ДальнеЁэгэ увеличение отхода калролактаа снижает активность бегатового цемента. Погзию щелочной активизации цементов на основе багетовых елгшкзров шзучева *акгш ех солевая активизация. В качестве corsa вЕтпвйваторов испольговаш faz Si Fí ; tûFz и CûCtz л которые вводили в количестве 0,5 %; 1,0 %; 1,6 % в цеыакты еодзрзагщв 80, 70 к 'ВО % белитозого клинкера. Срока ес- -питаний I, 3,'7, 28 суток с 3 иеезда« Хранение образцов водное. Установлено, что дойавш ЫОг 2¡Pc н CqF¿ не обеспечивает прирост прочности в раннзо сроет твердения, хотя к 28 суткам твердения активность вягудах ш 25-30 % шве активности контрольного образца. Введение добавка ùûCli способствует повышении прочности бе-яитовых цементов го все сроки твердения, причем чем висе доля портдандцементной составяавдей в белгтовш цементе, тем активнее влияние хлорида кальция. Происходит его в результате образования хлоралшшатов кальция, которые в свою очеродь ускоряет гидратация силикатов Еальция. Более подробно иеханизы гндратапин бзлито-вых цементов с добавкой в без добавка актививаторса твердения изучен в главе 5.

*

увелачегоэ топкости ссмоаз tíesaresss гггнетрет искааалэ, что чем sets удегькзя поверхность белгто£ого цемента, тем srrrnr*-пее белптоий' цемент н тем пктнапез происходит aráop прочности последнего. 1

Л сучение процессов протегапаз прз тевраепа п гидратации белатогэгэ пекзнта с цэлыэ глет— пеавя долгсвечаостя падегаЗ пз него

Процесса протекагсто пра гидра,гсц?пг белзтоаого цемента соз-тавов 60/40+80/20 с добазкой а баз добавка C¿¡C(t ssysars па результатам фнзико-кехапкческиз: испытаний, химического я репгггпэ-фазового.анализов. Установлено, что белетсше цементы мэдлегаеэ твердеют, чем контрольные образцу портландцемента. Так.беяатохшЗ цемент состава 70/30 в перше сутки твердения избирает .тел» - 20 2 прочности портландцемента, к 28 суткам твердение ускоряется а составляет узе 55-вО £ от прочности портландцемента. Добавка I £ активизирует набор прочности белитового цемэнта доведя еЗ до 30-35 % от прочности портландцемента. Щведека крни;э согага-ваидие кинетаку набора прочности белзтовых цементов а сгепзнь гидратации в зависимости от юс составов. Процесс гидратации багетовых цементов протекает поэтапно. На первой этапа протекает гидратация портландцскеягноЗ составляющей бегатового цемента о образованием тидрооксидоз Со , гадроснхикатоя кальция. На втором гтапэ гидра таруе? двухетдьцисвый силикат Салатовой к портландаементной состав^яп^их белэтового цемента. Па рас. 2 представлены рентгвнограка белитезых цементов гадратнрованких от I суток до 3 месяцев. На рентгенограммах сбрзаца гздратаровгЕ-вего I супа четко просматривается линии: гядрооксада кшдкя С а (0Ъ)г (J к 0,490; 0,253 ; 0,193; 0,173 пл); вграйгста - продукта гидратации алшаватноа составлппаеЗ гортгапдцемгнтзсЗ части 0,973; 0,56Х» 0.3В8; 0,342; 0.324; 0,255; О.ЗГО; 0,215 см); тоберморгта с варавотрез элгмзатараеЗ стсйаз TLt2lPC£H {d = * 0,560} 0,307; 0,297; 0,280; 0,223; 0,215; 0,207; 0,Ш; 0,167 на). Креме того га ргнтгзЕ0гра1КЭ вида ssheí паароразгзроззЕспх трех а даухкальцаевого саааатоз. С удгнаэнггз сроков тсэрдетия до 28 суток нарушается четкость ядииЗ езлпкатоз кашли, а пени гадрооксидз кальция, зттриигата з «xJepwopsra ста пенятся óoxss выразительными. Пояздеттся гаапгасгсостниа равзтояаая гиролата C¿SH {d* 0,333 - 100 % так; 0,424; 0,315; 0,123 а).

