Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (1044950), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Однако использование такого низкоконцентрированного удобрения экономически оправдано только на сравнительно небольших расстояниях от заводов, не превышающих 500 км. Утилизация Фосфогипса возможна в цементной промышленности (в качестве минерализатора при обжиге и добавки к цементному клинкеру), для химической мелиорации солонцовых почв, для получения сульфата аммония, цемента и серной кислоты, элементной серы и цемента (или извести), извести и серной кислоты, гипсовых вяжущих материалов и изделий из них и по ряду других направлений. Для использования в цементном производстве фосфогипс гранулируют и подсушивают в барабанных сушилках до содержания гигроскопической влаги около 5 % Применение фосфогипса в этом производстве уменьшает расход топлива, повышает производительность печей и качество цементного клинкера, удлиняет срок службы футеровки печей. Вместе с тем, широкомасштабное потребление Фосфогипса в цементной промышленности сдерживается значительным содержанием таких регла- 184 ментируемых для сырьевых материалов примесей, как водорастворимый Р,О, и соелинения фтора.
С целью кондиционирования фосфогипса в этой связи разработаны различные приемы его обработки (перел дегидратацией и гранулированием) водой, кислотами, щелочами, частично реализованные в производствснной практике как в нашей стране, так и за рубежом. Утилизация фосфогипса в качестве минерализатора при обжиге сырьевых смесей на цементный клинкер обеспечивает экономический эффект по сравнению с использованием природного гипсового камня. В настоящее время разработаны технологические способы подготовки Фосфогипса в виде товарного продукта для использования его в цементной промышленности в качестве минерализующей добавки и регулятора схватывания цемента.
На рис. 3.6 приведена принципиальная схема обработки фосфогипса, используемого в качестве минерализатора и регулятора сроков схватывания цемента. Технологический процесс заключается в следующем. Фосфогипс с карусельного Фильтра цеха ЭФК поступает на репульпацию (Т: Ж) = 1: 3 и затем гидротранспортом подается в приемники фосфогипса, в цех грануляции и сушки. Пульпу фильтруют на барабанных вакуум-фильтрах (поверхность 20 м'), Фильтрат частично возвращают на репульпацию, а частично — на нейтрализацию.
Для подпитки системы гидротранспорта используют конденсат из отделения упарки цеха ЭФК. Полученный кек Фосфогипса смешивается с раствором метасиликата натрия и далее поступает на прокаливание в барабанную Часть ИН. Технологические решения по утилизации твердых отходов 'ют в циклонах и абсорберах. Уловленный продукт на стадии сухой очистки поступает на смешение с влажным фосфогипсом, а суспензия, получаемая на стадии мокрой очистки, подается на фильтрацию. вращающуюся печь, где происходит его дегидратация до СаБО4.0,5Н,О и 60 %-ная дегидратация до СаБО4 при температуре топочных газов 900 'С. С отходящими газами уносится около 55% продукта, который извлека- н,о Фосфогипс Рис. 3.6.
Принципиальная схема обработки фосфогипса, используемого в качестве минерализатора и регулятора сроков схватывания цемента 185 Дегидратированный фосфогипс смешивают с влажным продуктом и ретуром в соотношении 2,5: 5,5: 1 из расчета, чтобы конечная влажность шихты составляла 32 — 36%.
Затем шихту гранулируют в барабанном грануляторе и рассеивают в вибрационных грохотах на две фракции: 3 — 50 мм и менее 3 мм. Последняя в виде ретура поступает на стадию смешения, а фракция 3 — 50 мм — на склад, откуда ее отгружают в железнодорожные вагоны. Фосфогипс пригоден для производства вяжуших веществ и изделий из них вместо природного гипса. В Японии, Франции, Бельгии, Брази- лии фосфогипс используют для получения строительного гипса и высокопрочного гипсового вяжущего. Гипсовые вяжущие представляют собой Р- или а-модификации полугидрата кальция. Процесс получения вяжущих обычно состоит из двух стадий: очистки фосфогипса от соединений фтора и фосфора и последующей дегидратации СаБО4 2Н,О до СаБО, 0,5Н,О.
Дегидратацию осуществляют путем обжига в печах при температуре 150 — 170 'С либо в автоклавах при температуре 120 — 150 'С. Второй путь является предпочтительным, так как при этом получают более крупные кристаллы полугидрата. Глава 3. Утилизация твердых отходов химической промышленности При получении ЭФК полугидратным или полугидратно-дигидратным и дигидратно-полугидратным способами образующийся фосфогипс может быть использован непосредственно для производства вяжущих, так как содержание в нем примесей значительно ниже.
Эти процессы осуществлены фирмой Марап в Японии, не имеющей* запасов природного гипсового камня. Промышленное производство вяжущих с использованием дигидратного фосфогипса освоено многими фирмами в Западной Европе. Ниже будут рассмотрены наиболее распространенные технологические процессы, которые нашли промышленное применение. Технологическая схема получения и-полугидрата кальция из фосфогипса приведена на рис. 3.7. Процесс включает очистку фосфогипса, превращение его в полугидрат и обработку полугидрата. Фосфогипс из фильтров цеха ЭФК репульпируется в воде до содержания твердой фазы 450 г/л и поступает в промежуточный бак,2, откуда направляется на флотационную машину 6.
