книги / Фосфогипс и его использование
..pdfНа основе технологии прессования гипсовых материалов разработан ряд способов получения гипсовых и фосфогипсовых материалов способом прессования [347]. Технология высоко прочных изделий из оводненных смесей на основе фосфогипса помимо стадии прессования включает ряд дополнительных опе раций по подготовке сырьевых смесей. При этом необходимо соблюдение определенной последовательности введения отдель ных добавок в фосфогипсовую смесь, их дозирование и сме шение.
В случае неполной дегидратации фосфогипса предусматриваются его предварительная термоактивация в сушильных аппаратах, гомогенизация влажного фосфогипса при его смешении с гидравлической добавкой до полу чения смесей пластичной или жесткой консистенции. Наиболее перспективным является процесс получения окускованного фосфогипса (фосфогипсового щеб ня) методом непрерывного прессования [348].
Окускование фосфогипса можно проводить спеканием под давлением его смеси с нейтрализующей добавкой, при этом не требуются подвод тепла извне, дополнительный обжиг и применение связующих.
Технология окускования фосфогипса включает следующие стадии:
нейтрализацию фосфогипса известью в лопастном смесителе;
обезвоживание фосфогипсовой смеси в центрифуге, либо путем низкотем пературной сушки;
прессование фосфогипсовой смеси влажностью до 5% на валковом прессе.
При |
давлении прессования 400—550 МПа и скорости проката 0,25— |
0,33 м/с |
толщина ленты окускованного фосфогипса составляет 8— 10 мм, раз |
мер частиц 3—50 мм.
Опытная партия окускованного фосфогипса была испытана в условиях цементного производства в качестве регулятора сро ков схватывания цемента. Результаты испытаний подтвердили, что цементы с окускованным фосфогипсом полностью соответ ствуют требованиям стандарта, причем их активность на 10— 15% выше, чем у цементов с 5%-й добавкой природного гипса.
Глава 5
ДРУГИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФОСФОГИПСА
5.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОСФОГИПСА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА УДОБРЕНИИ И СОЛЕИ
Производство сульфата аммония. Одним из направлений исполь зования фосфогипса в народном хозяйстве является его кон версия в сульфат аммония и карбонат кальция [352].
Идея использовать связанную в гипсе и фосфогипсе серную кислоту для получения сульфата аммония зародилась давно [353], практически сразу после решения Проблемы получения синтетического аммиака. Первая установка по производству сульфата аммония конверсией природного ангидрита была созда на в Германии во время первой мировой войны на заводе «Leund Werke» (г. Мерзебург). В конце 30-х годов появились первые работы в области техно логии сульфата аммония из фосфогипса, учитывающие влияние содержащихся в нем примесей.
Конверсия фосфогипса основана на реакции:
CaS0 4-2 H20 + (N H 4) 2C03 — *-
—CaC0 3+ (N H 4)2S0 4H-2 H20 — 10,9 кДж/моль.
Вследствие намного меньшей растворимости карбоната кальция в сравнении с растворимостью сульфата кальция (при мерно в 140 раз), реакция в водной среде при / = 20—60°С и pH = 7—9 завершается практически полностью.
В зависимости от способов введения карбоната аммония процесс конверсии может быть жидкостным, газовым или газо жидкостным ,[352]. Способ жидкостной конверсии предполага ет предварительную стадию приготовления раствора карбоната аммония в отдельном аппарате по реакции:
2ЫНз+С02+Н 20 — >• (NH4)2C0 3 + 16,8 к Д ж / м о л ь .
В процессе газовой конверсии эту реакцию проводят в вод ной суспензии фосфогипса при одновременном введении в нее аммиака и диоксида углерода. Газожидкостной способ превра щения CaS04-2H20 в СаС03 и (NH4)2S04 основан на использо вании как раствора карбоната аммония, так и газообразных компонентов.