- 1Л -

Введение добавки CaC[¿ интенсифицирует ыехплоскостпно расстояния гидрооксида кальция, тобериорита П,ЗЛ°. зг_?-иия хлорида кальция на процесс гидратшхии белятового цсаепте следувщий : при растворении выио вазванноЯ соли происходит r:¡~a-щение последней ионом , что приводит к снихсншз р" сред», для восстановления которой необходимо болниее количество гоясз

, образупщегося з результате гидролиза большего коггчссгза трехкальциевого силиката. Поэтому возрастает скорость гядгкта^гг С¿5 и,как следствие,происходит прирост прочности бегптсзого цемента в ранние сроки твердения. Гицрохлорахшипатоз г гадрохлор-силикатоз кальция из-за калой дозы вводимой Со СЕ.-, на рентгенограмме обнаружить не удалось. Гидросиликата представлены rcJap-ксритом и гиролитом, гидроалшинаты - эттрянгитсм.

Изучение макро- и микроструктура гидратированного бпяитово-го цемента методами поляризованного и микроскопического анализов показало, что образцы 1-3 суточного твердения представлены плотными зернам округлой Форш, ячейками разного размера относящиеся к двухкальциевоиу силикату. При большем увеличении (Х46Г0) различимы гладкие поверхности и тснчайЕяе параллельно упакованные пластины с ромбическим к ja ем ступенек относяззеся к гадрсок-сиду кальция, отдельные призга, иголки относкетеся к аттрптгэтт. Ра микрофотографиях образцов твердеющих 2Я суток и 3 месяца прослеживаются тонкокристаялнческие образования тсберморзта - отдельные сарсвидныэ частицы з виде мелкозернистых сферически соединения составленных из тончайгях пластинчато-волокнистых переплетений, сигарообразные частицы в вид» тонких листсз, что более четко видно при 8000 крзтноу увеличении, о это

также подтверждается мгтодом поляризационного акагязз теявлвяз-ем показателе" светопреломления тоберморитовего г?."л Л> =1,^47; А> = 1,587.

• Изучение фязико-иаханнчесюпс покааателсЗ образцов бегзтегаг цементов, твердегезх т год показало, что со временем срсчнссть белктовых цементов растет на 20-25 % и,составляет для состава 80/20 34,0 !£!а, 70/30 - 38,0 НПа, 60/40 - 42 КПЗ.

Выпуск опытной партия Селотового клгнкера

На основе лабораторных эксперЕмгктсз па опытно!? устапопта Рсскресенского филгага ЕИТИ9 пгоднекратно выяуиепа огатнгя партия белитойого клинкера и диоксина capa из ^сс'-огиг.сз ктилгнг-

смго химического завода. Опытиая установка состоит из основных агрегатов :.14 ветровой врацпщейся печи с диаметром в свету 0,5 к, оснааенной сырьевым бункером с тарельчатым питателем, газова-ю в воздуепыун коммуникациями, хвостовым дам ос ос ом. отходяциз газы очищаются от пыла и фтористых соединений в циклона и абсорбционной ÜSSH8, оросаемой содоки раствором (рН = 8+10). Контроль ■тшоратур по длине соча ооуцоставяется тормопарака. В качестве топлива использовала прзродшй газ.

Прз ргботе па установке опрадзгзш оппшальнне реаимы процесса переработка фосфогагйа на белитсвай клинкер п диоксид сера: расход rasa 22-28 па3/чао| воздуха 100-180 ш3/час, сихты 35-40 яг/ч, температуре в зоне равлозеная 1493-1523 К. рыл получен продукт с содорганием Са О - 0,5-1,37 %•, Coi - ото; $£>i - 2,5-3,5 %. Степень разложения сульфата кальция - 95 %. концентрация SCz в отходаявх rasas составляла 6-7 Шлется акт испытаний (Прзясзепвз 3). Получений! богзтошй клинкер испытан в ПЗГ ПО "Рсскрссепгкцеиггат". Шсотся пэлсздтсЕьшзе ваклзченпз Ъ его качестве Шраяожаазо 4).

расче? егтаемей еетЕСиическоЙ еффактивностп (Прилсаотга 5) шпзЕнегашй в цепах 1993 г. сокагаг, что пра переработка 500 тыс. топа íoojorsnca в год ецфзгг оеставсет 13,7 ылз.руб.