Здесь происходит отделение органических и растворимых примесей. Если фосфогипс относительно чистый, то флогацию можно заменить фильтрацией. Цалее фосфогипс фильтруют, опять смешивают с чистои* водой, подогревают и подают в автоклав 9. Здесь происходит перекристалл изация фосфогипса из Са80, 2Н,О в СаБО4.0,5Н,О, причем требуется тщательное соблюдение условий процесса (! 20 'С и рН = 1 — 3). Во время перекристалпизации из кристаллов Са804.2Н,О выделяются примеси в виде сульфагов натрия и кальция.
Полученный 18б а-полугидрат из автоклава поступает на центрифугу либо на фильтр для отделения кристаллов от маточного раствора, последний, содержащий 7 г/л Р,О„направляется в цех ЭФК. Получаемый а-полугидрат имеет влажность 10 — 20%, и его конечная обработка зависит от области использования. При производстве из него перегородочных акустических плит и блоков нет необходимости в его осушке, при использовании же в качестве штукатурки, добавок к цементу и т.д.
требуется его сушка путем продувки горячего воздуха. Основным преимуществом рассмотренного процесса является его непрерывность и возможность приспособления к выпуску продукции различного назначения. Фирма «Кпацб> использует в промышленном масштабе три варианта производства вяжущих из фосфогип- са в зависимости от области его дальнейшего использования. Принцнпи- альная схема этих трех вариантов представлена на рис.
3.8. По 1 вариан- ту загрязненный фосфогипс промывают и флотируют для удаления во- дорастворимых и,твердых примесей, затем дегидратируют в котлах периодического или непрерывного действия. Полученный чистый продукт не оказывает разрушающего действия на картон, покрывающий поверхность панелей или плит. По 11 варианту получаемый материал должен быть более грубым по сравнению с гипсом, используемым для производства панелей и плит. Для этого размер кристаллов полугидрата может быть увеличен до 0,2 мм (-.
20% от общего количества кристаллов). Состав фосфогипса соответствует отношению ангидрита к полу- Часть ИИ. Технологические решения по утилизаиии твердых отходов Д- т рост 8ор Рис. 3.~. Схема получения а-полугидрата из фосфогипса по методу фирмы «Ош11п1»: 1 — рспульпатор фосфогипса; 2, 8 — промсжугочныс емкости; 3 — соорник флоторсагснтов; 4— насос; 5, 10 — фильтры; б — флотаиионная установка; 7 — сгуститсль; 9 — автоклав а 6 8 Фосфогипс Фосфогипс Фосфогипс а-Полдгидрат для произдодстда плит Строительныи гипс Строительный гипс Рнс.
3.8. Принципиальная схема процесса получения гипсовых вяжущих методом фирмы «КпанГ» (трн варианта) гидрату, равному 1/3: 2/3. Стадия очистки от примесей по П варианту может быть той же, что и по 1; степень очистки можно снизить за счет уменьшения дозировки химических реагентов на стадии флотации. В процессе грануляции к дегидратирован- ному фосфогипсу добавляют воду и вещества, осаждающие нерастворимые соединения фосфора. Затем продукт выдерживают в специальных реакторах, где происходит образование фосфатов, которое заканчивается в процессе обжига и рассеивания. Глава 3.
Утилизация твердых отходов химической промышленности Рис. 3.9. Схема получения гипсовых вяжущих методом одноступенчатой дегидрата- ции Фирмы Клопе — Роц1епс (р-полупшрат): 1 — репульпатор; 2 — нейтрализатор; 3 — фильтр; 4 — промывной бак; 5, б — гнароциклоны; 7 — вакуум-Фильтр; 8 — промежуточные емкости; 9 — прокалочная печь; 10 — промывной :круббер; 11 — выхлопная труба; 12 — циклоны 188 111 вариант разработан для получения полугидратного фосфогипса непосредственно в производстве ЭФК. Так как полугидрат содержит намного меньше примесей по сравнению с дигидратом, то необходимость первых четырех стадий его очистка отпадает. Остальные четыре стадии (см. схему) аналогичны 11 варианту.
Процессы промышленной переработки фосфогипса в вяжущие материалы разработаны многими французскими фирмами (КЬопе— Роц1епс, СдР СЫппе, А1г 1пс1цз1пе, Сеп1ге с1'Егнс1ез е1 сне Кесйегсйез без Рйоярпа1ез М ~пегацх — СЕКРНОЯ). Один из вариантов процесса фирл мы Клопе — Рон1епс представлен на рис. 3.9. Процесс состоит из двух основных стадий: очистки фосфогипса и сухого метода его дегидратации.
Первая стадия начинается в шламонакопителях фосфогипса путем удаления крупных примесей (в случае необхоцимости фосфогипс нейтрализуют). Вада Если исходный фосфогипс достаточно чистый, то после фильтрации его подают непосредственно на дсгидратацию. В случае необходимости дальнейшую очистку его ведут либо в гидроциклонах, либо путем флотации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