Наибольшее распространение в мировой практике нашел способ жидкостной конверсии [352, 356], включающий в себя следующие технологические стадии: 1) приготовление раствора карбоната аммония; 2) конверсия сульфата кальция раствором
карбоната |
аммония |
и кристаллизация СаС03; |
3) фильтрация |
|
и промывка осадка СаСОз; 4) улавливание |
и |
обезвреживание |
||
отходящих |
газов; 5) |
переработка раствора |
сульфата аммония |
в кристаллический (гранулированный) продукт; 6) сушка кар боната кальция.
Способ жидкостной конверсии гипса и фосфогипса используется в ряде стран: Индии, Японии, Пакистане, Турции, Италии и США. Классический ва риант реализации этого процесса имеет существенный недостаток: на стадии приготовления раствора карбоната аммония необходимо отводить тепло, в то время как на стадии конверсии карбонатную пульпу необходимо подогревать, так как реакция конверсии является слабоэндотермической.
Для газовой конверсии не требуется предварительного приготовления рас твора карбоната аммония,' однако при его реализации возникает проблема от вода избыточного тепла реакции на стадии конверсии (охлаждение пульпы). Это также осложняет процесс, так как при охлаждении карбонатной пульпы наблюдается инкрустация теплообменных поверхностей. Кроме того, газовый способ конверсии уступает жидкостному и по технико-экономическим показа телям: снижается выход сульфата аммония, ухудшается качество товарного карбоната кальция, снижается производительность стадии фильтрации карбо ната кальция.
Устранить недостатки обоих способов конверсии удалось
[352]в результате их рационального совмещения. С этой целью
вреактор конверсии фосфогипса помимо готового раствора (NH4)2C03 подают газообразные реагенты (NH3 и С02) в ко
личестве 10—15% от стехиометрической нормы на СаО фосфо гипса. При этом тепло, выделяющееся при взаимодействии га зообразных реагентов, компенсирует потребность в энергии про-
|
|
Способ |
Способ фир |
Показатель |
мы «Hamph- |
||
Н И У И Ф |
ry and |
||
|
|
|
G la s g o w * |
Норма раствора (ЫНОгСОз, % (от стехиомет |
105 |
ЮЗ |
|
рии) |
|
52—54 |
48 |
Концентрация раствора |
(NH4) 2C0 3, % |
||
Температура раствора |
(ЫН^гСОз, °С |
50 |
50 |
Содержание Р2Об (вод.) в фосфогипсе (в пере |
1,5 |
|
|
счете на сухое вещество), %, не более |
4 |
4 |
|
Время пребывания пульпы в реакторах, ч |
|||
Температура процесса конверсии, °С |
55 |
60 |
|
Необходимость подогрева пульпы |
Нет |
Есть |
|
Степень конверсии фосфогипса, % |
96 |
96 |
|
Степень отмывки СаСОз, % |
98 |
— |
|
Выход по S 0 3, % |
|
94 |
— |
Концентрация раствора сульфата аммония, % |
38 |
35 |
|
Съем по сухому осадку СаС03, кг/(м2-ч) |
400 |
400 |
|
Расход воды на промывку карбонатного шлама, |
0,4 |
— |
|
т/т |
|
25 |
30 |
Влажность осадка СаС03 после фильтра, % |
Как видно из табл. 5,1, показатели способа НИУИФ не сколько лучше. Присутствие в фосфогипсе неотмытой фосфор ной кислоты — Р2О5 (вод.)— отрицательно сказывается на кри сталлизации карбоната кальция: образуются мелкие кристаллы, отсутствуют хорошо фильтрующие друзы и агрегаты, осадок про являет тиксотропные свойства, производительность фильтрова ния резко снижается, отмывка карбоната кальция ухудшается.
Для предотвращения вредного влияния Р2О5 (вод.) фосфогипс перед конверсией подвергают доотмывке: его репульпируют, затем промывают на вакуум-фильтре и транспортируют гидравлическим способом на конверсию.
О степени влияния Р2О5 в исходном фосфогипсе на фильт рующие свойства осадка СаСОз можно судить по зависимости, приведенной на рис. 5-2 [352].