' СОТЕ ШБОШ •

Т. Изучена уегпЗЕя п ояродалеи рггама получения диоксида сэры в бедятовых квшкерев в росультато утилизации фосфогипса и золоЕлакоЕЫх отходов ГРЭС. Устаксзлзш вогаогкао соотношения оксидов ÍQC а в tíejcrocas юстг-арах, влшшт повышения основ-ссста С2ХШ Еа процесс Ессстелаздзпгя cyssjara галыхпя.

2. Вгучск состав отдодглиас rasca процесса пзрараСотс: фосфо-пгога Ез диоксид copa s tiesrcesai пдзкор, определена концентрация в зависЕмоста с? раоспЕЗг рси^сз ctera. Установлена вогетзаость перзрзбЬтет iñ» а espayo raesovy.

3. Цетодами фк^шь-ХЕгпчесззго апзхзга установлен фазовый состав беютоЕЫХ шзякороэ, Еос^азша стеснения прспэсссв клин-кегообразезаная от усилий ctora. Установлено, что при оптиьяльнем реаашо обдзга про-огехгг' пралютссс: полное разгеденле сульфата ^агьпия eetiu е образуется две iopzi двухгальелезого сиго-кг та - -1 - . чето:с:мп иш^ятичесЕого планирования зкеперя-

мента определены условия оптиотзации процесса получения дгисидз серы и белитовых клинкеров из суяы^атсодерптего сырья.

4. Методом боряокислотного разложения и хиккческого апагиза установлено, что с повышением основности шиты P¿í>r снижает степень разложения сульфата кальция за счет разложения образовавшегося трехкальциевого силиката на двухкалыгаевый силикат и диоксид кальция, что в результате процессов спекания образуется сп-лико$ос$ат кальция нагедыэгадтпт 7СаО-2Щ01-Рг0-.

5. Подобраны состаин бзлитоЕнх цементов на основе белитово-го и портландцементного клинкеров. Установлено, что в результате химической ( СоС.?г , Со ft Ft, содсцелочноЗ отход производства капролактаа) а механической активизации исгпо з 1,5-2 раза повысить активность белптошх цементов в ранние сроки тзердэ-

17ея.

S. Методами физико-химического анализа изучены процессы твердения и гидратации белзтошх цементов, какро- и микроструктура белятового цементного кагягя. установлено, что гидратация болтового цекепта протекает с образованием гидросиликата крпьцяя -тсберыорита ^ ^ (I) с параметров элементарной ячейки Н,0А°.

7» Выпуск опытноЗ партии белитозого цецентз а диоксида сера па опытной установке Воскресенского филиала НПТПФ позволяет сделать вывод о технологичности процесса и кондвпциопнссти получае-тх белятовых клинкеров. Акты испытания беяптевнх цементов в ПО "Воскресенскцеыент" доказывает возисзность получения белитошх цементов активностью 25-30 T.Tía. По результатам лабораторных а опытных Есиытанпй разработаны исходные данные процесса 'переработка 5С0 тыс. т. фосфогппса в год па серпуа кислоту п бслатокгй цемент. Прсв-эденгаЯ техняко-вконоинчесзшЯ расчет в ценах 1993 года показал полаял тольнул эффективность разработанной технологии.

Основное содержание диссертации отрогего в едэдугаих публикациях :

1. Атакузиев Т.А., Гйрапсз А.Т., Тсггазупова Г.А., Алазут-динова Я. Д. Сернистый газ и балитовый клинкер аз фосХчзгипса./У Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума "Езотехнологическзе методу охраны окрращеЗ среда". Самарканд. 1958. С. 22.

2. Атакузиев Т.А., EtapanoB А.Т., Тохтахунова Г.А., Алзвуу-дкнова 5.Л«» Болтаев 3., Солодяккикз F.JT. О выпуске опытное шр-•гии белитового пягугего и диоксида серы из fccjoranca.// Т/ йа— учно-с-ехнеческая конференция ио годах учетах и специалистов "5!оао-

уч'-^-'С отрасса строительных материалов в строительству". Белгород, 19£9., С. 44.

