Технология получения гипса: Технология получения высокопрочного гипса

Содержание

Технология получения высокопрочного гипса

Гипсовый камень — это сульфатная горная порода осадочного (химического) происхождения, мономинеральной зернисто-кристаллической структуры, состоящая из одноименного минерала — двуводного сульфата кальция, белого или светло-серого цвета, что зависит от сопутствующих примесей глины, песка и органических веществ. 

Гипсовые вяжущие материалы, получаемые из гипсового камня, представляют собой воздушные вяжущие вещества, получаемые тепловой обработкой сырья с предварительным или послеобжиговым помолом до порошкообразного состояния. Тепловая обработка может быть низкотемпературной (120-180 °С) и высокотемпературной (600-700 °С).

Высокопрочный гипс — это материал, получаемый обработкой гипсового камня (в виде щебня) при температуре 123 °С насыщенным паром или кипячением в водных растворах некоторых солей (например, хлористого кальция) и с последующей сушой и измельчением. 

При такой обработке происходит перекристаллизация двуводного гипса, сложенного из мелких пластинчатых кристаллов в крупнокристаллический полуводный гипс альфа-модификации, состоящий из длинных игольчатых или призматических прозрачных кристаллов гексагональной структуры. 

Высокопрочный гипс обладает высокой (но ниже, чем у обычного строительного гипса) водопотребностью и достаточно высоким пределом прочности при сжатии через 2 часа после изготовления изделия. С увеличением содержания в природном сырье двугидрата с соответствующим уменьшением примесей растет и качество гипса. 

Получение:

Для получения высокопрочного гипса первого сорта требуется содержание двугидрата в сырье не менее 95%. Высокопрочный гипс относится к быстросхватывающимся (2-20 минут) и быстротвердеющим (15-30 минут).

Термообработку гипсового щебня для высокопрочного гипса вянущего вещества альфа-модификации производят в вертикальных автоклавах-запарниках с подачей пара извне или в самозапарниках с получением пара за счет испарения гигроскопической и отчасти кристаллизационной воды. Этим технологическим операциям предшествовали большие и продолжительные по времени исследования различных специалистов. 

Причем изучение наилучших приемов и способов воздействия тепла и пара на сырьевой продукт продолжается с неослабевающим интересом, ибо в этой операции заключается один из существенных факторов повышения качества готовой продукции, как важнейшего строительного материала.

2.3. Технология производства гипсовых вяжущих

Технологический процесс производства гипсовых вяжущих состоит в измельчении гипсового камня (дроблении и помоле) и тепловой обработке (дегидратации). Степень измельчения гипсового камня перед тепловой обработкой определяется типом теплового аппарата. В запарочные аппараты материал подают кусками размером до 400 мм, во вращающиеся печи—10— 35 мм, а в варочные котлы — в виде порошка. Используемые технологические схемы получения гипсовых вяжущих отличаются одна от другой видом и последовательностью основных операций. Наиболее распространенные технологические схемы условно можно представить следующим образом:

  1. Дробление  помол  варка

  2. Дробление  сушка  помол  варка

  3. Дробление  сушка + помол  варка

  4. Дробление  помол  варка  помол

  5. Дробление  сушка + помол  варка  помол

  6. Дробление  обжиг  помол

  7. Дробление  обжиг + помол

  8. Дробление  запаривание  помол

Первые пять схем используют при производстве гипсовых вяжущих в гипсоварочных котлах, тепловая обработка материала в которых носит название варки. Наиболее простая схема 1, но ее применение возможно лишь при сухом сырье. Если влажность сырья превышает 1 %, то перед помолом его необходимо сушить (схема 2). Целесообразно совмещение этих двух операций в одном технологическом аппарате (схема 3). Для улучшения качества продукции желателен вторичный помол полуводного гипса, выходящего из варочных котлов (схемы 4 и 5). Схему 6 используют как при производстве высокообжиговых, так и низкообжиговых гипсовых вяжущих во вращающихся печах, а схему 7 — в аппаратах совмещенного помола и обжига. Схема 8 предназначена для получения гипса повышенной прочности на основе α-модификации полугидрата. Выбор технологической схемы и типа аппарата для тепловой обработки зависит от масштабов производства, свойств сырья, требуемого качества продукции и других факторов.

Производство гипсовых вяжущих в гипсоварочных котлах получило наибольшее распространение (рисунок). Гипсовый камень предварительно дробится в щековой дробилке. Для той же цели могут использоваться молотковые и конусные дробилки. Дробленый материал поступает на помол в шахтную мельницу (или же аэробильную, ролико-маятниковую, шаровую).

Широко применяется шахтная молотковая мельница. Она состоит из размольной камеры и быстровращающегося ротора с дисками, на которых шарнирно укреплены молотки. Над мельницей находится прямоугольная металлическая шахта высотой 9—14 м, а на высоте 1 м от размольной камеры — течка, через которую в мельницу поступает предварительно дробленое сырье. Попадая на вращающийся ротор, оно измельчается в тонкий порошок. В шахтной мельнице может одновременно осуществляться помол и сушка сырья. Это особенно ценно, так как наличие влаги затрудняет помол гипсового камня, а предварительная сушка сырья в отдельном аппарате, например, сушильном барабане, усложняет технологическую схему.

Источником теплоты для сушки материала в шахтных мельницах в большинстве случаев являются отработанные в варочных котлах газы с температурой 350— 500 °С и выше. Непрерывно поступая под ротор мельницы, они уносят с собой продукт помола вверх в шахту, где он подсушивается. При этом процесс саморегулируется— более крупные зерна выпадают из газового потока и снова поступают в мельницу, где повторно измельчаются, а мелкие уносятся в пылеулавливающие устройства. Обычно скорость горячих газов в шахте составляет 4—б м/с. При ее уменьшении помол становится более тонким, при увеличении —- более грубым. Тонкодисперсные частицы, уловленные системой пылеочистки, поступают в гипсоварочный котел.

Гипсоварочный котел — цилиндр с вогнутым сферическим днищем, изготовленный из жароупорной стали и обмурованный кирпичной кладкой. Под котлом находится топка, сводом которой служит днище котла. Внутри котла попарно один над другим проходят металлические жаровые трубы. Продукты сгорания топлива омывают днище котла, затем, проходя по кольцевым каналам, обогревают его боковые стенки, попадая в жаровые трубы, нагревают их, а затем подаются в шахтную мельницу или удаляются через дымовую трубу. В результате обеспечиваются равномерный обогрев материала и полное использование теплоты дымовых газов. Материал в котле перемешивается вертикальным валом с верхней и нижней мешалками.

Предварительно разогретый котел загружают сверху через отверстие в крышке при непрерывной работе мешалки. После загрузки первой порции ожидают признаков «кипения», вызванного выделением паров воды. Затем продолжают постепенно засыпку гипсового порошка и следят, чтобы гипс все время находился в кипящем состоянии.

Продолжительность дегидратации гипсового камня в котлах зависит от их емкости, тонкости помола порошка и т. д. Она колеблется от 50 мин до 2,5 ч. В котлах, например, объемом 12 м3 температура сырья быстро поднимается с 80 до 119°С. Затем, несмотря на поступление теплоты, некоторое время она сохраняется постоянной. Это соответствует периоду выделения из гипса кристаллизационной воды и превращения ее в пар. Бурное кипение материала требует большого расхода теплоты. По мере уменьшения в порошке количества двугидрата теплота начинает расходоваться не только на физико-химические процессы, но и на нагрев образовавшегося полугидрата. Слишком высокая температура (170—180°С) может вызвать вторичное его кипение, обусловленное дегидратацией полуводного гипса. При этом возможна осадка материала, что затрудняет выгрузку его из котла.

По окончании варки материал выгружают в бункер выдерживания для постепенного охлаждения в течение 20—30 мин. Объем бункера обычно вдвое больше объема котла. Выдерживание улучшает качество вяжущего. Оставшийся двугидрат за счет теплоты выгруженного материала переходит в полугидрат. Одновременно под действием паров воды растворимый ангидрит гидратируется до полугидрата. В результате выравнивается состав продукта, снижается его водопотребность и повышается качество.

Получаемый в варочных котлах продукт в основном состоит из -полугидрата. Однако содержание в нем α-полугидрата можно повысить подачей в варочный котел небольших количеств солей, например 0,1 % NaCl. Раствор соли снижает упругость пара у поверхности зерен, в итоге ускоряется процесс варки и повышается качество продукта. Содержание α -полугидрата повышается также в котлах большой вместимости, так как в них растет высота слоя материала и затрудняется удаление поды.

Производительность наиболее перспективного варочного котла СМЛ-158 вместимостью 15,2 м3 составляет 8,5 т/ч. Удельный расход условного топлива на 1 т гипса составляет 52 кг при использовании твердого топлива и 40 кг при использовании газа и мазута. Удельный расход электроэнергии 105—110 МДж.

На многих заводах процесс варки гипса в котлах автоматизирован. Загрузка котла сырьем до определенного уровня, поддержание заданной температуры гипса в конце варки, перемещение выгрузочного шибера выполняются соответствующими исполнительными механизмами. В результате сокращаются затраты ручного труда, уменьшается вероятность перегрева обечаек и днищ котлов, стабилизируется процесс варки и повышается качество продукции.

Заполнение котла гипсом контролируется сигнализатором уровня. Сигнал датчика передается на электродвигатель шнека-загрузчика и отключает его. Режим варки и конечная температура гипса контролируются манометрическим термометром или термометром сопротивления. При достижении заданной температуры гипса подается сигнал на включение электродвигателя привода шибера котла. Включение двигателя для работы по закрытию шибера происходит с помощью реле времени. Реле настраивают на подбираемое опытным путем время, достаточное для полного опорожнения котла. После закрытия шибера подается сигнал на включение шнека-загрузчика котла, и цикл повторяется.

Варочные котлы отличаются простотой обслуживания, удобством регулирования и контроля режима обжига. Обрабатываемый в них материал с пламенем и дымовыми газами не соприкасается и не загрязняется золой. Однако варочным котлам присущи и некоторые недостатки: периодичность работы, быстрая изнашиваемость днища и обечаек котлов, сложность улавливания гипсовой пыли.

Дальнейшим усовершенствованием гипсоварочных котлов является перевод их с периодического режима работы на непрерывный. Тонкомолотый гипс загружают в котел непрерывно ниже уровня поверхности обрабатываемого материала. Образующийся в процессе варки полугидрат имеет меньшую плотность, поэтому он вытесняется из нижней зоны непрерывно поступающим в котел сырым гипсовым порошком. Поднимаясь, полугидрат доходит до окна в боковой стенке котла и самотеком поступает в бункер выдерживания. Производительность таких котлов в 2—3 раза выше, чем котлов периодического действия. Однако конструктивная сложность снижает надежность их работы и ограничивает распространение.

Производство гипса во вращающихся печах достаточно широко распространено в отечественной и зарубежной практике. Вращающаяся печь — наклонный металлический барабан, по которому медленно перемещается дробленый гипсовый камень с размером кусков до 35 мм. Для обжига гипса на полугидрат используют печи длиной до 8—14 м и диаметром 1,6—2,2 м. Топливо сжигают в специальной топке. Между топкой и печью часто помещают смесительную камеру, в которой во избежание пережога продукта температура выходящих из топки газов несколько понижается за счет смешения их с холодным воздухом. Скорость движения горячих газов в печи 1—2 м/с. Превышение этих пределов вызывает сильный унос мелких частиц полугидрата.

Обжиг производят по методу как прямотока, так и противотока. Температура поступающих в печь горячих газов при прямотоке должна быть 950—1000 °С, при противотоке — 750—800 °С. При прямотоке достигается более равномерный обжиг гипса и, следовательно, лучшее его качество. При этом происходит своеобразное саморегулирование процесса обжига: мелкие, быстро дегидратирующиеся частицы транспортируются газами в холодный конец печи тем быстрее, чем меньше их размер и больше скорость газов. Однако при прямотоке выше расход топлива.

При обжиге во вращающихся печах необходимо создавать однородность размеров кусков сырья, поступающего на обжиг, и их сохранность при тепловой обработке. В зависимости от времени нахождения материала в печи определяют предельно допустимый размер кусков. Так, куски размером 40 мм должны находиться в печи 1,5—2 ч. Выходящий из ночи горячий материал направляют в бункера выдерживания или сразу подвергают помолу.

Производство гипсовых вяжущих во вращающихся печах может быть интенсифицировано улучшением теплообмена между теплоносителем и гипсовым камнем и увеличением коэффициента загрузки обжиговых агрегатов. Такая модернизация позволяет увеличить производительность печей, улучшить режим обжига гипсового камня, повысить однородность состава готового продукта и его качество, а также снизить затраты топлива и потери теплоты с отходящими газами.

Производительность вращающейся печи зависит от объема внутренней части, угла наклона и частоты вращения печи, температуры и скорости движения газов, качества сырья и других факторов и составляет 125— 250 кг обожженного гипса в час на 1 м3 объема печи. Производство гипсовых вяжущих во вращающихся печах позволяет выпускать более дешевый гипс при меньших капитальных затратах. Полученный гипс имеет более высокие прочностные показатели, чем при использовании варочных котлов. Он отличается пониженной водопотребностью (48—57%), что позволяет на 20—25 % снизить его расход при приготовлении растворов и бетонов. Непрерывно действующие вращающиеся печи обеспечивают компактность технологической схемы, позволяют автоматизировать процесс. Однако их недостатком являются трудность регулирования процесса, необходимость обеспечения стабильности технологических параметров, а также повышенный пылеунос.