Как видно из рис. 5-2, при изменении содержания Р2О5 (вод.) в фосфо гипсе от нуля примерно до 2,0% съем осадка СаСОз снижается с 800 до 250 кг/(м2*ч). При этом допустимым значением Р2О5 (вод.) можно считать 1,5%. Фактическое его содержание в фосфогипсе при переработке апатитового концентрата в дигидратном процессе получения ЭФК в целом ниже допусти мого для процесса конверсии, однако в периоды пуска установок ЭФК после их остановок на ремонт наблюдается недоотмывка фосфогипса, и в это время содержание Р2О5 (вод.) превышает 1,5%. Дополнительная промывка фосфогипса водой примерно в 5 раз снижает его содержание в осадке и повышает степень использования фосфата в производстве ЭФК. Аналогичные требования к качеству фосфогипса по содержанию РгОб (вод.) предъявляет Японская фир ма «Hitach Zossen» (процесс «ICI-Chemico»).
Влияние остальных примесей, содержащихся в фосфогипсе (А120 3 Fe20 3 F, MgO и др.), на кристаллизацию СаСОз про является лишь при концентрациях, значительно превышающих их вероятное содержание в фосфогипсе.
Рис. 5-2. |
|
|
|
|
|
Зависимость |
удельного |
съема |
осадка |
||
СаС03 ((/уд) |
от |
содержания |
Р20 5 (вод.) |
||
в фосфогипсе |
[Ср2о £<ВОД)] |
при |
/= 50°С , |
||
т= 120 мин |
|
|
|
|
|
В отличие от сульфата аммо |
|||||
ния, получаемого при |
конверсии |
||||
фосфогипса, |
карбонат |
кальция |
|||
не является |
чистым |
продуктом: |
|||
он содержит |
основные примеси, |
||||
перешедшие |
из |
фосфогипса, |
в том числе и редкоземельные элементы (РЗЭ). Технология кон
версии фосфогипса получила развитие в работах [66—68, 357], конечной целью которых была комплексная переработка фосфо гипса с получением кроме сульфата аммония чистого карбона* та кальция и концентрата РЗЭ.
Получение чистого мела из фосфогипса актуально для его широкого применения в производствах пластмасс, бумаги, ла
ков |
и |
красок |
[355]. |
|
Схема |
Фосфогипс |
СОг, NH3 |
|
комплексной |
переработки фос |
|
|
|||||
фогипса с получением сульфа |
|
|
||||||
та аммония, |
чистого |
карбона |
|
|
||||
та |
кальция |
и |
концентрата |
|
|
|||
РЗЭ |
приведена |
на |
рис. 5-3. |
|
|
|||
Краткое описание процесса да |
|
|
||||||
но в разд. 1.4.3. |
смеси |
фос |
|
|
||||
Производство |
|
|
||||||
фогипса |
с карбамидом |
[358, |
|
|
||||
390]. Азотные удобрения |
отли |
|
|
|||||
чаются |
высокой |
растворимо |
|
|
||||
стью, поэтому при их исполь |
|
|
||||||
зовании |
теряется 30—50 % |
|
|
|||||
азота, что кроме его потерь |
|
|
||||||
приводит к загрязнению |
водо |
|
|
|||||
емов. Для увеличения эффек |
|
|
||||||
тивности азотных удобрений и |
|
|
||||||
уменьшения их вредного влия |
|
|
||||||
ния |
на |
окружающую |
среду |
|
|
|||
целесообразно |
использовать |
|
|
|||||
формы |
с пониженной |
раство |
|
|
||||
римостью. |
|
|
|
|
|
|
||
Рис. |
5-3. |
|
|
|
|
|
|
|
Блок-схема комплексной переработки |
|
|
||||||
фосфогипса в сульфат аммония и кар |
|
|
||||||
бонат кальция с извлечением РЗЭ |
|
|
В Белорусском технологическом институте им. С. М. Киро ва разработана технология NS-удобрения на базе карбамида (.кристаллического или гранулированного) и фосфогипса.
При смешении компонентов и нагревании смеси происходит следующая реакция:
C aS04*2H20 + 4 C 0 (N H 2) 2 — ** C aS04-4C 0(N H 2) 2+ 2 H 20 .