3. Гарасов А.Т., Тохтахунова Г.А., Атакузпсв Т.А., "арза-ег "?.??. Серная кислота е активное шлоюшкерпое sscja.cc из íoc-•»crssca и крсмааЯ содержащих отходов.// Внздранао безотходных техноrenrg производства строительных материалов, расширение е^рьсвоЯ ¿asa дда руления проблемы увеягчепая тоззрез народного потреблена, Твскепт. TST-9. С. 7C-7S.

4. Ег.рапоз А.Т., Тохтахукова Г.А. Переработка фссфогзпса па сег'ф) пилоту и раздгчше силикатные гатерш.и,// Сбор::®: научных Ypyr.rn, унмая я технология ветрен матеркадоз. ТашкентЛ900. С. TS-4I.

5. Атакуззеа Т.Д., Баранов А.Т., Тсхтахужт Г.А. Еелптозый глгихе? р сорпая етслота - продуют перерайогп: {ос'огясоа.// Те-

Егси ; о ¡та доз Еег.созэпоЯ коа?срскцяз "Срнм8Еош:а егходов производств - оспозпоЗ резерв строотедьстза". ч. 2. Севастополь. 1990. с. 2зт-сз:\ • •

6. Д,Т.»'Атакузгюа Т.Д.» Тохтазуиова Г.А. Псдз^ьсо-глнио кремйЗЕ содергазгх отходов порерабатывздзй прегггжшюзт;: а ирсизводстес серной кислота,// Тезисы дозлздоз Нсесовансй форсниии "Кс-гвшжпсо освоеппз технологически; мостороддагай". Тодябнпск. T2S0. ч. Т. С. TIR-JI9.

7. Атагуэзев Т.Д., Гогапов Я.Т., Тохтахупова Г.А. "омплекс-кий гстод т^лмцип отзодоэ хкмкческэ" и угольной промышленности./'/ Тезиса докладов Всесоюзной конференции "Опыт работа научно-Terira4ec:¿Ü обпестпенноста Рсесоззпого химического общества им. Л. Менделеева по создают экологически чистого реглана. Тула. • IC90. С. 4Г-4Э.

8» <\?акузаев Т.Д., Пагппоз Л.Т.* Тохтахуиопз Г.А. Акттолза-ппя югз&спхерягс белитста кгузс га cenoso ч-сс^огпг.са.// Гес-яубхгшг.глкзя гаучпо-лрстггзчсска.': |»н?врс:птк:1 студентов, ыолодчх учопых г; сшсалистсз '•¿сетишегпм нз.угл tJo.tr>—;:; пгсизпЬдстзу". ТЕГКеНТ. iiSJI» С. а;'.

9, Г^усссз А.Т., Тохтахунсва Г..\.» Атагс/знов Т.Д. Разработка теинс."гст;п од^чс-пил: серпов кпешш в белятового цемента из ЗесГопжйа // 3? ^ггасзаиая кпт^орэкцзя т.о :згппеской технологии неорганичен tes Якапт,, TS9I. С. Г35-23Ч.

ТО. <í»!U» Гг.гатоЕ д.?«, Тсхтагукова.Г.А..

хя.гз Техиогэти юмс^чатаа серной етслота к безятрзеге rñ кг ^сс^сгзпса«// Тегссз докладов Рсессясчсго

-tí -

з стлала со проблема рсадззнцга 'ГссухзрсгзсннсЗ nparjvaaí» crpari окруэжцей срэда и рацпокального использования пркуодгагг ресурсов СССР па Т2ЭТ-1935 годы а па период до 7005 года" в часта утилизации и пороработки попутно добываемого сырья Ангреисксго тс-липо-уголъпого иестороздения, фосфогипса, золетгакоз а друггг отходов производства. Ташкент. 1992. С. S0-5I.