Двухступенчатая тепловая обработка (сушка и варка) усложняет производственный процесс. Хотя при сушке гипсовый камень частично дегидратируется, содержание гидратной воды в сырье остается высоким, и для перевода в полугидрат его необходимо доваривать в варочном котле.

В последние годы получил распространение совмещенный помол и обжиг гипсовых вяжущих, когда тепловая обработка происходит в самом помольном агрегате в результате интенсивного теплообмена между горячими газами и измельчаемым материалом. У мельницы дополнительно сооружается предтопок, в котором сжигается топливо и в мельницу поступают газы с температурой 700—800°С. Расход условного топлива при этом составляет 40—50 кг на 1 т вяжущего. Мельницы снабжают сепараторами проходного тина, после которых измельченный и дегидратированный продукт поступает в пылеуловители.

Схемы производства при совмещенном помоле и обжиге отличаются главным образом используемым типом мельниц (шахтные, шаровые, аэробильные), а также тем, что в одних случаях мельницы работают с однократным использованием теплоносителя, а в других— с возвратом в мельницу части газов после пылеочистки. Применение рециркуляции газов повышает расход электроэнергии, но снижает расход топлива. Один из вариантов производства гипсовых вяжущих при совмещении их помола и обжига представлен на рисунке.

Гипсовый камень проходит две стадии дробления в щековой и молотковой дробилке и в виде частиц размером 10—15 мм поступает в шаровую мельницу, куда также подаются дымовые газы из предтопка. Дегидратированный в процессе измельчения материал выносится газовым потоком в сепаратор, где из него отделяются крупные частицы, и возвращаются в мельницу. Тонкие фракции гипса улавливаются в пылеосадителях, после чего очищенные газы выбрасываются и атмосферу. Производственный цикл при получении гипсовых вяжущих в мельницах совмещенного помола и обжига — самый короткий, и число агрегатов — минимальное. Достоинство таких установок— их компактность и высокая производительность. Однако вследствие кратковременности воздействия газов наиболее крупные частицы не успевают полностью дегидратироваться, а часть мелких частиц пережигается, в результате полученное вяжущее быстро схватывается и имеет пониженную прочность.

Получение гипсовых вяжущих α-модификации в среде, насыщенной паром. Тепловая обработка гипсового камня в варочных котлах, вращающихся печах и мельницах происходит при атмосферном давлении; кристаллизационная вода удаляется из гипсового камня в виде пара и в результате продукт тепловой обработки состоит в основном из -CaSO40,5H2O. Для получения гипса повышенной прочности, состоящего в основном из α-полугидрата, необходимо создать такие условия, чтобы кристаллизационная вода удалялась из двуводного гипса в капельно-жидком состоянии. Известны два основных способа получения гипса повышенной прочности:

1) автоклавный, основанный на обезвоживании гипсового камня в герметических аппаратах в среде насыщенного пара под давлением выше атмосферного;

2) тепловая обработка в жидких средах, т. е. обезвоживание гипса кипячением в водных растворах некоторых солей.

Автоклавный способ получения гипсовых вяжущих может быть реализован в различных аппаратах. Запарочный аппарат представляет собой герметичный вертикальный металлический резервуар с люками и затворами для загрузки и выгрузки материала. В нижней части аппарата имеется обезвоживающее сито, через которое стекает конденсат, а при продувании отводятся топочные газы. Пар подается в аппарат сверху в перфорированную трубу, размещенную в центре. Запарник загружают гипсовым камнем размером 15—40 мм и обрабатывают его насыщенным паром под давлением 0,23 МП а при 114°С в течение 5—8 ч. Затем в том же аппарате материал сушат газами с температурой 120—160°С в течение 3—5 ч. Высушенный материал размалывают. Недостатки этого способа: неравномерность сушки, высокий расход топлива и энергии.

Получило распространение также производство высокопрочных гипсовых вяжущих способом «самозапаривания», при котором избыточное давление создается за счет испарения из гипсового камня части гидратной воды. Дробленый гипсовый камень загружают в герметически закрываемый вращающийся «самозапарник», куда подают топочные газы с температурой около 600°С. Проходя по находящимся внутри аппарата трубам, эти газы нагревают материал. В результате двуводный гипс разлагается, и выделяющаяся вода создает в аппарате избыточное давление. Дегидратация гипса протекает в паровой среде под давлением 0,23 МПа в течение 5—5,5 ч. Излишки пара периодически сбрасываются. После запаривания материал в этом же. аппарате сушат, снижая для этого давление до 0,13 МПа в течение 1,5 ч, а затем до атмосферного. Общая продолжительность цикла 12—14 ч. Полученный продукт измельчают в мельницах.

Известно производство гипса повышенной прочности запариванием в автоклаве гипсового камня размером 300—400 мм (70 % общего количества камня) и 100— 250 мм (остальные 30%). Запаривание осуществляют в течение 6 ч, доводя давление пара в автоклаве до 0,6 МПа. По окончании запаривания давление пара в течение 1,5 ч снижают до атмосферного. Затем гипсовый камень подвергают сушке при закрытых крышках автоклавов 7 ч, при открытых крышках 10 ч и охлаждают 4 ч. Общий цикл запаривания и сушки гипсового камня составляет 28—30 ч. Выгруженный из автоклава продукт размалывают. Гипсовые вяжущие, получаемые в среде, насыщенной паром, отличаются большей мономинеральностью структуры, более крупной и правильной кристаллизацией, меньшей водопотребностью и повышенной прочностью. Поэтому в практике их называют высокопрочным гипсом.

Получение гипсовых вяжущих варкой в жидких средах. Относительно низкая температура перехода двуводного гипса в полуводный дает возможность получить высокопрочные гипсовые вяжущие тепловой обработкой порошка двугидрата в открытых емкостях в растворах некоторых солей, поскольку температура кипения растворов при атмосферном давлении выше температуры дегидратации гипса. В жидкой среде происходит интенсивная передача теплоты от солевого раствора к частицам гипса, что ускоряет химические реакции. Получаемый продукт однороден по составу и состоит преимущественно из α-полугидрата. В качестве жидких сред применяют водные растворы солей СаС12, MgCl2, MgSO4, Na23, NaCl и др. Продолжительность варки в зависимости от вида раствора и его концентрации составляет 45—90 мин. Полученный таким образом полуводный гипс отцеживают или отделяют от жидкой среды центрифугированием, промывают до полного удаления солей и сушат при 70—80 °С, затем материал размалывают в порошок.

Возможно также получение гипсового вяжущего повышенной прочности кипячением молотого гипсового камня в воде с добавкой 1,5—3 % поверхностно-активных веществ (сульфитно-дрожжевой бражки, асидола, мылонафта). Температура кипения такого раствора 128—132 °С, время варки 70—90 мин.

Варка в жидких средах позволяет получить продукт высокого качества и сократить длительность производственного цикла, однако необходимость отделения гипса от солевого раствора и дополнительная операция сушки усложняют технологический процесс.

Производство гипсовых вяжущих из отходов химической промышленности. Рост объемов гипсосодержащих отходов химической промышленности повышает актуальность их переработки в гипсовые вяжущие. Наиболее крупнотоннажный вид отходов — фосфогипс. Переработка его на гипсовые вяжущие усложняется наличием в нем до 5—7 % примесей фосфора, фтора, кремния и долей процента редкоземельных элементов, главным образом лантанидов, а также повышенной влажностью. Наиболее отрицательно влияют фосфаты, соединения фтора и редкоземельных элементов. Они или входят в кристаллическую решетку полугидрата, или образуют на поверхности его кристаллов труднорастворимые пленки, тормозящие гидратацию вяжущего. Поэтому гипсовое вяжущее высокого качества -модификации может быть получено из фосфогипса только после многократной предварительной отмывки водорастворимых и нейтрализации остальных примесей.

Если фосфогипс содержит более 0,5 % водорастворимого Р2О5, то предварительная промывка необходима и при переработке его в α-модификацию полугидрата. Если же содержание примесей меньше, то пульпа с соотношением жидкое : твердое 1 подается в автоклав, где производится гидротермальная обработка при температуре 150—175°С и давлении 0,4—0,7 МПа. Дегидратация фосфогипса и последующая кристаллизация α-полугидрата сопровождаются удалением из продукта примесей, входящих в кристаллическую решетку CaSO4-2H2O. После гидротермальной обработки твердая фаза α-полугидрата отделяется на вакуум-фильтре. Корж с влажностью около 10 % сушится в сушильном барабане и размалывается в мельнице. Разработана также непрерывная технология гидротермальной переработки фосфогипса в высокопрочное гипсовое вяжущее или супергипс (α-полугидрат) (рисунок), при которой вредные примеси во время перекристаллизации гипса связываются дополнительными компонентами, вводимыми в технологический процесс, а размеры кристаллов полугидрата регулируются органическими и неорганическими добавками.

Фосфогипс подается в репульпатор, где смешивается с водой и добавкой регулятора кристаллизации до соотношения Ж:Т = 1 с учетом влажности фосфогипса. Пульпа перекачивается насосом в расходную емкость, где нагревается до 60—70 °С. Отдельно готовят комбинированную добавку, смешивая в специальной емкости с пропеллерной мешалкой портландцемент и активную минеральную добавку с водой до соотношения Ж:Т = 4—5:1. Комбинированная добавка и пульпа фосфогипса насосом одновременно накачиваются в автоклав, где происходит гидротермальная обработка в течение 35—45 мин при давлении 0,4—0,7 МПа и температуре 150—175°С. В процессе ее суспензия непрерывно перемешивается мешалкой. Из автоклава водно-полугидратная пульпа подается в холодильник, а после охлаждения до 98—100°С — на вакуум-фильтр. Из пульпы отжимается вода, и остается лепешка влажностью 10—15%. Она поступает в сушильный барабан, где сушится топливными газами при температуре 400— 500 °С. Материал собирается в бункере, из которого потом направляется в шаровую или вибрационную мельницу.

Технология производства высокопрочного гипса

Современное производство строительных материалов

В зависимости от характера тепловой обработки все известные способы производства высокопрочного гипса разделяют на автоклавные, основанные на обезвоживании гипса в среде насыщенного пара под давлением выше атмосферного в герметических аппаратах, и на термообработку в жидких средах, когда гипс обезвоживается в процессе кипячения в водных растворах некоторых солей при атмосферном давлении. При автоклавном способе производства с тепловой обработкой сырья в автоклаве, а сушкой продукта в сушильном барабане природный гипсовый камень дробится в щебенку с размерами кусков 10-50 мм и загружается в автоклав, представляющий собой вертикально установленный стальной цилиндрический резервуар с термостойкой облицовкой для предотвращения потери тепла. В верхней части резервуара имеется герметически закрывающийся люк для загрузки гипсовой щебенки. Здесь же расположен патрубок для пара и штуцер для термометра. Внизу автоклава имеется сферическая открывающаяся крышка, на которой расположена решетка, на которой находится щебенка в процессе пропаривания. Под этой решеткой скапливается конденсат, выпускаемый из автоклава через штуцер. Автоклав с помощью кронштейнов может крепиться к перекрытию. Над автоклавом обычно располагают бункер с готовой гипсовой щебенкой, которая загружается в люк но специальной течке или матерчатому рукаву. После загрузки автоклав герметизируется и в него подается насыщенный пар для термообработки сырья под давлением 0,13 МПа при температуре 124°С. Тепловая обработка при таких параметрах пара и крупности гипсовой щебенки 10-50 мм длится в течение 5,5-6 час. В это время происходит дегидратация гипсового камня и выделение кристаллизационной воды и жидком состоянии. Образующийся полугидрат имеет вид хорошо оформленных крупных кристаллов. В процессе теплообработки конденсат периодически удаляется из автоклава по мере накопления, но так, чтобы горячая вода в известном количестве постоянно находилась в автоклаве под решеткой. Технологическая схема получения высокопрочного гипса представлена на рис. 3.4. Если тепловая обработка гипсового камня в варочных котлах и мельницах производится при атмосферном давлении и получаемый продукт состоит преимущественно из fi-CaS04 – 0,5ЩО, то для получения гипса повышенной прочности, состоящего в основном из а-полугидрата, необходимо создать такие условия, чтобы кристаллизационная вода удалялась из двуводного гипса в капельно-жидком состоянии. Это достигается обезвоживанием гипсового камня либо в герметических аппаратах в среде насыщенного пара под давлением выше атмосферного, либо кипячением в водных растворах некоторых солей, температура кипения которых не ниже температуры дегидратации гипсового камня.

Какую сетку выбрать для забора и ее виды

Заборы из сетки сегодня являются одними из самых востребованных на строительном рынке. Такой тип ограждений можно считать универсальным. Его используют в частном загородном строительстве, в городском и коммерческом секторе, на …

Технология производства высокообжиговых гипсовых вяжущих веществ

Гипсовые вяжущие материалы, воздушные вяжущие материалы, получаемые на основе полуводного сульфата кальция либо безводного сульфата кальция (ангидритовые вяжущие). По условиям термической обработки, а также по скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие материалы делятся на 2 …

Кровельные и гидроизоляционные материалы на битумной основе

Материалы, предназначенные для предохранения конструкций и инженерных сооружений от действия воды, называют гидроизоляционными. В зависимости от применяемого вяжущего гидроизоляционные мате-риалы подразделяют на битумные, дегтевые и полимерные. По способу нанесения их …

Технология получения гипса в гипсоварочном котле — Минеральные вяжущие вещества

На рисунке приведена технологическая схема получения гипса в гипсоварочном котле. Согласно ГОСТ 125 — 57 гипс разделяется на 1 и 2-й сорт.