После смешения в молярном соотношении 1,0: (1,0—4,0) массу подсуши вали при 70—80 °С и гранулировали при этой же температуре во вращающем ся барабане либо смешивали с ретуром в соотношении 1,0: (0,70—0,85), а за
тем гранулировали. |
|
Полученные |
N S-удобрения содержат 14,3—29,8% N (общ.): 14,1—28,3% |
СаО; 8,2— 15,3% |
S. Они обладают хорошими физико-химическими и физико |
механическими свойствами: малогигроскопичны (гигроскопическая точка >67% ), предел прочности гранул на сжатие 2,5—4,5 МПа, не слеживаются, не пылят, сыпучи, хорошо и равномерно рассеиваются при внесении. Скорость вымывания азота в почву в 2,7—4,0 раза ниже, чем исходного карбамида.
Помимо лабораторных работ были проведены опытно-промышленные ис пытания с наработкой образцов для агрохимических испытаний.
Вегетационные опыты, проведенные на Раменской агрохимической опыт ной станции НИУИФ на разных культурах, показали, что эффективность этих удобрений не ниже эффективности исходного карбамида на почвах, обеспечен
ных серой, а на почвах с недостатком серы |
они дают прибавки урожая |
на |
49-94% . |
|
|
Расширенные агрохимические испытания |
N S-удобрений, проведенные |
Бе |
лорусским научно-исследовательским институтом почвоведения и агрохимии, показали их высокую эффективность для ранневесенней подкормки озимой ржи — прибавка составила 6,4 ц/га (урожай по фону NPK — 34 ц/га). Приме нение этого удобрения под картофель было равноценно использованию карб амида, однако содержание нитратов в клубнях снижалось на 14,5 мг N 0 3" на 1 кг «сырого веса» (на фоне NPK — 61,6 мг/кг).
Таким образом, NS-удобрение по сравнению с известными имеет следующие преимущества: обеспечивается потребность растений в азоте и сере одновременно, резко снижаются потери азота при поверхностном внесении удобрений по сравнению с карбамидом, повышается коэффициент использования азота, снижается степень загрязнения водоемов, повышается урожай-
Вода
Рис. 5-4.
Технологическая схема производства сульфата натрия из фосфогипса:
1, 2 — баки; |
3 — винтовой |
смеситель; 4 — реактор; |
5 — отстойник; 6 — буферный бак |
для |
||
суспензии; 7 |
— сборник основного раствора; 8 — сборники фильтратов; |
9 — фильтр-пресс; |
||||
10 — ленточный фильтр; |
// — промывная башня; |
/2 — буферные |
баки; |
13 — насос; |
14 — |
|
распылительная сушилка; |
/5 —топка; 16 — циклон; |
17 — бункер; |
18 — упаковочное устрой |
ство
ность некоторых культур и снижается содержание в них нит ратов.
Производство сульфата натрия. В СРР на заводе в Валя — Кэлугэряскэ производят 30 тыс. т/год сульфата натрия при взаимодействии фосфогипса с содой по реакции:
CaS04+Na2C03=!Na2S04+CaC03.
Принципиальная схема |
производства сульфата |
натрия показана на |
рис. 5-4. На 1 т сульфата |
натрия расходуется 1,3 т |
сухого фосфогипса. |
5.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОСФОГИПСА В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
В Московском автомобильно-дорожном институте (МАДИ) проведено ла бораторное исследование возможности использования фосфополугидрата в до рожном строительстве [359]. Установлено, что бетоны на основе фосфополу гидрата отвечают всем требованиям, предъявляемым к материалам для осно ваний автомобильных дорог. На основе полученных результатов совместно с
.Мосавтодором проведено строительство опытных участков автомобильной до роги IV технической категории в Московской области. Предварительно были определены рациональные технологические схемы строительства оснований автодорог из фосфополугидрата, разработаны конструкции дорожных одежд со слоями основания из фосфополугидрата и рекомендации по строитель ству [388].