П. Атакузиев Т.А., ПЭрапсз Т.А., Тохтахуаоза Г.Л., пова Л.А. энергосберегаггдя технология ггэреработпз tjoojoranca ra сернуз кислоту и баетговый клинкер.// "Эгектр ^паргняснви пппб чигзргз иуаьколлари ва í-tucnncosrnt саясзтзгд xatsa sasa гуга;--гшгштг бозка созрларяда енерготкшогзгая* шсатдарз буйгча Республика илмий-техникавий шззга. Тсзкзпт, 1992. С. 157»

I?. Тохтазузова Г.А.» Гарааоз АЛ.» Атакузаез Т.Д. Акгкзя-рование ачнуцей способности болзта.// Тезисы докладсэ гаучно-те-оретической конференция профссзорез преподавателей» аспирантов, каучинх работников п студентов Ташкентского юаяпсо-техяологзчес-таго института. Сборная ттаутояс трудов, Танкеят. 1992. С. 27.

ТЗ. Тохтахунова Г.Д., Шарапов Д.т.» Иирааев Ф.м. ксагтако-пая переработка фосфогипса га длогзпд сори н беяктогиз клинкер.// Тезисы докладов нзучно-тзоротгпсспоЭ а тэхшгтескоЗ копТсревция профессоров, преподааатегеЗ, сспяраятоз, тучных работников я студептов Ташкентского хигппккгетюЕйгочсского института. Твн-кент. 1993. С. 129. . ■.

Т4. !Гарапов А.Т., Тотощпоаа Г.А., Ваьздкаяозз I.A., tfsp-Епев <5,И. ИсаользоБанио отходез ^пячаскоЭ пркоаязгооста а производстве серной кислоты я бэптогзго пезазта.// уабекзстоя ía Г,0 йзллитига богпЕЕшгая I £п огаугзр аз £.тутохасепо ларшнгг адгу-varra. Гегьигаялар катни. Тогпопт« IS33. С. 19.

15, jnapanon А.Т.» АтаяузабЭ Т.Д. t БалэЕ^баевй И.?.» Тохта-хуяолп Г.А. Бяаупао па оэкоаэ бостсаих алшеазрсз а селэчных активаторов тзердяти.// ¡э^фэетязяиа стрФзтоаето езтеряали и технологии, Меззузовзаяй обортик езгшух трудаз» вал. I. Теакзнт. Т993. С, 21-24. ...

Т5. Атакузаез Т.А., Ппрапсв А. Т., .Тбхтахупоаа Г «А., Рирход-паев V.M., Мирааеа Э.М. Texmronsa Еэаучтш сорной каоаота з бслатовсго ceveara аз {«осфогапеа.// Тезаш докгздоэ ысзртспубля-канскоЯ ядучко-теятезетЯ кягфэрзщяа *1!{ггепа2£$ГЕйцкя срсцессоа па.'кческой а пипепоЗ техлоаогкя" "Процесса - 93". ч.1. тагкрат. 1993. С. 20?.

"олтасгзгурт dese сесидз, туйеншз еоэф^яцеввти

0,7 будгав белатлв иянкер во унивг асосада гахгб чнкерелгап богловча коддалар" ыавзусадаги ГЛ.ТохтахзвованиЕГ диссертация спгипгг киспяча Esasigna.

UjsazaccaossKi OS. 17«II "Салаках, чайпн opjбчп ел по^2?алл иоддягар тсхиологаасв".

Диссертация canoas чидавдоларЕ - фосфогапс ва ГРЭС кулига каЕтг ееейе, богловча аоддаяар оссортвйзятвпя ЕСвгайтириЕ, таркж-бвда cjsbías булгав чизвидалардаи олтангугурт каслотаса олаи кайя долзарб вдвииоларга багазлангап. соефогнпсдан олтвигугурт диоксида зга белгтдв цеиеит олез буйнча влагай адабиётлар таэслали есниег вдгой лн^атдап ектзлигвея ва аыалвй а^аигятвна вурсотаб турибди. Лсбораторллда укззвлгаЕ гаарыбалар натааасида белатлс клипкерцг таысаз кпгуачв иоииоаентларнЕЕГ ysapo ввсбатп ашпутндя, фзгпк ео вяиевай усуллар балзв уларвввт фазоввй тартабв» чикинде гзз-дарвивт шщдорв ва олтивтугурт дяовсвдв вовповтрацвясвнанг узга-рвая ЕуМдвреа *олвга «араб тоисвралда. Бувдан тавнарв Р^О^ ееит фос^огкпсЕя сайта тввяавзи мраёввга таьсирп ва бор кнслотаса б ел г я варчалаи усуявдан пайдо буладагав кальций салакофосфагинвг тарввбв акзкхапда.