Схема производства гипса

Схема производства гипса: 1 — приемная воронка, 2 — пластинчатый питатель, 3 — щековая дробилка, 4 — элеватор, 5 — бункер щебня, 6 — тарельчатый питатель, 7 — шахтная мельница, 8 — циклоны, 9 — вентиляторы, 10 — камера смешения, 11 — электрофильтр, 12 — сборный шнек, 13 бункер молотого гипса, 14 — питатель варочного котла, 15 — варочный котел, 16 элеватор, 17 — бункер сваренного гипса, 18 — тарельчатый питатель, 19 — шаровая трубная мельница, 20 — элеватор, 21 — шнек, 22 — бункерный склад готовой продукции.


Строительный гипс

Показатели Сорт
1-й 2-й
Тонкость помола: остаток на сите № 02 в % по весу не более1530
Предел прочности при сжатии в кг/см2: образцов в возрасте 1,5 часа не менее4535

Примечание

Предел прочности гипса при растяжении примерно в 6 раз меньше предела прочности при сжатии.

Порошок гипса, затворенный водой, образует пластичное тесто, которое быстро твердеет.

При этом происходит химический процесс гидратации: полуводный гипс присоединяет к себе воду и превращается в двуводный гипс по следующей реакции:

Согласно современной теории процесс твердения полуводного гипса протекает в три этапа:

  • растворение полуводного гипса и переход его в двуводный гипс с образованием насыщенного раствора;
  • коллоидация — выпадение хлопьевидного осадка двуводного гипса;
  • кристаллизация — переход из коллоидного состояния в кристаллическое.

Рост кристаллов и образование гипсового камня. Вначале зарождаются отдельные кристаллические центры.

«Материаловедение для штукатуров,
плиточников, мозаичников»,
А.В.Александровский

Технология производства строительного гипса курсовая 2010 по технологии

Введение Основные понятия о минеральных вяжущих веществах, их значения для народного хозяйства. Существует значительное количество разнообразных вяжущих. Однако в строительстве применяется лишь часть их них. Их называют строительными вяжущими веществами. Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковидные материалы, которые после смешивания с водой образуют массу, постепенно затвердевавшую и переходящую в камневидное состояние. Строительные материалы делят на две группы: неорганические (минеральные), главнейшие из которых — портландцемент и его разновидности, известь гипс и другие, и органические, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы, дегти), называемые черными вяжущими. Строительные материалы сыграли большую роль в развитии культуры и техники. Без них невозможно было бы возведение зданий и сооружений. Одно из первых мест среди строительных материалов занимают вяжущие вещества, которые являются основой современного строительства. Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в определенной последовательности. Вяжущие вещества — основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких). Из бетонов изготовляют все возможные строительные изделия и конструкции, в том числе армирование сталью (железобетонные, армосиликатные и др.) Из бетонов на вяжущих веществах возводят отдельные части зданий и целые сооружения (мосты, плотины и т.п.). Примерно за 4-3 тыс. лет до н.э. появились вяжущие вещества получаемые искусственно – путем обжига. Первым из них был – строительный гипс, получаемый обжигом гипсового камня при сравнительно невысокой температуре 413-463К. Гипсовыми вяжущими веществами называют порошковидные материалы, состоящие из полуводного гипса и получаемое обычно тепловой обработкой двуводного гипса в пределах 105-2000С.Гипс по условиям тепловой обработки, скорости схватывания и твердения делят на 2 группы: низкообжиговые и высокообжиговые. Низкообжиговые вяжущие быстро схватываются и твердеют; состоят они главным образом из полуводного гипса, полученного тепловой обработкой гипсового камня при t 383-4530С. К ним относятся строительный (алебастр) формовочный высокопрочный (технический) и медицинский гипс, а также гипсовые вяжущие из гипсосодержащих материалов. Высокообжиговые медленно схватываются и твердеют, состоят преимущественно из безводного сульфата кальция, полученного обжигом при температуре 873-1173К. К ним относятся ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент), высокообжиговый гипс (эстрих- гипс) и отделочный гипсовый цемент. По разнообразии. Объектов применение одно из первых мест среди вяжущих занимает гипс. Применение гипсовых материалов и изделий способствует экономии топлива, цемента, снижению трудоемкости и стоимости строительства. Гипс применяется в качестве штукатурного материала, для изготовления орнаментальных украшений и при отделке зданий. Кроме того, используют для изготовления гипсобетонных прокатных перегородок и перегородочных плит. К сожалению, производство и применение гипсовых изделий в строительной промышленности Кыргызстана по сравнению с другими странами – дальнего и ближнего зарубежья находится еще в самом зачаточном состоянии. В Кыргызстане имеется колоссальный запас гипсового камня, но они почти не используются в промышленности строительных материалов. дегидратации оставшегося двугидрата и связывания освобождающейся воды растворимым ангидритом. Для получения строительного гипса высоко качества во вращающихся барабанах следует обжигать дробленный гипсовый камень с однородным размером частиц. В противном случае происходит неравномерный обжиг материала: мелкие зерна пережигаются вплоть до образования нерастворимого ангидрита, а внутренняя часть крупных зерен остается в виде неразложившегося двугидрата. В практических условиях загружают в печь материал с размером зерен до 0,035м, а зерна размером менее 0,01м отсеивают. Пылевидные частицы образуются в печах вследствие истирания материала при движении в процессе дегидратации, особенно при обжиге более мягких пород гипсового камня. Эти частицы уносятся потоком газов и быстрее проходят через печь, однако часть из них успевает все же полностью дегидратироваться. Желательно обжигать раздельно фракции 0,01-0,2 и 0,02-0,035м. Отсеянную фракцию с размером зерен менее 0,01м можно использовать после дополнительного помола для производства строительного гипса и варочных котлах или для получения сыромолотого гипса, применяемого для гипсования солонцовых почв. Длина применяемых для обжига гипса вращающихся печей 8-14м, диаметр 1,6 и 2,2м; производительность их соответственно 5-15т/ч; угол наклона барабанов 3-50; число оборотов 2-5об/мин; расход условного топлива 45-60кг на 1т готового продукта. Вращающиеся печи являются непрерывно действующими установками, обусловливающими компактную технологическую схему. Во вращающихся печах обжигается дробленый гипсовый камень более крупных размеров, чем в варочных котлах, где он хуже перемешивается. Тем не менее, во вращающихся печах при тщательной подготовке материала, правильно подобранных оптимальных условиях обжига и последующего помола обожженного продукта практически можно получить строительный гипс высокого качества. На рис. 1 представлена технологическая схема производства строительного гипса с обжигом во вращающихся печах. Рис. 1 Совмещенный помол и обжиг гипса. Двойная термическая обработка (сушка и варка) даже при совмещении процесса сушки и помола усложняет производственный процесс. В мельнице наряду с помолом и сушкой гипс в некоторой степени дегидратируется. Однако содержание гидратной воды остается еще высоким, вследствие чего требуется доваривать гипс в варочном котле для полного превращения его в полугидрат. Известны схемы производства строительного гипса, при которых окончательная дегидратация гипса до полугидрата производится в самом помольном аппарате. В этом случае температура поступающих в мельницу дымовых газов должна быть более высокой 873-1073К, чем просто при совместной сушке и помоле. Температура же отходящих из установки газов 382-423К. расход условного топлива 40-50кг на 1т строительного гипса. Установки для обжига в процессе помола отличаются компактностью. Технологические схемы производства при совмещенном помоле и обжиге отличаются друг от друга главным образом помольными аппаратами (шахтные, шаровые, аэробильные мельницы), а также тем, что в одних случаях мельницы работают с однократным использованием теплоносителя, а в других-с возвратом в мельницу части газов после пылеосадительных аппаратов. Применение рециркуляции газов повышает расход электроэнергии, но уменьшает расход топлива. В установку по совмещенному помолу и обжигу (где обжиг, по существу, происходит во взвешенном состоянии) вследствие повышенной температуры и быстрого обжига наблюдается появление в тонких фракциях и поверхностных слоях крупных частиц растворимого ангидрита, а в центральных слоях этих частиц двуводный гипс остается недегидратированным. Конечный продукт быстро схватывается, в результате чего требуется вводить замедлители. Характеристика сырья Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служит природный ангидрит (СаSO4) в основном природный гипс (СаSО2*2Н2О), а также гипсосодержащие отходы химической промышленности. Природный гипс (гипсовый камень) имеет осадочное происхождение. Состав химически чистого двуводного гипса: 32,56% СаО, 46,51% SO3 и 20,93% Н2О. это минерал белого цвета, обычно содержащий некоторе количество примесей глины, известняка. Двуводный гипса является мягкими минералом твердость его по шкале Мооса равна. Плотность составляет 2200-2400кг/м3. Примеси известняка являются балластом в производстве строительного гипса, так как последний обжигаются при температуре ниже температуры диссоциации углекислого кальция. Влажность гипсового камня составляет 3-5% и более. Природный ангидрит — горная порода осадочного происхождения, состоящая из СаSО4. Под действием грунтовых пород вод ангидрит медленно гидратируется и переходит в двуводный гипс, поэтому обычно содержит 5-10% и более двуводного гипса. Ангидрит порода более плотная и прочная, чем двуводный гипс. Его истинная плотность 2,9-3,1г/см3. чистый ангидрит белого цвета, но в зависимости от содержания в ней примесей имеет различные оттенки. Отходы химических производств – это дополнительный источник сырья для производства гипсовых вяжущих и рационально используют в качестве побочных продуктов химической промышленности – фосфогипса, борогипса, фторогипса и др. Кыргызстан богата месторождениями самых разнообразных строительных материалов. Среди них имеется месторождения гипсовых камней таких как Ак-Белекское, Джергаланское, Караванское, Боомское. А-расход сырья с учетом примесей, влажности и технических потерь; Пг- годовая производительность завода по готовой продукции (по заданию). Пс=100000*1,25=125000 т/год Суточный расход сырья (гипсового камня): Пгод=125000 т/год Псут. =125000/365=34246,6 т/сут Псм=34246,6/3=114,15 т/смену Пчас. обжиг=125000/8760=14,26 т/час Материальный баланс Наименование материала Расход, в т в год в сутки в смену в час Гипсовый камень 125000 34246,6 114,15 14,26 Производительность Гипс 100000 273,9 91,3 11,4 Производительность Производительность дробильного отделения: Пг. др.=125000 т/год Псут. др.=125000/Ср=125000/251=498 т/сут Псм. др.=Псут./2=498/2=249 т/смену Пчас=Пг/Вр=125000/4016=31,12 т/час Производительность цеха обжига: Пг=100000 т/г Псут=100000/Ср=100000/365=273,9 т/сут Псм=Псут/3=273,9/3=91,3 т/смену Пчас=Пг/Вр=100000/8760=11,41 т/час Производительность помола: Пг=100000 т/год Псут=Пг/365=273,9 т/сут Псм=Псут/3=91,3 т/см Пчас=Пг/8760=100000/8760=11,41 т/час Производительность цеха или завода Наименование цеха или завода Производительность, в т в год в сут В смену в час Дробильное отделение Цех обжига Цех помола 125000 100000 100000 498 273,9 273,9 249 91,3 91,3 31,12 11,41 11,41 Расчет и подбор оборудования Склады сырьевых материалов Склады кусковых сырьевых материалов сооружается и эксплуатирует в соответствии с нормами хранения, а также с нормами технологического и строительного проектирования промышленных предприятий. Расчет склада производится в следующей последовательности: 1. при выборе типа склада необходима увязка размеров склада и ее расположение с генеральным планом завода. 2. Размеры склада зависят от его типа и формы штабеля, а также схемы механизации. Площадь и емкость склада определяются по следующим формулам: F= Где Vn- потребная емкость склада (в м3) для данного материала; Нn- максимальная высота штабеля ориентировочно составляет 8-12м штабеля с учетом выбранной механизации, при схемах с механизмами, имеющими грейфер: F=1945/0,87*11=203,23м2 = 12 х18м, Vn=100000*1,25*7/365*0,9*1,38=1930м3 Бункера сыпучих материалов Бункером называется саморазгружающаяся емкость, предназначенная для приема и хранения сыпучего материала (известняка, гипса, активных минеральных добавок, шлака и т.д.). Глубина вертикальной части бункера не должна превышать его максимальный размер в плане более чем в полтора раза. Нижняя часть бункера выполняется в виде воронки, которая может быть квадратной, круглой или прямоугольной. Коэффициент заполнения бункера 9 Инерционный грохот 10 Силоса h=25 V=1256м3 8 Описание технологической схемы Технологические схемы. Технологический процесс в цехах с вращающимися печами можно выразить следующей сокращенной схемой: дробление обжиг размол. Ниже дается описание технологического процесса производства строительного гипса с применением двух вращающихся печей. Гипсовый камень, доставляемый автомашиной, разгружается в приемный бункер, из которого пластинчатым питателем направляется в щековую дробилку. Гипсовый щебень из щековой дробилки направляется транспортером в бункер, расположенный над молотковой дробилкой. При переработке гипсового камня, не требующего дробления в щековой дробилке, имеется возможность его подать в бункер, минуя щековую дробилку. Питание молотковой дробилки осуществляется ленточным питателем продукт дробления подается элеватором на инерционный грохот , которым разделяется на фракции 0-2 и 2-25мм. Фракция 0-2мм используется в качестве гипсового удобрения, а печью и частично на технологическую линию №2. Две вращающиеся печи, работающие по прямотоку, равномерно питаются щебнем с помощью тарельчатых питателей. Время нахождения материала, в печи 45-50мин. В печь поступает продукты сгорания природного газа, разбавленные воздухом до 900-11000С, которые выходят из печи, имея температуру 170-1800С. Для очистки газов от пыли установлен циклон и электрофильтр. Тяга в системе топка – печь – циклон – электрофильтр создается дымососом. Обожженный материал подается в емкости над двух — камерными шаровыми мельницами, для питания которых служит тарельчатые питатели. Готовое вяжущее транспортируется на склад пневмотранспортом с использованием насосов. Контроль производства и качества выпускаемой продукции Контроль производства гипсовых вяжущих разделяется на оперативный и технологический. Оперативный контроль обеспечивает установленные технологические нормативы, заданный уровень качества готовой продукции на отдельных участках производства и установленные режимы работы оборудования. Этот контроль осуществляется в основном обслуживающим персоналом. При обжиге гипса контролируют параметры режима и работу оборудования. За параметрами работ печей наблюдает обжигальщик гипса по показаниям контрольно – измерительных приборов. При обжиге кускового гипса обжига проверяют визуально по излому обожженного щебня. Окончательное заключение о качестве обжига дает лаборатория. Технологический контроль имеет целью управления производством в целом, обеспечение заданного уровня качества продукции, а также совершенствовании технологии производства и выполняется заводской лабораторией. Она же контролирует свойства гипсовых вяжущих; сроки схватывания, марки, степень помола, нормальную густоту, объемное расширение, содержание примесей и гидратной воды. В зависимости от качества строительный гипс разделяется на три сорта. Он должен соответствовать следующим требованиям: тонкость помола (остаток на сите с сеткой №02), % по весу составляет не более: для первого сорта – 15, для второго – 20, для третьего -30. предел прочности при сжатии образцов в возрасте 1,5г равен, кг/см2: для первого сорта-53, для второго-45, для третьего-35 начало схватывания составляет не менее 4, а конец — не менее 6 и не более 30мин после начала затвердевания гипсового теста. время от начало затвердевания гипсового теста до конца кристаллизации должно быть не менее 12 мин. Добавка в гипс 5% извести улучшает основные свойства затвердевшего гипса (прочность, водо – морозостойкость, текучесть под нагрузкой) и ускоряет сушку. В качестве добавок можно использовать смесь декстрина и растворимого стекла при этом гипс приобретает повышенную водостойкость и прочность. Строительный гипс отгружается без тары, навалом и транспортируется в закрытых автомашинах. При перевозке он должен быть защищен от увлажнения и загрязнения. Гипс следует хранить, на закрытых сухих складах (в закромах), имеющих прочный настил и защищенных от увлажнения (пара, грунтовых вод и атмосферных осадков), а также от загрязнения пылью. Пол в складских помещениях должен быть поднять над уровнем земли не менее чем на 30см. Высота штабеля 2м. Гипс не рекомендуется хранить продолжительное время, так как в результате взаимодействия с парами воды, содержащимися в воздухе, его активность постепенно снижается. Предельный срок хранения материала 2,5-3 месяца. Автоматизация производства и техника безопасности на гипсовых заводах Современные предприятия гипсовой промышленности, как правило, высоко механизированы. Широкое применение на заводах транспортеров, элеваторов, шнеков, мелющих и других механизмов, образующих связанные транспортные системы значительной протяженности, вызывает необходимость соблюдения определенной последовательности включения и выключения отдельных механизмов. Это требует автоматизации производства. бункер выдерживания. После выпуска гипса индикатор нижнего уровня включает соответствующее. Гипсокартон Гипсокартон — это строительно-отделочный материал, применяемый для облицовки стен, устройства межкомнатных перегородок, подвесных потолков, огнезащитных покрытий конструкций, а также для изготовления декоративных и звукопоглощающих изделий. Торцевые кромки листов имеют прямоугольную форму и при устройстве шва с них необходимо снимать фаску (примерно на 1/3 толщины листа). Условное обозначение гипсокартонных листов состоит из: буквенного обозначения вида листа; обозначения группы листа; обозначения типа продольных кромок листа; цифр, обозначающих номинальную длину, ширину и толщину листа в миллиметрах; обозначения стандарта. Пример условного обозначения обычного гипсокартонного листа группы А, с утоненными кромками, длиной 2500 мм, шириной 1200 мм и толщиной 12,5 мм: ГКЛ-А-УК-2500×1200×12,5 ГОСТ 6266-97. Прочность Оценка прочности гипсокартона при изгибе проводится по результатам испытаний нескольких образцов (3 продольных и 3 поперечных) от партии. Испытания проводятся на образцах шириной 400 мм, установленных на опорах с пролетом L = 40×S, где S — толщина листа. Результаты испытаний (среднее арифметическое) должны соответствовать данным таблицы. Толщина листов, мм Разрушающая нагрузка, Н (кгс), не менее Прогиб, мм, не более для продольных образцов для поперечных образцов для продольных образцов для поперечных образцов до 10 450 (45) 150 (15) — — от 10 до 18 (включ.) 600 (60) 180 (18) 0,8 1,0 свыше 18 500 (50) — — — Прочность листов, выпускаемых, превышает минимально допустимые значения. Например, для листов толщиной 12,5 мм разрушающая нагрузка для продольных образцов иногда составляет 730 Н. минеральный вяжущий гипс обжиг Вид листа Масса 1 кв. м, кг S — номинальная толщина листа в мм ГКЛ не более 1,0×S КЛО, ГКЛВ, ГКЛВО от 0,8×S до 1,06×S Масса обычного листа, размерами 2500×1200×12,5 мм (3 м²) составляет около 29 кг. Пожарно-технические характеристики Гипсокартонные листы ГКЛ, ГКЛВ, ГКЛО, ГКЛВО относятся к группе горючести Г1 (по ГОСТ 30244), к группе воспламеняемости В3 (по ГОСТ 30402), к группе дымообразующей способности Д1 (по ГОСТ 12.1.044), к группе токсичности Т1 (по ГОСТ 12.1.044). Транспортировка и хранение. Транспортируют гипсокартон всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта, в пакетированном виде. Пакет формируется из листов одной группы, типа и размера, уложенных плашмя на поддоны или прокладки, изготавливаемые из дерева или гипсокартонных полос и других материалов, как правило, с обвязкой стальной или синтетической лентой и упаковкой в термоусадочную полиэтиленовую пленку. Транспортировка и хранение гипсокартона требует соблюдения некоторых правил: • габариты транспортного пакета (с поддоном или прокладками) не должны превышать 4100×1300×800 мм, масса — не более 3000 кг; • штабель, сформированный из пакетов, при хранении должен быть не выше 3,5 метров; • при перевозке транспортных пакетов в открытых железнодорожных и автомобильных транспортных средствах пакеты должны быть защищены от увлажнения; • при погрузочно-разгрузочных, транспортно-складских и других работах не допускаются удары по листам; хранить ГКЛ следует в закрытом сухом помещении с сухим или нормальным влажностным режимом раздельно по видам и размерам. Производство и состав. Технологический процесс изготовления гипсокартона включает формирование на конвейере непрерывной плоской полосы с сечением заданной формы (требуемой толщины и типа боковых кромок), шириной 1200 мм, состоящей из двух слоев специального картона с прослойкой из гипсового теста с армирующими добавками, при этом боковые кромки полосы завальцовываются краями картона (лицевого слоя). После «схватывания» гипса, происходит резка полосы на отдельные листы, а также сушка, маркировка штабелирование и упаковка готовой продукции. Для формирования сердечника применяется гипс, который обладает в качестве стройматериала исключительными физическими и техническими свойствами. Материалы на основе гипса обладают способностью дышать, то есть поглощать избыточную влагу и выделять ее в окружающую среду при недостатке. Гипс — это негорючий, огнестойкий материал, он не содержит токсичных компонентов и имеет кислотность, аналогичную кислотности человеческой кожи, его производство и использование не оказывает вредного влияния на окружающую среду. Для достижения необходимых показателей