НИУИФом совместно с Уваровским химзаводом разработана конструкция автомобильной дороги для перевозки тяжелыми автомашинами («БелАЗы») фосфогипса в отвал. На Уваровском химзаводе были испытаны [360] различ ные варианты дорог. Оптимальными признаны конструкции, содержащие 42,5— 82,5% фосфогипса. В основание дорог предложено укладывать фосфогнпс; для покрытия использована смесь шлак+добавки. Ресурс работы 27-тонных авто мобилей «БелАЗ» для транспортирования в отвал фосфогипса по 5-километро вой «Лосфогипсовой» дороге, сооруженной на указанном заводе, увеличивается на 25%. Экономический эффект от ее использования составил более 1 млн. руб.
Исследованиями СоюздорНИИ [361, 389] показано, что только фосфополугидрат может быть рекомендован для сооружения основании дорожных одежд (фосфогипс лишь в качестве добавки к щебеночным н гравийным ма териалам). Результаты испытаний показали возможность использования его только в тех районах, где не предъявляются повышенные требования по моро зостойкости.
В 1981— 1985 гг. Сумским облдорстроем с использованием фосфополугид рата был построен ряд участков автодорог длиной 1,0—5,9 км (ширина проезжей части 6,6 м). Фосфополугидрат использовали при сооружении осно ваний и покрытий. Состояние дорог удовлетворительное. Намечено строитель ство еще ряда дорог. ГосдорНИИ в 1985 г. разработал «Рекомендации по при менению фосфогипса в строительстве дорожных одежд».
Для изготовления элементов обустройства автомобильных дорог начато использование полимербетона, приготовленного на основе фосфогипса и мочевиноформальдегидной смолы [362]. Этот материал (фосфогипса — 100 масс, ч^, мочевиноформальдегидной смолы — 55 масс, ч., отверднтеля — 0.1 масс, ч^, во
ды — 20 масс, ч.) |
имеет насыпную плотность 1200— 1300 кг/м3, плотность— |
|
2100—2200 кг/м3, |
предел прочности при сжатии 20 |
МПа, прп изгибе — |
5,5 МПа, водопоглощение 18—20%, пористость 30—32%. |
|
За рубежом наибольшее число исследований по использованию фосфо гипса в дорожном строительстве было проведено во Франции и в США [19,
280, 364, |
379]. Центральной лабораторией ведомства автомобильных мостов |
и дорог |
Франции [37] исследования проводились в трех направлениях: по ис |
пользованию фосфогипса в насыпях, в слоях основании дорог, обработанных гидравлическими и пуццолановыми вяжущими (гранулированные шлаки и ле
тучая зола), по использованию гранулированного доменного шлака, активи рованного «Гипсонатом» [19, 377, 394].
Активатор гидравлического твердения доменных шлаков — «Гипсонат», разработанный французской фирмой «Seten Geotecnik», все шире используют для устройства оснований дорог и укрепления грунтов. Применяют искусст венные смеси нескольких песков, обеспечивающие наиболее плотную упаковку структуры; к ним добавляют около 12% шлакового вяжущего. Расход «Гипсоната»— 10 кг на 1 т смеси. Через 7 сут. утрамбованное основание приобретает предел прочности при сжатии около 0,5 МПа, через 180 сут. — 5 МПа.
Согласно проспекту фирмы «Lambert Industrie» [377], производящей «Гипсонат» на заводе в Руане (20 тыс. т/год), он представляет собой фосфогипс (C aS04 —95%, Р 2О5 <1% , F <1% , частиц размером 0,05 мкм «50% ) с добав
кой 7% NaOH. Плотности |
неутрясенного продукта — 0,7, утрясенного |
0,9 г/см3, pH (25%-я суспензия) |
«12,8. |
При обработке доменного шлака образуется эттрингит по следующей схе ме [19] (С — CaO, S — S i0 2, А — А120 3) :
C5S3A +C aS04+ N a 0 H + H 20 —
доменный
шлак
— >- C SH +C a3A -3C aS04-31H20 + N a 2S 0 4. эттрингит
Согласно проспекту [377], с использованием «Гипсоната» сооружено боль шое число дорог и площадок.
