ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДА ПРОИЗВОДСТВА ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ — ФОСФОГИПСА В ТЕХНОЛОГИИ АВТОКЛАВНОГО ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО, ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА И СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИ —
Фосфогипс содержит около 90% сульфата кальция и является экономичным промышленным сырьем, не требующим дробления и помола. Особенно выгодно использовать его в районах, не располагающих гипсовым сырьем. Однако повышенное содержание влаги и примесей водорастворимых соединений фосфорной кислоты, фтора и других веществ сдерживает широкое использование этого продукта.
Проблеме утилизации фосфогипса было посвящено совещание, состоявщееся в декабре минувшего года в Краснове (Московская обл.) по инициативе Центрального правления Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева, Министерства промышленности строительных материалов СССР, Министерства Химической промышленности, ВНИИстрома. Совещание обсудило технические возможности использования фосфогипса в производстве гипсовых вяжущих и строительных изделий на их основе; в цементной промышленности в качестве комплексного минерализатора при обжиге и как добавку к клинкеру при помоле взамен природного гипса для регулирования сроков схватывания цемента; в сельском хозяйстве для химической мелиорации солонцовых почв; в химической промышленности для производства серкой кислоты и сульфата аммония.
Широкие возможности переработки фосфогипса в гипсовые вяжущие и изделия на их основе выявлены работами ВНИИстрома и Института общей неорганической химии (ИОНХ) АН Армянской ССР. Разработана технология производства высокопрочного вяжущего с использованием оборудования, серийно изготовляемого предприятиями отечественной промышленности. Технологический процесс сводился к репульпации фосфогипса водой до ЖД-1, введению в суспензию регулятора кристаллизации полугидрата, гидротермальной обработке усредненной суспензии в автоклаве, в котором происходит дегидратация фосфогипса и кристаллизация полу гидрат а. кальция а-модификации. На вакуум фильтре твердая фаза суспензии отделяется и поступает последовательно на сушку, помол и склад готовой продукции.
На созданной во ВНИИстроме полузаводской установке проведены работы по дальнейшему совершенствованию технологии получения вяжущего из фосфогипса в качестве регулятора кристаллизации гидрата взамен первоначально используемого сульфанола предложен более дешевый реагент, не требующий нейтрализации его остатков в фильтрате; ликвидирован узел промывки сырья при использовании фосфонипса, содержащего не более 0,5% Р2О5 (водорастворимого). Цикл тепловлажностной обработки с 2,5 ч сокращен до 45 мин. Сроки схватывания гипса составляют: начало 8—10 .мин, конец 10—15 мин. Прочность получаемого на установке гипсового вяжущего доведена до 400— 500 кгс/см2.
На Уваровском химическом заводе (Тамбовская обл.) намечается строительство цеха мощностью 360 тыс. т в год вяжущего на основе фосфогипса. Проект этого цеха разрабатывается Тульским филиалом Гипрохнма.
Предлагаются различные методы изготовления строительных изделий из вяжущих на основе фосфогипса. Методом проката можно получать перегородочные панели размером на комнату. Прочность панелей около 100 кгс/см (почти в 3 раза выше требований стандарта). При этом можно использовать вяжущее марки 200, состав гипсобетона 1;1.
На участке изготовления гипсовых перегородочных плит одного из предприятий установлен формовочный узел, действие которого основано на новом принципе распалубки изделий. Плиты выпускаются с допусками, равными 0,5— 1 мм. Этот опыт используется Гипростромом при проектировании цеха по переработке вяжущих и изделий на их основе. Мощность цеха 1 635 тыс. м2 перегородочных- плит размером 9ООХЗО0Х Х80 мм. Кроме плит, цех будет выпускать гипсопесчаный кирпич марки 100 ; количестве 136 млн. шт. (в уел. кирпиче).
Вяжущие из фосфогипса можно использовать для получения декоративных и акустических плит. ВНИИстромом разработано полупромышленное оборудование для производства таких изделий конвейерным способом.