Технологии производства гипсовых вяжущих материалов из фосфогипса Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

академша В. Лазаряна проводяться дослщження в галузi розробки модифшованого тноскла з полiпшеними фiзико-механiчними властивостями.

В результат дослiджень плануеться отримати модифшований теплоiзоляцiйний матерiал з нижчими показниками середньо! щiльностi, коефiцiента теплопровщносп, водопоглинання, горючостi i токсичностi, шж у традицiйного пiноскла [3]. У найближчих статтях будуть висвiтленi основш результати наукових дослiджень у цьому напрямю.

ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА

1. Шилл Ф. Пеностекло. М. : Издательство литературы по строительству, 1965.— 4с.

2. Демидович Б. К. Пеностекло. Минск. : Наука и техника,1975.—178 с.

3. Пшшько О. М. та ш. Ефектившсть використання тноскла як теплоiзоляцiйного матерiалу в будiвництвi // Вiсник Одесько! державно! академи будiвництва та архiтектури, 2009. — №34.-С.152.

УДК 666:913

ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ

ИЗ ФОСФОГИПСА

В. Н. Деревянко д. т .н., проф., В. А. Тельянов, асп.

Ключевые слова: фосфогипс, дигидрат гипса, сушка, водостойкость.

Постановка проблемы. Современный научно-технический прогресс в мире связан с использованием природных ресурсов и накоплением техногенных отходов.

Средний уровень полезного использования промышленных отходов в хозяйственных целях составляет примерно 15 %. Наиболее высоким уровнем использования в качестве вторичного сырья характеризуются следующие виды отходов: лом и отходы черных и цветных металлов (86 и 100 % соответственно), щелоки сульфитные (68 %), макулатура (66 %), древесные отходы (50 %), шлаки доменного производства (39 %), огарки пиритные (около 30 %). Плохо используются золы и шлаки ТЭС — 10,4 %, полимерные отходы — 8,3 %, фосфогипс — 2,0 %.

Фосфогипс является крупнотоннажным отходом производств фосфорсодержащих удобрений и фосфорной кислоты. Его физико-механические свойства (способность схватываться с одновременным переходом в форму дигидрата сульфата кальция, нахождение в а-форме гипсовых вяжущих) делают фосфогипс перспективным материалом для прямого производства строительных изделий, гипсового камня и гипсовых вяжущих.

В настоящее время накоплено более 60 млн. в т. фосфогипса, который обычно утилизируется в отвалы, ежегодно пополняющиеся примерно на 2,3 млн. т. Необходимость транспортирования и хранения фосфогипса в отвалы усложняет эксплуатацию предприятий, ухудшает экологическую обстановку прилегающей к заводу территории. Фосфогипс отравляет почву и водоемы содержащимися в нем растворимыми примесями фтора и фосфорной кислоты. Для создания отвалов фосфогипса приходится постоянно отчуждать огромные участки земель. Исходя из этого, вопрос переработки фосфогипса является особенно актуальным [1].

Анализ публикаций. Используя основополагающие материалы, изложенные в трудах

П. П. Будникова, Ю. И. Бутта, А. В. Волженского, наиболее существенный вклад в развитие производства вяжущих из фоссогипса внесли П. В.Новосад, Н. М. Скляр, П. С. Боднар, Вл. И. Дворкин, М. А. Саницкий и другие. Ими были сформулированы научные концепции, исследованы закономерности получения высокачественных материалов, полученых из фосфогипса, способные обеспечить высокие функциональные свойства материалов.

Цель работы. Проанализировать существующие методы переработки фосфогипса в вяжущие вещества.

Основной материал. В настоящее время разработан и опробован в производственных условиях ряд технологий получения гипсовых вяжущих из фосфогипса.

Технологические процессы получения гипсовых вяжущих, основным компонентом которых служит полугидрат сульфата кальция или ангидрит, включают подготовку исходного продукта к обжигу и обжиг.

Основные методы подготовки фосфогипса в производстве гипсовых вяжущих можно разделить на 4 группы [2]:

1 — промывка фосфогипса водой;

2 — промывка в сочетании с нейтрализацией и осаждением примесей в водной суспензии;

3 — метод термического разложения примесей;

4 — введение нейтрализующих, минерализующих и регулирующих кристаллизацию добавок перед обжигом и после него.

Методы 1-й и 2-й групп связаны с образованием значительного количества загрязненной воды (2—5 м3 на 1 т фосфогипса), большими затратами на их удаление и очистку. Большинство методов термического распада примесей (3-я группа) основано на обжиге фосфогипса до образования растворимого ангидрита с дальнейшей его гидратацией и повторным обжигом до полугидрата. Широкого применения они пока не имеют так же, как и методы 4-й группы. Для реализации последних необходимы дефицитные добавки и они не обеспечивают постоянные свойства вяжущего.

Ведущее место в разработке и практическом применении технологии гипсовых вяжущих из фосфогипса принадлежит Японии, Франции, ФРГ.