А бобда белятла цеквга цотесзее: иехаввв ва ЕпиёваЗ фаолашта- ' рЕа усзгларн Срдаиада ургапелди. Каиролавтаы чв^пид^сндак с юг гдор.вд мльцяйдав ^ойдалаввы Силаи белатли цеионтпа даслабкп тга муддатвдаги ну стаскай лаги ни авалдй икцатдав икки ыартагача ОЕзряпгл эрхсвлда.

5 бобда белитлв цеиевтннвг гидратация аяраёвн урганялдя, ударвввг какро ва и отрогу залгьв тежсиралдв. Белвтлн цеиантня гвд-ратапЕЯСв бсс!?ачиа-босчич кетвб, гидровсвд кальцая, эттравгыд, тобериорвт 11,0 ¿° ва гарсиштирвянг плйдо булвса бвлав борадн. Бу *одвя рент гак, ывкросхоп усдялар ёрдаивда тасдшдовдв.

2збораторая тавребааарн зоосада бвлвтли влввкердар ва олтнн-гугурт двонснди 1ШЕ2 в виг Босврвсэвск (^ялиалвдагв корхоиада вллаб чнцарвада, *аида ГОСТ 3I0.4-8I буйяча вВоскресеирвцеиентв вилаб чв^арва бнрдасмаспда свваь курвлдв. Сизов далолатвомсяда вжобай хуаосалар бор. 1993 йвх нар^-иводар асосада «нлннган техник вц-соди2 *всоб-китобдар фоофогапсвв олтингугурт квслотасвга айлзн-тзраг ^а^садга ujBO^ai; зкавлнгвян курсатдя. Навр кслниган кслар-яззг сснв, двсгертаавянвнг казиувзив тулвп икс эттарадж.

АЕТГОГЛЕХЕТ — -

on dissertation wort of ?ahtahuns?a G.A.,thcj these in "Sulphur aio£iaefb!illt ceaent КР^0,7 cad ftatrl-gent on their Ъасэ.я

"Cootaolos7 of silicate of refraotory пэв-яа£а1 materials."

She dissertation worh Is dcTotod to actual problra-ulilisatien ef industry wastes phosphorpyps and ash o£ IJy4ro-ElectriQ Station, erpencion of estrisent natcrials aasortinent,Obtaining of ciilphu-rio acid from wastes cantcin sulahats.

^Executed litaratura novelty nsd practical value of runoainarT-l balit cenent and sulphur dioxide obtaining front phesphorgyp®. According to the reaults of laboratory expericentu are detarainel possible correlation.! of bolit olinker components, their phase structure паз studied by phyelc-chexical analysis methods,the composition of gases and concentration of sulphur dioxide «аяв atudied in depend with condition of kilnlng.Beoidee that,the influence of adaixtura F205 on phoaphorgypa restoration process ess studied.Ihe composition of gsneration calciua silicophosphate was determined by boric acid decomposition nethais. In chapter 4 was studied the nethods of ohftnlcal and stirri:^ up of monomiaeral bellt cesenta hcrdaing.Datersincd that using caro-lactcns wastes and oalciua chloride practically double increasing of belit oeaents solidity can be obtained during the firej teres of hardening.

In chapter 5 the hydrotatios and #belit cedents hardening process ■were atudied their nioro and аасго structures.Determined that 'ayd-rotation of bellt oeaenta ia going steply with generating of cbl-ciu^ hydroxide,enlrinsit.tobaraorit stnd hydrolit »hat ws-2 confirmed by results'of rontgen-phaaa.oolutinable »Jcroeople.polarissMe and chemical aaaljsOB.Accordins to laboratory axperinent result« яаз ¿one the output of belit clinkers end sulphur cracdi-exide en experimental paint Of Toskrcsenek breach bill?,belit cedent иве tasted according to GOCT 310.4-81 in t52b PO'Veokreesneiccejent". Ihe positive conolueion of teatisis xze got.Executed ia prices ef 1993 techaio-eeonsislc account had ehovred the taгревсу c" sulphuric aoid obtaining froa phoaphorKypa.-he <juaatitj- end character ef' uorke refloats content« of iiffsertaties published.