Однако, по мнению специалистов, гипсовая промышленность сможет потреблять вяжущее из фосфогипса в крупных объемах лишь тогда, когда оно будет использоваться в производстве элементов наружных стен. ВНИИстромом раз работай и опробован в заводских условиях способ вибропрессовання стеновых гипсобетонных камней марок 100—150 на станках СМ-185 и СМТ-083. Широкое внедрение этого способа сдерживается, однако, прекращением выпуска названных станков и отсутствием узлов для механизированного съема и укладки готовых изделий.
Коллективами ВНИИстрома, МИСП нм. Куйбышева, Уральского политехнического института разрабатывается техно л огня крупноразмерных элементов наружных стен. Создается экспериментальная линия по изготовлению подобны? изделий, решаются вопросы их эффективной декоративно-защитной отделки повышения водостойкости.
В цементной промышленности фосфогипс начинает использоваться в качестве минерализатора при обжиге клинкера Работами НИИцемента доказано, что его способствует улучшению процесса обжига, снижению расхода, повышению производительности вращающихся печен, удлинению срока службы футеровки. Подтверждена возможность использования фосфогипса в качестве добавки к цементному клинкеру вместо природного гипса. Однако применению фосфогипса для этих целен в крупных объемах препятствует необходимое в его подсушки и гранулирования. НИИ АП Армянской ССР предложена барабанная сушилка, а также рекомендуется способ сушки отхода в кипящем сдое.
Гранулирование фосфогипса предполагается осуществлять двумя способами: без добавок — при смешивании меньшей части фосфогипса, предварительно высушенного до растворимого ангидрита, с остальной, его частью,а также с добавкой колчеданного огарка. Установку мощностью 540 тыс. в год по гранулированию фосфогппса первым способом намечается ввести в эксплуатацию на Гомельском химическом заводе.
В течение ряда лет в НИУИФ изучалась возможность получения из фосфогипса серной кислоты и цемента. В промышленных масштабах технология этого производства опробована при участии специалистов Гипрохнма, Гипроцемента и НИУИФ в Польской Народной Республике и Германской Демократической Республике получен цемент марок 400, 500 (но TCI). На Гомельском химическом заводе намечается строительство цеха серной кислоты и цемента.
Гипрохимом обоснована целесообразность строительства цеха по переработке фосфогипса в серную кислоту и известь на Волховском алюминиевом заводе с использованием получаемой серной кислоты в -производстве экстракционной фосфорной кислоты комплекса двойного суперфосфата, а извести—для спекания с нефелиновым концентратом в комплексе производства глинозема.
Фосфогипс начинают использовать для химической мелиорации солонцовых почв. Широкому применению фосфогппса в сельском хозяйстве будет способствовать решение проблемы его сушки.
Интересны результаты технико-экономической оценки применения фосфогипса во всех рассмотренных направляющих. По данным Гипрохнма эффективность использования этого продукта (по приведенным затратам) в производстве гипсовых -вяжущих и изделий из них составляет 47,7%, в цементной промышленности в качестве минерализатора — 0,8%, добавки при помоле — 20,4%, в производстве серной кислоты и цемента— 11,2%, производстве серной кислоты и извести —21,9%, в сельском хозяйстве — 18,4%.
На совещании были рассмотрены также вопросы регулирования кристаллизации а-полугидрата (ВНИПстром), гидродинамики псевдоожиженного слоя фосфогипса (филиал НИУИФ, г. Воскресенск), водостойкости смешанных композиций на основе вяжущего из фосфогипса (Уральский политехнический институт), переработки гипсосо держащих отходов других производств (не фосфогипса) в вяжущие вещества и др.
Совещание отметило необходимость создания межведомственной постоянно действующей технической комиссии по использованию фосфогппса, расширения и ускорения научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ и области получения гипсовых вяжущих из фосфогипса с широким диапазоном скорости твердения, расширения номенклатуры строительных изделий на основе этих вяжущих и особенно крупноразмерных, повышения водостойкости элементов наружлых степ. Промышленность нужда ется в создании технологических линий для производства изделий на основе фосфогппса с полной механизацией основных и вспомогательных процессов. Успешному внедрению таких изделий будет способствовать своевременная разработка институтами Госгражданстроя и Главсельстройпроекта номенклатуры и указаний по применению изделий, а также проектов экспериментальных зданий для жилищно-гражданского и сельского строительства с их использованием.