На основе фосфогипса возможно получение как высокопрочного, так и строительного гипса, отличающихся водопотребностью и соответственно прочностью, достигаемой уже через 1,5 ч после затворения.

Фирма Knauf предлагает три варианта производства вяжущих из фосфогипса в зависимости от области его дальнейшего использования. По первому варианту загрязненный фосфогипс промывают и флотируют для удаления водорастворимых 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. [3]

По второму варианту состав фосфогипса соответствует отношению ангидрита к полугидрату, равному 1/3 : 2/3. Стадия очистки от примесей может быть той же, что и по первому варианту; степень очистки можно снизить за счет уменьшения дозировки химических реагентов на стадии флотации. В процессе грануляции к дегидратированному 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.

Третий вариант разработан для получения полугидратнрго фосфогипса непосредственно в производстве экстракционной фосфорной кислоты. Так как полугидрат содержит намного меньше примесей по сравнению с дигидратом, то необходимость первых четырех стадий его очистки отпадает.

Одна из технологий получения высокопрочного фосфогипсового вяжущего реализована на Воскресенском химическом заводе (Московская обл.) [8 —10].

В соответствии с данной технологией фосфогипс от фильтров линии фосфорной кислоты подают в мешалку, разбавляют до получения суспензии с концентрацией 400 г/л и транспортируют по трубопроводу к установке по его переработке. Суспензию принимают в емкости и центробежными насосами подают в барабанные вакуумные фильтры, предназначенные для промывки и фильтрации фосфогипса. Промытый кек вновь разбавляют водой до концентрации около 700 г/л и полученную суспензию перекачивают в автоклавы. Образовавшуюся в автоклавах суспензию а-полугидрата охлаждают и нагнетают в вакуум-фильтры. Отфильтрованный и промытый горячей водой кек с влажностью около 12—15% высушивают в прямоточных трубах-сушилках до 4,5 % содержания кристаллизационной воды. Высушенный полугидрат измельчают в шаровых мельницах и транспортируют в силосы для хранения готового продукта.

Технология получения высокопрочного гипса из фосфогипса, разработанная институтом ВНИИстром, предусматривает доведение соотношения в фосфогипсовом шламе жидкой и твердой фаз до единицы, введение в полученную суспензию добавки ПАВ — регулятора кристаллизации полугидрата — и гидротермальную обработку усредненной суспензии в автоклаве, где происходят дегидратация фосфогипса и кристаллизация полугидрата кальция

а-модификации. На вакуум-фильтре твердая фаза суспензии отделяется и поступает последовательно на сушку, помол и склад готовой продукции. На подобной технологической линии получение высокопрочного гипса из фосфогипса может быть непрерывным и полностью

автоматизированным. Использование двух автоклавов вместимостью 25 м3 позволяет получать в год 100—110 тыс. т высокопрочного гипса. Цикл тепловлажностной обработки составляет

45 мин. Схватывание фосфогипсового вяжущего начинается через 8—10 мин, конец -через

10—15 мин, предел прочности на сжатие составляет 30—50 МПа, т. е. в 3—4 раза выше прочности на сжатие обычного строительного гипса

Высокая влажность и дисперсность фосфогипса обусловливают перспективность применения автоклавных способов для получения высокопрочных гипсовых вяжущих. При автоклавных технологиях испаряется не вся свободная и выделяющаяся при дегидратации вода, а лишь вода, остающаяся после фильтрации продукта автоклавной обработки. При нагревании фосфогипсовой пульпы в автоклаве при 114—125 °С гипс растворяется и жидкая фаза становится пересыщенной по отношению к полугидрату, что и приводит к кристаллизации игольчатых кристаллов а-полугидрата.

На созданной во ВНИИстроме опытной установке организовано экспериментальное изготовление стеновых камней с использованием продукта автоклавной обработки сырьевой смеси фосфогипса и гидравлических компонентов [8; 9].

Предложена технология получения высокопрочных гипсовых вяжущих обработкой исходного фосфогипса в растворах кислот или солей, имеющих температуру кипения

105—120 °С, с промывкой и высушиванием готового продукта.

Важным резервом значительного повышения экономичности автоклавного способа переработки фосфогипса является ликвидация сушки, помола, а в перспективе и фильтрации продукта автоклавной обработки. На эти стадии расходуется около 45 % капитальных, около

50 % текущих, более 60 % тепловых и энергетических затрат.

Процесс получения вяжущего заключается в дегидратации гипса, содержащегося в фосфогипсе, до полугидрата, а процесс изготовления изделий — в обратном: гидратации полугидрата до гипса в большом избытке воды. Таким образом, наблюдается парадоксальный факт: при влажном исходном сырье (фосфогипс) и влажном готовом продукте (гипсовые изделия) на промежуточной стадии технологического процесса посредством сушки получают порошкообразный продукт (гипсовое вяжущее), который при изготовлении изделий на этом же предприятии уже через короткое время вновь смешивают с водой.

Эффективно производство изделий непосредственно из фосфогипса по одностадийной технологии, предусматривающей осуществление обоих химических процессов — дегидратации двуводного гипса и гидратации образуемого полугидрата — в пределах одного технологического цикла. Дегидратация протекает по принципу «самозапаривания», т. е. в формах повышенной плотности кристаллизационная вода выделяется в капельножидком состоянии, оставаясь в порах зерен и пустотах кристаллической решетки гипса.

По этой технологии изделия можно формовать на установках, состоящих из двух пуансонов и наружной опалубки. Верхний пуансон служит выталкивателем отпрессованного изделия. В форму засыпают гипсовое сырье, разравнивают его, а затем верхний пуансон приводят в соприкосновение с поверхностью порошка. Таким способом создается замкнутое пространство, в котором производят термическую обработку фосфогипса, после чего полученную гидратирующуюся массу прессуют. Затвердевшие изделия распалубливают при температуре ниже 40 °С.

Разработана также технология производства высокопрочного гипса на основе фосфополугидрата — отхода производства экстракционной фосфорной кислоты по полугидратной схеме. Она состоит из следующих этапов обработки: измельчения и активирования фосфополугидрата на вальцах тонкого помола, разбавления его, перевода «пассивирующих» пленок с помощью специальных добавок в жидкую фазу, последующего фильтрования суспензии на ленточных вакуум-фильтрах; промывания твердой фазы, сушки ее до полного удаления гигроскопической влаги и помола [5; 8].

Основные работы по использованию фосфополугидрата для получения гипсовых вяжущих ведутся в трех направлениях:

• гидратация до двуводного гипса и получение сырья для производства строительного и высокопрочного гипса;

• активация с сушкой;

• обжиг до ангидрита с введением активаторов твердения.

Снижение пассивирующего действия кислых примесей на зернах фосфополугидрата достигается механической обработкой и нейтрализацией. В качестве активаторов твердения применяют добавки различных фтористых соединений. Из фосфополугидрата при его нейтрализации щелочными добавками в сочетании с механической обработкой в бегунах можно получать смеси и прессовать из них различные изделия.

Особенностями вяжущего из фосфополугидрата являются: рост прочности при хранении в нормальных условиях через 20—30 сут. на 10—30 %; сравнительно небольшое объемное расширение.

Фосфополугидрат без дополнительной обработки может быть рекомендован для сооружения оснований дорожных одежд в тех случаях, когда к последним не предъявляются повышенные требования по морозостойкости.

Водостойкое вяжущее на основе фосфогипса можно получить как смешиванием с цементом и пуццолановой добавкой (фосфогипсоцементно-пуццолановое вяжущее), так и совместной тепловой обработкой суспензии фосфогипса и различных гидравлических компонентов, например портландцемента, нефелинового шлама, металлургических шлаков со щелочными активизаторами и др. В последнем случае получают высокопрочное вяжущее повышенной водостойкости.

Технологическая схема включает: приготовление суспензии фосфогипса и подачу ее на переработку; фильтрацию суспензии фосфогипса и приготовление рабочей сырьевой смеси из фосфогипса, добавок и воды; автоклавную обработку сырьевой смеси; сушку полупродукта и его помол.

На 1 т вяжущего расходуется 1,5 т влажного фосфогипса и 0,1 т добавки. При удельной поверхности 3 000 — 4 500 см2/г водопотребность вяжущего составляет 35 — 45%, схватывание начинается через 30 — 60 мин, конец его — через 80 — 120 мин, предел прочности на сжатие через 3 ч составляет 6 — 7 МПа, а при постоянной массе — 20 — 40 МПа, коэффициент размягчения 0,6 — 0,7.

По этой технологии, разработанной ВНИИстромом им. П. П. Будникова, запроектирован цех по производству высокопрочного гипсового вяжущего повышенной водостойкости на Уваровском химическом заводе мощностью 400 тыс. т в год.

По технологии Литовского НИИ строительства и архитектуры при получении строительного гипса исходный фосфогипс не промывают, а создают условия для прохождения процесса превращения активных форм фосфатов в труднорастворимые соединения группы гидроксила-патита. Для этого осуществляют нейтрализацию фосфогипса известью в жидкой пульпе. После полной нейтрализации фосфогипс фильтруется до влажности 20 — 30 %, высушивается в сушильном барабане и поступает в варочный котел, где происходит процесс дегидратации [4; 8].

Строительный гипс, полученный по такой технологии, соответствует стандартным требованиям: водопотребность для нормальной густоты — 60-70%, начало схватывания

6-12 мин, конец — 10-20 мин, 2-часовая прочность на сжатие 5-6, на изгиб 2,4-3,0 МПа.

По упрощенной технологии можно получать гипсовое вяжущее из фосфогипса, длительное время выдержанного в отвалах. Отвальный фосфогипс содержит в несколько раз меньшее количество растворимых фосфатов, что позволяет избежать их отмывки. При смешивании отвального фосфогипса с 1-3 % негашеной извести происходит практически полная нейтрализация остающихся в нем кислых примесей. Из нейтрализованного известью отвального фосфогипса обжигом при 140-170 °С в сушильном барабане или варочном котле возможно получение гипсового вяжущего, по свойствам удовлетворяющего требованиям на строительный гипс.

Кислое фосфогипсовое вяжущее, полученное обжигом отвального гипса без предварительной его нейтрализации, имеет значительно худшие физико-механические свойства. Оно может быть использовано в дорожном строительстве. В конструктивные слои дорожной одежды фосфогипсовое вяжущее укладывается в виде сухих смесей с минеральным материалом, предварительно уплотняется до плотности 1,8-2 г/см3, лишь затем обрабатывается водой в количестве, необходимом для гидратации вяжущего. Благодаря применению жестких смесей и уплотнению прочность и водостойкость фосфогипсовых композиций возрастает в 2-4 раза по сравнению с аналогичными показателями для образцов, полученных литым способом. Уплотнение позволяет реализовать все прочностные возможности вяжущего и в значительной степени компенсировать отрицательное воздействие примесей.

Обжигом фосфогипса при 600-1 000 °С возможно получение ангидритовых вяжущих, состоящих в основном из нерастворимого ангидрита. Они приобретают способность твердеть при введении добавки 1,5-2 % извести, добавляемой при помоле обожженного материала.

В качестве добавок-катализаторов твердения ангидритовых вяжущих могут быть также оксид магния, обожженный доломит (3-8 %), сульфат натрия (0,5-1 %) и др. Введение этих добавок позволяет в 28-суточном возрасте достигать предела прочности при сжатии до 20 МПа. Разработан ряд патентованных рецептур ангидритовых вяжущих из фосфогипса, включающих различные комплексные добавки, в которые входят известь, кремнефторид натрия, алюмосиликатные, железистые компоненты и др.

Перспективными являются работы по получению безобжиговых фосфогипсовых дигидратных вяжущих. При механохимической активизации фосфогипса за счет повышения его удельной поверхности путем доизмельчения и введения некоторых добавок он приобретает способность твердеть без перевода в полугидрат. Этот эффект объясняется повышенной растворимостью высокодисперсного дигидрата, способностью его к образованию пересыщенных растворов и формированию коагуляционно-кристаллизационных структур. Наиболее значительную прочность (до 30 МПа и выше) фосфогипсовое дигидратное вяжущее проявляет в условиях прессования при давлении 20-25 МПа.

Приоритет в разработке безобжиговых гипсовых вяжущих (гипсовых цементов) принадлежит П. П. Будникову. Еще в 1924 г. им было установлено, что двуводный гипс после помола в присутствии различных добавок (КаИ804, №2804 и др.) и затворения водой приобретает способность твердеть на воздухе и достигает при этом значительной прочности. Дальнейшие исследования показали возможность получения безобжигового гипсового дигидратного вяжущего путем его тонкого помола в шаровой мельнице по сухому и мокрому способам без активизирующих добавок. Существенным недостатком предложенных технологий является необходимость высокой тонкости измельчения гипса. Изделия из безобжигового гипсового вяжущего могут быть получены при силовых методах уплотнения -прессовании, вибропрессовании. Для фосфогипса необходима предварительная подсушка до прессования или отвод жидкой фазы в процессе прессования, что усложняет и удорожает технологию изделий на основе дигидратного гипсового вяжущего [4; 8; 9; 10].

Для повышения водостойкости дигидратного гипсового вяжущего могут быть применены те же добавки, которые используются для повышения водостойкости полугидратных вяжущих (известь, гранулированные доменные шлаки, синтетические смолы).