ВСША фосфогипс пытаются использовать в качестве заменителя извест няка в дорожных основаниях. В частности, прошли испытания для этой цели «стабилизированного» фосфогипса — смеси его с летучей золой (30%) или портландцементом (10%) [364].
ВСоюздорНИИ [363] проведены исследования по использованию кара-
тауского фосфогипса (Алмалыкского химзавода) для сооружения оснований под капитальные типы покрытий автомобильных дорог в качестве минераль ного наполнителя.
В МАДИ разработаны составы фосфогипсополимерного вяжущего для ре монта цементобетонных дорожных и аэродромных покрытий. В качестве ми нерального вяжущего был использован полугидрат сульфата кальция (а-фор- ма) марок Г-10 — Г-12, получаемый в Воскресенском ПО «Минудобрения», в качестве органического — мочевиноформальдегидная смола «Крепитель М-3», вводимая в количестве 10— 15% к массе фосфогипсового вяжущего. Исследо вания и испытания, в том числе натурные, подтвердили перспективность при менения подобных составов, обладающих высокой прочностью (и быстрым се достижением), хорошими адгезией к старому бетону, деформативностью и дол говечностью. Они намного доступнее и дешевле эпоксидной смолы, рекомен дованной для этой цели [365].
5.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОСФОГИПСА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ И АРМИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ
Самаркандским государственным университетом разработан новый теплоизо ляционный материал на основе мочевиноформальдегидной смолы с использова нием в качестве наполнителя фосфогипса вместо органических наполнителей (крахмал, древесные хлопья и т. д.) [366]. Полученный композиционный ма териал имеет сравнительно небольшую плотность (190—300 кг/м3), достаточ
ную прочность (предел прочности при |
сжатии 0,6— 1,8 МПа), высокие пори |
стость (65—80%) и водопоглощение |
70— 140% и малую теплопроводность |
[0,08—0,09 Вт/(м*К )]. Этот материал может быть использован в качестве теп лоизоляционного при строительстве жилых и промышленных зданий.
Работами ВНИИтеплоизоляции [367, 368] доказана возможность получе
ния из фосфогипса волокнистого сульфата |
кальция (а. с. |
610816 СССР, |
1978 |
и а. с. 688437 СССР, 1979), который может |
быть использован в качестве теп |
||
лоизоляционного материала и как армирующая добавка |
к полимерным |
мате |
риалам, значительно улучшающая их физико-механические свойства и повы
шающая их огнестойкость.
Получение волокнистого сульфата кальция основано на способности дигид рата сульфата кальция в растворах соляной кислоты при определенных темпе ратурах переходить в полугидрат сульфат кальция с образованием волокни стых и игольчатых кристаллов. Оптимальными условиями этого процесса яв ляются: концентрация НС1 8— 12% и температура от 90 °С до температуры кипения.
Исследованиями ВНИИтеплоизоляции установлено, что волокнистые кри сталлы, в том числе дигидрата сульфата кальция, могут быть получены и при использовании других кислот, например азотной, а также растворов некоторых солей, например 15— 18%-х растворов хлорида магния при температуре ки пения.
Волокнистый сульфат кальция может быть также использован как напол нитель в бумажной промышленности, значительно улучшающий качество бумаги.
5.4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОСФОГИПСА В КАЧЕСТВЕ НАПОЛНИТЕЛЯ
В СССР и за рубежом проведены исследования по использова нию фосфогипса в качестве наполнителя в бумажной и лакокра сочной промышленности, промышленности пластмасс, а также в других отраслях народного хозяйства.
Бумажная промышленность. Воскресенским ПО «Минудобре ния» совместно с УкрНПОбумпромом разработаны технология наполнителя для бумаги — модифицированного фосфополугидрата и технология его применения в производстве бумаги и в мебельной промышленности (а. с. 829642 СССР, 1981; а. с. 854965 СССР, 1981; а. с. 1011657 СССР, 1983).
Фосфополугидрат нейтрализуют мелом до остаточного со держания Р2О5 (вод.) не более 0,15%, затем подвергают термо обработке в сушильном барабане при 350—450 °С и размалы вают в закрытом цикле в роликокольцевой мельнице. Произ водство бессточное.