Технология, разработанная в МИСИ им. В. В. Куйбышева, предусматривает перемешивание смеси взятых в определенном соотношении сырого фосфогипса, молотой негашеной извести, добавки и воды в бетоносмесителе принудительного действия, формование изделий и их термообработку. Наиболее благоприятно на качество изделий влияет перемешивание фосфогипсобетонной смеси в бегунах, в которых не только смешиваются компоненты смеси, но и истираются частички фосфогипса [4; 6; 8].

Правильно выбранное соотношение между известью и активной минеральной добавкой обеспечивает не только прочность, но и долговечность получаемого на основе двуводного фосфогипса бетона при его твердении во влажной среде.

Наблюдения за состоянием образцов из фосфогипсобетона, содержащих различное количество активной минеральной добавки, показали, что при твердении в течение года происходит непрерывный рост прочности. Наиболее он интенсивен во влажных условиях, где происходит более полное образование гидросиликатов и алюминатов кальция.

Из фосфогипсовых вяжущих в смеси с заполнителями можно получать перегородочные плиты и блоки, гипсопесчаный кирпич, декоративные и акустические плиты. Эти вяжущие перспективны также для изготовления стеновых гипсобетонных камней классов В7,5-В12,5 способом вибропрессования, а также крупноразмерных элементов наружных стен. Изделия на основе фосфогипсовых вяжущих характеризуются более низкой деформативностью, чем на аналогичных вяжущих из природного сырья.

На основе водостойких фосфогипсоцементно-пуццолановых вяжущих разработаны составы легких керамзитобетонов классов В3,5-В7,5. Водостойкость гипсокерамзитобетона на 40—50 % выше, чем чистого вяжущего. В 3-часовом возрасте прочность бетона составляет 30—35 %, в суточном — 40-45%, а к 7 сут. достигает почти 100 % марочной прочности, определяемой в возрасте 28 сут. Интенсивный рост прочности бетона в начальный период позволяет исключить тепловую обработку изделий из него и осуществить предварительную

распалубку уже через 20-25 мин., что значительно упрощает процесс производства и снижает на 10-15% стоимость изделий.

Рационально применение фосфогипсоцементно-пуццоланового вяжущего для производства санитарно-технических кабин. В расчете на одну санитарно-техническую кабину сокращаются трудовые затраты на 16 чел./ч, энергетические затраты — на 155 кг условного топлива, высвобождается до 630 кг цемента и 25 кг арматурной стали.

Выводы. Приведенный выше краткий литературный обзор позволяет сделать вывод, что вторичный продукт при производстве ортофосфорных удобрений существенно отличается от природного гипсового сырья. Наличие различных примесей требует дополнительных операций: нейтрализации, обогащения и сушки. Такие операции повышают себестоимость гипсовых вяжущих и снижают конкурентность по сравнению с гипсовыми вяжущими на основе гипсового камня. Такие материалы могут быть конкурентноспособными только в определнных условиях:

— при отсуствии в данном регионе природных запасов гипсового камня;

— вследствие загрязнения окружающей среды при складировании, которое ежегодно повыщает затраты на хранение;

— при комплексной переработке фосфатного сырья и ведении безотходных технологий [2].

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Воробьев Х. С. Состояние и перспективы использования вторичных продуктов и отходов промышленности в производстве строительных материалов / Х. С. Воробьев // Строительные материалы. — 1985. — № 10. С. 6-7.

2. Мещаряков Ю.Г. Промышленная переработка фосфогипса / Ю. Г. Мещаряков,

С. В. Федотов. — Санкт-Петербург : Стройиздат СПб, 2007. — 375 с.

3. Разработка и исследование непрерывной технологии производства высокопрочного гипса гидротермальной обработкой фосфогипса: Доклад Межвуз. науч.-техн. конф. по применению гипса в строительстве. Вып.1 М., 1969 — С. 11-12.

4. Дворкин Л. И. Строительные материалы из отходов промышленности Учеб.-справ. пособие / Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин. — Ростов н/Д : Феникс, 2007. — 36с.

5. Ласкорин Б. Н. Безотходная технология в промышленности / Ласкорин Б. Н.,

Громов Б. В., Цыганков А. П. — М. : Стройиздат, 1986. — 160 с.

6. Бобович Б. Б. Переработка отходов производства и потребления / Б. Б. Бобович,

В. В. Девяткин. — «Интермет инжиниринг», 2000. — 496 с.

7. Болдырев А. С. Использование отходов в промышленности строительных материалов / Болдырев А. С., Люсов А. Н., Алехин Ю. А. — М. : Знание, 1984. — 64 с.

8. Дворкин Л. И. Строительные материалы из отходов промышленности / Л. И. Дворкин, И. А. Пашков. — К. : Вища школа, 1989. — 208 с.

9. Мещеряков Ю. Г. Гипсовые попутные промышленные продукты и их применение в производстве строительных материалов / Ю. Г. Мещеряков. — Л. : Стройиздат, 1982. — 134 с.

10. Иваницкий В.В. Фосфогипс и его использование / В.В. Иваницкий, П.В. Классен, А.А. — М.: Химия, 1990. — 224 с.

Производство гипса и улучшение его качественных свойств при помощи добавок. Бизнес на производстве гипса

Гипс широко используется в строительстве при производстве различных изделий и строительных растворов.Гипс вещество белого цвета или белого с серым оттенком, который очень быстро твердеет, но имеет очень низкую водостойкость. Технология производства гипса сводится к обжигу природного гипса в производственных печах а полученный в результате обжига гипсовый камень измельчают.

Состав статьи:

♣ Технология производства гипса во вращающихся печах.

♣ Производство гипса способом совмещенного помола и обжига гипса.

♣ Производство гипса в варочных котлах.

Гипс является быстродействующее и быстросхватывающееся воздушное вяжущее.Гипсовые вяжущие вещества делятся на:

♦ Высокопрочный гипс,

♦ Строительный гипс,

♦ Ангидритовое вяжущее.

Гипсовые вяжущие вещества изготавливаются из гипсового камня CaSO4*2h3O,ангидрита CaSO4 и некоторых отходов химической промышленности которые содержат безводный или двуводный сульфат кальция.в природном гипсе отсутствуют обычно примеси глины,известняка,песка и других веществ. Гипс получают путем обжига при высокой температуре двуводного природного гипса,в следствии протекания реакции CaSO4*h3O =CaSO4*0.5h3O+1.5h3O.

Строительный гипс.

♦ В природном гипсе обычно присутствуют примеси следующих пород: песка, известняка, глины которые снижают прочность и качество строительного гипса. Поэтому для получения качественного гипса, которого можно использовать в строительстве, в медицине и других областях его приходится обрабатывать термически. На сегодняшний день гипс обрабатывают несколькими способами, которые отличаются методом обжига в печах.

Обжигают гипс:

1. В шахтных печах, кольцевых, камерных и вращающихся печах. После обжига полученный гипсовый камень измельчают.

2. В варочных котлах с предварительным помолом гипсового камня.

3. Одновременно с помолом в одном аппарате.

Рисунок -1. Технологическая схема производства строительного гипса во вращающихся печах

1- лотковый питатель, 2-бункер гипсового камня, 3-ленточный транспортер, 4- молотковая дробилка, 5- элеватор.

6- шнеки, 7- бункер гипсового щебня, 8-тарельчатые питатели, 9-бункер угля, 10-топка, 11-вращающаяся печь типа сушильного барабана.

12-бункер обожженного щебня, 13- пылеосадительная камера, 14-вентилятор,15-бункер готового гипса, 16-шаровая мельница.

В зависимости от величины кусков исходного сырья (гипсового камня) а также от величины требуемых размеров кусков направляемых в печь с целью обжига проводят дробление сырья по одноступенчатой схеме или по двухступенчатой схеме в дробилках-4. Для этого сырье загружают в бункер гипсового камня-2, затем с помощью лоткового питателя-1 непрерывно сырье поступает на ленточный транспортер-3, который направляет ее в дробилку-4.

Дробилки могут быть молотковые или щековые и они дробят исходный гипсовый камень на щебень с размерами частиц от 0 …20-35 мм.

Полученный таким образом гипсовый щебень (если в этом есть необходимость) подвергают грохочению с целью получения фракций 0…10; 10…20; 20…35 мм. После грохочения фракции гипсового щебня направляются далее в бункер гипсового щебня-7 расположенный над печью обжига-11.Щебень различных фракций обжигают раздельно потому что для каждой фракции требуется отдельный, соответствующий режим обжига.

Из бункера -7 гипсовый щебень с помощью тарельчатого питателя направляется непрерывно во вращающуюся печь. В зависимости от конструкции вращающейся печи, обжиг гипсового щебня может осуществляться двумя методами:
1. При непосредственном соприкосновении с горячими газами, которые образуются при сжигании топлива.
2. Или за счет наружного обогрева стенок барабана вращающейся печи.
Вращающиеся печи для обжига гипсового камня типа сушильного барабана могут работать на жидком, газообразном или твердом топливе. В зависимости от используемого вида топлива разрабатываются и технологии обжига. Например, при входе в печь температура газов при прямотоке -950…1000 °С, при противотоке- – 750…800°С. При выходе из печи температура газов при прямотоке-– 170…220°С, при противотоке – 100…110°С.

Обоженный гипсовый щебень поступает далее из сушильного барабана (из печи) в бункер обожженного щебня -12 с помощью элеватора или же в зависимости от конструкции расходные бункеры могут располагаться прямо под сушильным барабаном. Равномерное питание шаровой мельницы обеспечивается питателем лоткового типа-8 который расположен под бункер обожженного щебня-12.

В шаровую мельницу обожженный щебень поступает с температурой в 80…100°С. В шаровой мельнице -16 производится помол обожженного гипсового щебня и выравнивание вещественного состава гипса за счет перехода пережога и недожога в полугидрат. Далее из шаровой мельницы готовый продукт направляется в бункер готового гипса -15 с помощью элеватора.

Из бункера готового гипса продукт направляется в бункеры хранения или на расфасовку. В процессе производства гипсового камня используют пылеосадительные камеры -13, обеспечивающие высокую очистку воздуха от пыли.

Технология производства строительного гипса

♦ Считается что наиболее совершенен способ получения строительного гипса, который основан на методе совмещенного помола и обжига гипсового камня позволяющий механизировать производственный процесс.

Рисунок-2. Схема совмещенного помола и обжига гипса

При совмещенном помоле и обжиге гипса, гипсовое сырье подвергается дроблению в одну или две стадии. На рисунке -2 показана схема совмещенного помола и обжига гипса где гипсовый камень проходит две стадии дробления. В начале гипсовое сырье загружается в бункер -2 откуда питатель непрерывно подает гипсовый камень в щековую дробилку-21, где материал измельчается первый раз до фракции 20-60 мм.

В молотковой дробилке гипсовый щебень подвергается измельчению во второй раз, до получения нужной фракции например,10-20 мм. Далее, с помощью элеватора -3 измельченный гипсовый щебень поступает в расходный бункер -17, откуда с помощью питателя -16 непрерывно подается в трубную мельницу —15 .

В трубной мельнице происходит тонкий помол и сушка гипсового камня за счет газов, которые через подтопок-4 по принципу прямотока или противотока подаются с температурой 600-700 С. В процессе вращения трубной мельницы-15, сырьевой материал движется по всей ее длине, сушится и измельчается. В процессе обжига гипсового камня происходит его дегидратация с образованием бета полугидрата.

Далее, измельченный продукт обжига подается в проходной сепаратор-5 , где выделяются наиболее крупные необожжённые частицы гипса и возвращаются затем обратно в мельницу на повторную обработку через аэрожелоб-14 . Отсепарированный до остатка не более 2-5 % на сите № 02 измельченный гипсовый порошок выносится пылевоздушным потоком в пылеосадительную систему-6 и 10.

Газопылевая смесь после выхода из трубной мельницы через сепаратор проходит в систему пылеосадительных устройств-6 и 10, где происходит окончательная дегидратация измельченной смеси. Движение газов в системе принудительное и осуществляется за счет работы центробежных вентиляторов -9. Проходя через систему пылеосадительных устройств (циклонов, электрофильтры,рукавные фильтры) измельченный продукт подается с помощью винтового конвейера -11 в приемный бункер -12. Далее конвейером-13 измельченный продукт попадает в элеватор-8, который направляет его в приемный бункер готовой продукции-7.

Технология производства гипса в варочных котлах

с предварительным помолом гипсового камня.

Котел предназначен для дегидратации двуводного молотого гипса в полуводный гипс и представляет собой вертикальный стальной цилиндр со сверическим днищем-2 (смотри рисунок -3). Котел собирается из чугунных элементов а стыки между ними уплотняются асбестовой массой. Обогрев котла происходит через дно и его боковую поверхность.

Рисунок-3. Гипсоварочный котел

Для того чтобы увеличить поверхность нагрева, внутри котла подвешана металлическая рубашка, которая одновременно является и кожухом для шнека.
В горизонтальном направлении через него проходят четыре жаровые трубы-3, расположенные в два ряда (друг над другом).Корпус котла -4, опирается на три литые чугунные опоры имеющие под собой бетонный фундамент.

Расположенный внутри котла шиберный затвор -9, позволяет перекрывать окно в корпусе. Окно служит для выгрузки готового гипса по течке.Затвор оснащен электроприводом который открывает и закрывает его по мере надобности.Верх котла используется для создания парового пространства. Верх котла это цилиндр состоящий из двух половин и закрытый крышкой.

На крышке цилиндра имеются два патрубка для подсоединения к ним загрузочных шнеков-8, а также патрубок для соединения пароотводящей трубы, два уровнемера, два смотровых люка для ухода и осмотра внутреннего пространства котла и установленные на входных патрубках два датчика загрузки используемые для контроля подачи гипса в котел.

На нижнем конце вертикального вала установлены четыре лопасти служащие для перемещения гипсовой массы в процессе варки. Вращение лопастей вертикального вала осуществляется с помощью электродвигателя через редуктор. Технологический процесс работы котла происходит в непрерывном автоматизированном режиме.

Свежий гипсовый порошок непрерывно поступает в котел в течение всего процесса обработки.За счет этого, постоянно поддерживается высокая степень насыщения материала воздухом и водянными парами, которые приводят к улучшению свойств и модификационного состава конечного гипсового продукта.

Технологический процесс производства гипса на базе гипсоварочного котла можно описать следующим образом:

1. Вначале гипсовый камень крупными кусками поступает с помощью транспортной системы в щековую дробилку. В дробилке он дробиться на щебень фракции 20-60 мм. Размер фракции конечного продукта-гипсовой щебенки можно отрегулировать в зависимости от конструкции дробилки.
2. Далее измельченный гипсовый камень пройдя железоотделитель попадает в мельницу тонкого помола, где мельница превращает гипсовую щебенку в порошок. Мельницы могут использоваться разные, например шаровые, молотковые,роликово-маятковые, шахтовые и другие.В мельнице материал измельчается в порошок а также нагревается и подсушивается за счет горячих газов.

Тонкость помола материала и производительность мельницы играют важную роль и зависят от скорости газового потока который подается в мельницу. Дымовые газы гипсоварочных котлов используют в качестве теплоносителя. В зависимости от выбранного при обжиге гипса теплового режима дымовые газы подаются с температурой в пределах от 300 до 500 °С.

В мельнице измельченный в порошок и отсепарированный гипс до остатка на сите № 02 не более 2-5 % выноситься в систему пылеосаждения пылевоздушным потоком. Также как и в способе описанном выше, после выхода из мельницы газопылевая смесь проходит через систему пылеулавливающих устройств(циклоны, рукавные фильтры и так далее).

Движение газов в системе принудительное и осуществляется за счет работы центробежных вентиляторов. Проходя через систему пылеосадительных устройств (циклонов, электрофильтры,рукавные фильтры) измельченный продукт подается в расходный бункер. Температура порошка зависит от температуры газов при выходе из мельницы (85…105 °С) и может колебаться от 70…95 °С.

3. В котле гипсовый порошок варится за счет топочных газов имеющие температуру 800-900 °С. Горячие газы подаются по жаровым трубам и наружным каналам созданные футеровкой котла.Теплоносителем может служить природный газ или другой вид топлива.В процессе варки гипса происходит постоянное перемешиание гипсовой смеси с помощью лопастей и длиться 1…2 часа и более. В варочном котле гипс не соприкасается непосредственно с дымовыми горячими газами, а его температура может колебаться от 100-180 °С. Сжигание газообразного или жидкого топлива происходит в специальной печи обогрева котла.

На первом периоде рабочая температура доходит в котле до 110…120°С. Гипсовый порошок нагревается соответсвтенно до 110…120°С и происходит интенсивная дегидратация гипса. Далее наступает второй период когда гидратная вода испаряется и начинается процесс обезвоживания или как еще его называют кипением массы. На третьем периоде наблюдается быстрый подъем температуры и резкое снижение интенсивности реакции дегидратации. По мере увеличения плотности и прекращения парообразования полученных продуктов дегидратации, гипсовая масса уплотняется и снижается ее масса в котле.

Эта стадия называется первая осадка порошка.
Вторая осадка гипсового порошка происходит в последний период варки когда обезвоженный полугидрат сульфата кальция переходит в ангидрит. Далее готовый продукт выгружается из котла в приемный бункер и передается в силосные склады с помощью механического или пневматическим транспортом.

РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

Назначение завода по

Оборудование для производства строительного гипса предназначено для получения вяжущего удовлетворяющего требованиям ГОСТ 125 -79: Вяжущие гипсовые. Технические условия.

Тепловым агрегатом при производстве строительного гипса на нашей установке является котёл гипсоварочный ТОС165.

В зависимости от предела прочности на сжатие готового продукта в котле гипсоварочном может быть получен гипс строительный следующих марок: Г-4, Г-5, Г-6, Г-7.

Регулируя технологические параметры варки гипса можно получить гипс быстротвердеющий с индексом А начало схватывания не ранее 2 мин, конец не позднее 15 мин, н нормальнотвердеющий Б начало схватывания не ранее 6 мин, конец не позднее 30 мин.

В зависимости от степени помола может быть получен гипс среднего помола с остатком на сите 0,2 мм не более 14 % и тонкого помола с остатком на сите 0,2 мм не более 2%.

При получении продукта с тонким помолом менее 2 % производительность оборудования уменьшается.

Производительность завода по производству строительного гипса при среднем помоле 5-8 % остатка на сите 0,2 составляет 8 т/час.

Оборудование завода по производству строительного гипса размещается на технологической этажерке внутри неотапливаемого производственного помещения.

При строительстве нового завода по производству гипсового вяжущего в качестве ограждающий конструкций производственного корпуса используют сендвич-панели.

Размеры в плане производственной этажерки могут отличаться в зависимости от технического задания заказчика и имеющихся свободных площадей. Стандартными являются габаритные размеры в плане 4,5 х 30 м и 9.0 х 18 м. Максимальная высота оборудования внутри производственного помещения 16 м.

За габариты производственного укрытия, как правило, выносят оборудования участка дробления и транспортировки гипсового камня и силосный банки предназначенные для хранения и томления готового гипсового вяжущего.

Требования к исходному материалу — гипсоввому камню

Происходит с использованием гипсового камня удовлетворяющий требованиям ГОСТ4013-82 1 сорта с содержанием СaSO4 х 2h3O не менее 95 % и гипсовый камень 2 сорта с содержанием СaSO4 х 2h3O не менее 90 %. Качественное вяжущее в гипсоварочном котле марки не менее Г4 может быть получено с использованием гипсового камня 3 сорта с содержанием СaSO4 х 2h3O не менее 80 % на твёрдом гипсовом камне.

Для получения гипсового вяжущего в гипсоварочном котле используется гипсовый камень фракции 60 — 300 мм. Камень крупной фракции является наиболее чистым без включений инородного материала. В мелком щебне фракции 0- 60 мм включений не гипсовой породы больше, что понижает при варке гипса свойства готового гипсового вяжущего.

Производство строительного гипса — основные параметры и характеристики

Исходный материал: гипсовый камень 1,2 и 3 сорта ГОСТ 4013-82 фракции 60-300 мм
Производительность технологической установки, т/час 8,0
Производительность технологической установки, т/год 56000
Годовой расход сырья, т/год 70000
Готовый продукт: гипсовое вяжущее марки Г4, Г5, Г6 и Г7 ГОСТ125 -79
Характер работы установки непрерывный, периодический
Установленная мощность электродвигателей, кВт, не более 370
Запылённость отходящих газов на выходе, мг/м3, не более 30¸50
Расход электроэнергии, кВт/час*тонну (полуводного гипса) 35
Расход газа, м3/час*тонну (полуводного гипса) 27
Расход сжатого воздуха, нм3/час*тонну (полуводного гипса) 16

Технология производства строительного гипса

Технология производство строительного гипса с котлом гипсвоарочным ТОС165 состоит из трёх основных технологических переделов: 1- Дробления гипсового камня, 2-Сушка и помол гипсовой щебёнки, 3-Варка строительного гипса в гипсоварочном котле ТОС165.

Дробление гипсового камня

Дробление гипсового камня фракции 60 — 300 мм происходит в щёковой дробилке.

Камень загружается в приёмный бункер дробилки фронтальным или грейферным погрузчиком с накопительного склада.

Для бесперебойной работы гипсового производства на складе должен хранится 15 суточный запас сырья.

Подача гипсового камня в щёковую дробилку осуществляется качающимся питателем.

Размер фракции гипсовой щебенки после дробилки регулируется размером выходной щели дробилки. После дробилки гипсовая щебенка поступает на дальнейшую переработку в отделение помола и сушка по ленточному транспортёру.

Отделение дробления как правило находится за пределами закрытого производственного помещения, в котором осуществляется сушка, помол и варка гипса.

Измельчённый материал пройдя железоотделитель подаётся в молотковоую аксиальную мельницу.

Молотковая аксиальная мельница предназначена для тонкого помола гипсового щебня средней твёрдости с одновременной его подсушкой. Подача материала в мельницу осуществляется качающимся питателем из расходного бункера.

Размолотый и подсушенный в мельнице гипсовый порошок в потоке горячих газов поступает в систему пылегазоочистки. Молотковые аксиальные мельницы относятся к группе быстроходных молотковых размольных машин. Подача щебня в мельницу осуществляется по направлению вращения ротора. В результате ударов бил щебень измельчается в порошок. Тонкость помола материала зависит от скорости подачи, объёма вентилирующего агента и от угла установки лопаток встроенного сепаратора. В качестве теплоносителя и вентилирующего агента используются отходящие дымовые газы гипсоварочного котла.

Температура дымовых газов при входе в мельницу, в зависимости от выбранного теплового режима обжига гипса в котле, может колебаться от 250 до 500 0 С.

Измельчённый, высушенный и отсепарированный до остатка не более 5- 8 % на сите № 02 гипсопорошок выносится в пылевоздушном потоке в систему пылеосаждения. В качестве первой ступени очистки используются циклоны, в качестве второй ступени очистки двухсекционные рукавные фильтры ТОС 3.8. Для устранения зависания материала в бункере циклона устанавливаются пневмоударные устройства. Циклон и фильтр рукавный теплоизолируются.

Регенерация рукавного фильтра осуществляется с помощью обратной продувки рукавов сжатым воздухом при отключении системой автоматики одной из секций. В качестве ткани для рукавов используется ткань типа «Метаарамид». Ткань выдерживает рабочую температуру до 230 0С. В случае незапланированного повышения температуры отходящего теплоносителя выше указанной температуры, в автоматическом режиме открывается установленная перед фильтром заслонка разбавления и наружный воздух поступает в систему аспирации. Сжатый воздух подаётся с температурой превышающей температуру точки росы не менее чем на 5-10 0 С.

В качестве тягового агрегата используется дымосос Дн.

Уловленный циклонами и фильтрами рукавными порошок конвейерами винтовыми системой транспортёров поступает в теплоизолированный бункер сырьевой мучки. Для устранения подсосов в циклонах и фильтрах рукавных применяются затворы шлюзовые.

Варка строительного гипса- дегидратация гипсового порошка происходит в котле гипсоварочном топочными газами с температурой 600-950 0 С, подаваемыми по наружным каналам созданным футеровкой котла и жаровыми трубам. Теплоносителем в этих проходах служат продукты сгорания газообразного топлива в примыкающей к футеровке топочной камере.

Теплоноситель, пройдя каналы в футеровке котла и жаровые трубы с температурой 250-500 0 С, не соприкасаясь с материалом, выносятся из котла. Гипс в варочном котле непосредственно не соприкасается с газами, его температура составляет 121-160 0 С. Процесс обжига гипса сопровождается интенсивным выделением кристаллизационной воды. В этот период наблюдается кипение гипсового порошка.

Гипсоварочный котёл представляет собой вертикальный стальной барабан, оборудованный мешалкой и закрытый сверху крышкой, снабжённый патрубками для загрузки порошка и отвода смеси пара с частицами гипса.

Длительность пребывания материала регулируется режимом загрузки и выгрузки в зависимости от требуемой температуры материала внутри котла. Подача материала в котёл осуществляется винтовым конвейером из бункера сырьевой мучки. Регулирование производительности по загрузке осуществляется изменением числа оборотов конвейера винтового. В непрерывном режиме загрузка сырого гипса осуществляется непрерывно выше уровня материала в котле через патрубок установленный на крышке котла. Вертикальный разгрузочный жёлоб, помещённый внутри котла, в нижней части открыт.

Разгрузка материала происходит непрерывно методом перелива с верхней части разгрузочного жёлоба. Для улучшения транспортировки гипса с нижней части разгрузочного жёлоба наверх, в нижнюю часть подают сжатый воздух давлением 2 атм

Разряжение в дымовых каналах котла создаётся за счёт дымососа, который одновременно является тяговым агрегатом мельницы молотковой аксиальной. Пары воды и частицы гипса образованные при гидратации гипса в котле, а также избыточная пылевоздушная смесь бункера томления удаляется из котла. Полученный в гипсоварочном котле полуводный гипс выгружается в бункер томления.

Автоматизированная система управления

Автоматизированная система управления производством строительного гипса обеспечивает работу всех элементов технологического оборудования в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах для обеспечения технологического процесса производства строительного гипса.

Система представляет собой комплекс аппаратных и программных средств, совместно выполняющих задачу по управлению технологическим процессом.

Архитектура системы

Система управления может быть условно разделена на три уровня:

Нижний (полевой) уровень представлен датчиками и исполнительными механизмами. В качестве датчиков в системе присутствуют датчики температуры, давления, сигнализаторы уровня, приборы контроля тока двигателя, индуктивные датчики, концевые сигнализаторы положения и дополнительные контакты, сигнализирующие о состоянии и режиме работы двигателей.