Качество наполнителя должно соответствовать техническим
требованиям ТУ |
113-08-557—84 (на опытную партию в 10 тыс. т): |
||||||
Белизна, |
%, не менее: |
|
|
|
|
|
|
для |
производства |
бумаги |
|
|
80 |
||
для |
мебельной промышленности |
|
|
75 |
|||
Содержание, %, не более: |
|
|
|
4,0 |
|||
общей |
влаги |
|
|
|
|
||
Р2О5 (вод.) |
|
%: |
|
|
0,15 |
||
Гранулометрический состав, |
|
|
|
||||
остаток на сите № 0063, не более |
. |
. |
3 |
||||
доля |
частиц диаметром |
эквивалентной |
сферы менее 25 |
мкм, |
85 |
||
не |
менее |
|
|
|
|
||
Удельная |
поверхность, |
см2/г, неменее |
|
|
3500 |
Продукт не должен слеживаться, уплотняться, комковаться
впроцессе транспортирования и хранения.
В1983—1985 гг. было изготовлено 5000 т наполнителя, ко торый прошел успешные испытания на трех предприятиях
в производстве типографской тетрадной и мелованной бумаги. Использование в производстве бумаги фосфоангидритового на полнителя вместо дефицитного высококачественного каолина дает большой эффект: повышается белизна бумаги — на 4—6%; появляется возможность увеличения зольности бумаги — до 15— 20% (т. е. уменьшается расход целлюлозы); снижается себестои мость бумаги.
Экономический эффект его применения составляет 5—7 руб. на 1 т бумаги [369].
Промышленное внедрение производства и использования но вого наполнителя для бумаги сдерживается необходимостью ре шить проблему сточных вод бумагоделательного производства, в которых из-за относительно хорошей растворимости сульфата кальция (2,0—2,3 г/л) содержание его в водах значительно.
За рубежом изучена возможность использования фосфогипса в качестве наполнителя для бумаги, лакокрасочных материа лов и в других областях (фирма «DSM», Нидерланды) [264]. Фирма «Kemira» (Финляндия) разработала на базе фосфогипса покрытие для бумаги (гипсовый пигмент). Белизна его 92—94%. В этом покрытии 40% пигмента марки «Со Coat — Т», изготов ляемого на заводе фирмы в г. Силинярви [370] на базе фосфо гипса, полученного при переработке местного апатитового кон центрата.
Фирма «CdF Chiraie AZF» (Франция) разработала и запа тентовала технологию наполнителя для бумаги из фосфогипса [372, 373, 395, пат. США 4344925, 1982J. Процесс подготовки фос фогипса к использованию состоит из трех стадий: очистка, кор ректирование гранулометрического состава, отбеливание. Очист ку проводят промывкой водой с отделением крупных и очень мелких частиц (полагаем, в гидроциклонах). Суспензия фосфо гипса в воде (50—66% твердого) отбеливается воздухом, обо гащенным озоном (на 1 т фосфогипса расходуется примерно
100 г озона, продолжительность процесса очистки 0,5 |
ч). Грану |
лометрический состав продукта: 100% < 5 3 мкм; 99% |
< 3 0 мкм; |
45% < 1 2 мкм. Степень белизны — 82%. В техническом центре |
|
бумажной промышленности (г. Гренобль, Франция) была по |
|
лучена бумага, содержащая 25% такого наполнителя. |
Лакокрасочная промышленность и производство пластмасс [371, 375, 386]. ЛенНИИГипрохимом на основе фосфогипса, по лученного при разложении Кольского апатитового концентрата в обычном дигидратном процессе, разработана технология бело го наполнителя для лакокрасочной промышленности, промыш ленности пластмасс и других отраслей, названного термофосфогипсом (а. с. 1183517 СССР, 1985), который предназначен для замены традиционных белых наполнителей, получаемых из при родного сырья — микробарита, кальцита, талька, каолина, а так
же для частичной замены |
пигментов — диоксида титана, |
окси |
да цинка. |
термообработкой в течение |
1—2 ч |
Наполнитель получают |