Исполнительными механизмами системы являются двигатели с контакторами для прямого пуска, двигатели с переменной частотой вращения, управляемые частотно-регулируемыми приводами, электромеханические позиционеры для управления дроссельными заслонками дымососов и переключателем направления подачи гипса в силоса.

На среднем уровне система представлена программируемым логическим контроллером (ПЛК) с модулями ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов. ПЛК отвечает за прием сигналов от датчиков и выдачу управляющих сигналов на исполнительные механизмы в соответствии с заложенной в него программой.

На верхнем уровне система представлена устройством человеко-машинного интерфейса. Это компьютер, соединенный с контроллером промышленной сетью, и с установленным на нем специализированным программным обеспечением.

Контроллерное оборудование, коммутационная и пускорегулирующая аппаратура поставляются смонтированными в шкафы промышленного назначения. КИП поставляется отдельно в заводской упаковке.

Вся пускорегулирующая аппаратура, автоматы защиты, контакторы и ЧРП производства Siemens.

Программируемый логический контроллер

В качестве ПЛК в системе применен контроллер Siemens Simatic S7 300 с набором дискретных и аналоговых входов и выходов, в количестве, достаточном для подключения всех датчиков и исполнительных механизмов, и с резервом, определяемым на этапе проектирования.

Контроллер должен быть смонтирован в шкаф, который должен быть установлен в щитовой комнате с температурным режимом 0-50 оС.

Краткое описание заложенных в контроллер алгоритмов будет рассмотрено ниже.

Человеко-машинный интерфейс

В качестве системы человеко-машинного интерфейса применена операторская станция (ОС) с установленной операционной системой Microsoft Windows XP и SCADA-системой Siemens Simatic WinCC. Данная станция связана с ПЛК промышленной сетью MPI для получений информации о протекании технологического процесса.

Основными функциями ОС являются:

  • Отображение состояния технологического процесса и оборудования в виде мнемосхем, таблиц, трендов и сообщений на маниторе компьютера.
  • Предоставление оператору возможности для настройки технологических режимов работы установки.
  • Ручное управление некоторыми элементами установки.
  • Показ и архивирование аварийных и служебных сообщений.
  • Хранение исторических данных о процессе с возможностью их просмотра.

В зависимости от природных горно-геологических факторов производство и добыча гипса производится подземным или открытым способом.

Производство гипса, а точнее процесс переработки природных пород до соответствующего техническим параметрам гипсового материала ведется квалифицированным персоналом на специальных предприятиях. Как правило, промышленные объекты возводятся в районе месторождений гипса.

Открытый способ добычи и производства гипса

Открытый способ добычи отличается высокой производительностью труда, что на фоне минимизации потерь гипсового сырья является неоспоримым преимуществом процесса. Технологическая направленность производства основана на добыче, транспортировке и измельчении гипсового камня.

Технологию производства гипса обеспечивают работы в несколько этапов:

  • Дробления гипсовых пород. На сегодняшний день на этой стадии работ применяется взрывной метод.
  • Помол. Достигается путем измельчения гипса до требуемой консистенции, что способствует удобному использованию материала в дальнейшем.
  • Сушка и обжиг. Заключительный этап производства, связанный с термической обработкой материала.

Открытая добыча материала ведется с помощью карьерных комбайнов непрерывного действия, обеспечивающих дробление гипса вращающимся режущим барабаном. Механизм устройства представляет собой сегменты, зафиксированные болтами и держателями со встроенными резцами, которые снабжены прочными вставками из твердого сплава.

Подача добытого гипсового камня в комбайн с последующей транспортировкой материала на первичный конвейер обеспечивают сегменты, расположенные в форме шнека. Регулировку размера загружаемых кусков породы, величина которых не должна превышать 300 мм, осуществляется благодаря конструктивным особенностям барабана карьерных комбайнов.

Работа механизма основана на принципе свободного расположения сегментов, вкупе с различной конфигурацией и размером зубцов. Лидером среди производителей является немецкий машиностроительный концерн Wirtgen.

Размеры гипсового камня после первого этапа дробления составляют 30-50 мм. В дальнейшем материал измельчается до состояния крупы. Стоит отметить, что в последнее время широкое применение получили молотковые дробилки, благодаря которым процесс измельчения гипса осуществляется в одну стадию.

Последующий этап производства гипса — превращение гипсовой щебенки в порошок, происходящий в роликомаятниковых мельницах. Из-за невозможности обработки влажного гипса, на этой стадии происходит сушка материала. Регулируемая скорость газового потока из дымовых котлов позволяет измельчать гипс с высокой точностью. При этом увеличение скорости потока делает материал более грубым и наоборот. Гипс подвергается термической обработке в течение 1-3 часов при температуре 130-160 °С.

Подземный способ добычи и производства гипса

Несмотря на то, что разработка открытым способом ведется на большинстве месторождений гипсовых пород, более половины общего объема полученного материала обеспечивают предприятия, деятельность которых основана на подземном методе добычи.

Технология подземного способа при добыче и производстве гипса основана на извлечении автономными камерами из пласта породы полезного ископаемого с поддержанием кровли. Очистные мероприятия обеспечиваются колонковыми перфораторами, скреперными лебедками, станками глубокого бурения, самосвалами и самоходными вагонетками. Выработанные полости используются для хранения различных материалов.

Как правило, полезный пласт гипсовых месторождений представляет собой неоднородный по качеству и разносортный слой, нередко содержащий различные примеси глинистых, песчаных или карбонатных пород. Поэтому в процессе обработки необходимо обогащать материал. Метод представляет собой вариант селективного измельчения, который основан на разной степени дробления прочных и слабых компонентов.

Наибольшая эффективность процесса селективного измельчения происходит в мельницах ударного действия и дробилках. Преимущество подобного метода — обеспечение максимальной разницы между затратами энергии на дробление слабых минеральных компонентов и прочных измельчаемых материалов. Главным параметром процесса избирательного дробления является скорость рабочего ротора дробилки или мельницы.

Погрузка сырого гипса в котел осуществляется с помощью винтового конвейера. Пары воды выводятся через специальные трубы. В результате измельчения и обсушки гипс поступает в бункер. Конечный и готовый к последующему применению материал представляет собой вяжущее вещество, которое используется в качестве компонента при .

Важным фактором производства гипса является монтаж многоступенчатой системы очистки. Это обязательное требование для любого завода, персонал которого работает в условиях вредной для легких человека пыли, выделяемой в процессе обработки материала.

Ниже на фото представлена подмосковная гипсовая штольня. Объем выработки настолько велик что все тоннели штольни в несколько раз превышают московское метро.

ГИПС

(гипсовое вяжущее) — вяжущий строительный материал, который можно получить из природного двуводного гипса (СаSO 4 ∙ 2H 2 O), называемого гипсовым камнем, природного ангидрида СаSO 4 и некоторых отходов промышленности (фосфогипс, а также сульфат кальция, образующийся при химической очистке дымовых газов от оксидов серы с использованием известняка).

В зависимости от температуры тепловой обработки сырья, гипсовое вяжущее разделяют на две группы:

    • низкоотжиговые (до 250 о С)
    • высокоотжиговые (свыше 450 о С)


СТРОИТЕЛЬНЫЙ ГИПС

Строительный гипс изготавливают путем отжига гипсовой породы в варочных котлах с предварительным размалыванием. При этом он теряет часть химически связанной воды, превращаясь в полуводный сульфат кальция СаSO 4 ∙ 0,5H 2 O [β — модификация (β-полугидрат). Основной проблемой и недостатком строительного гипса (β-полугидрат) является наличие большого количества свободной воды в затвердевшем гипсе.

Дело в том, что для гидратации гипса* нужно около 20% воды от его массы, а для получения пластичного гипсового теста 50-60%. Соответственно после затвердевания такого раствора в нем остается 30-40% свободной воды (от массы гипса). Этот объем воды образует поры, временно занятые водой, а это, в свою очередь, отражается на прочностных характеристиках материала. Для увеличения прочности (в 1,5-2 раза), готовые гипсовые изделия подвергают сушке.

Наша фирма предлагает своим покупателям строительные гипсы производства: « Пешеланского гипсового завода» (Г6 БII), « Самарского гипсового комбината», « Гипсобетон» (г.Видное, Московская обл.), « Усть-Джегутинского гипсового комбината» (марка Г5 БII).

* Гидратация гипса — процесс твердения гипса

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ГИПС

Высокопрочный гипс получают путем термической обработки высокосортного гипсового камня в герметичных аппаратах под давлением пара (автоклав). В этом случае решается проблема снижения водопотребности гипса, и соответственно при твердении образуется менее пористый и более прочный камень. Полученный в данном случае гипс имеет другую кристаллическую модификацию полуводного гипса α-полугидрат) с водопотребностью 35-40%.

В настоящее время в России и СНГ лидером по производству качественного высокопрочного гипса является ЗАО « Самарский гипсовый комбинат» ( « СГК»). Выпускаемые марки: гипс ГВВС-13, гипс ГВВС-16 , Гипс для художественной лепнины ( ГВВС-19).

Кроме этого « СГК» на основе высокопрочных гипсов выпускает специализированные гипсовые смеси СКУЛЬПТОР и КАМНЕДЕЛ. Это композиции, где в качестве вяжущего материала выступает высокопрочный гипс с добавкой белого цемента, а также определенное количество минерального наполнителя и химические добавки для улучшения потребительских свойств этих смесей и технических характеристик готовых изделий.

ООО « ГеоСтиль» является основным дистрибьютором в московском регионе по распространению и продаже гипсовой продукции ЗАО « Самарский гипсовый комбинат».

Кроме этого, как некий альтернативный вариант по высокопрочным гипсам мы предлагаем гипс марки Г-19 производства ООО « ЧеркесскСтройПродукт».

ФОРМОВОЧНЫЙ ГИПС

Формовочный гипс получают путем определенной механической « доработки» строительного гипса, подвергая его дополнительному размалыванию и просеиванию. В качестве формовочного гипса мы предлагаем своим клиентам гипс для заливки форм цена производства ООО « Пешеланский гипсовый завод» (марка Г6 БIII) и ЗАО « Усть-Джегутинский гипсовый комбинат» (марка Г5 БIII).

МЕДИЦИНСКИЙ ГИПС

В названии данного гипса заложена возможность его применения в медицинских целях. Это — стоматология (временные протезы и муляжные слепки) и травматология (фиксирующие гипсовые повязки). Основным требованием к медицинскому гипсу является его чистота (отсутствие примесей), и поэтому для производства такого гипса используется гипсовый камень только 1 сорта (содержание примесей в породе не должно превышать 5%). А так, собственно, в качестве медицинского гипса может выступать как строительный, так и формовочный или высокопрочный гипс. Вопрос только в получении соответствующих разрешительных документов в органах сертификации. В связи с достаточно дорогой стоимостью этих процедур и сравнительно небольшим объемом потребления данного продукта, многие гипсовые заводы получением таких сертификатов не занимаются.

При этом наиболее удобны для применения в медицинских целях нормальнотвердеющие (начало схватывания — от 6 мин) формовочные и высокопрочные гипсы тонких помолов.

Мы предлагаем своим Покупателям один из самых качественных российских медицинских гипсов — медицинский гипс для травматологии и стоматологии производства ЗАО « Самарский гипсовый комбинат».


Марка гипса

Марку гипса определяют испытанием на сжатие и изгиб стандартных образцов-балочек 4х4х16 см спустя 2 часа после их формования. За это время гидратация и кристаллизация гипса заканчивается. По ГОСТу 129-79 установлено 12 марок гипса по прочности от Г2 до Г25 (цифра показывает нижний предел прочности при сжатии данной марки, единица измерения МПа).

Сроки схватывания

Для гипсового вяжущего определяющими являются: начало и конец схватывания. По этим параметрам гипс делят на три группы (А, Б, В).

Тонкость помола

По тонкости помола, определяемой максимальным остатком пробы гипса при просеивании на сите с отверстиями 0,2 мм, гипсовые вяжущие делят на 3 группы:

Цвет

Окраска гипса зависит от наличия в нем примесей в частности оксида железа.

Плотность

Истинная плотность 2650-2750 кг/м 3

Насыпная плотность 800-1100 кг/м 3

Плотность затвердевшего гипсового камня 1200-1500 кг/м 3

Нормальная густота

Нормальная густота выражается в процентах.

Маркировка

Маркировка гипсового вяжущего осуществляется по трем основным показателям — скорости схватывания, тонкости помола и прочности, например:

Гипсовое вяжущее Г7 АII- быстротвердеющее (А), среднего помола (II ), прочность на сжатие не менее 7 МПа.


Для приготовления однородной массы сметанообразной консистенции, в холодную воду постепенно надо добавлять гипс и быстро перемешивать. В зависимости от вида гипса на 1 кг гипсового вяжущего используется следующее количество воды.

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ГИПС

Н/Г %%

и т.д.

Вода, мл

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ГИПС

Н/Г %%

и т.д.

Вода, мл

Допускается увеличение количества воды до 10% от массы вяжущего.

Лучшее качество работы достигается при применении раствора до начала схватывания. Сильно застывшую массу нельзя вновь разводить водой и применять для работ. Удлинение сроков схватывания раствора достигается путем добавки в воду до затворения: раствора клея (столярного, обойного), сульфатноспиртовой барды (ССБ), технических лигносульфонатов (ЛСТ), кератинового замедлителя, борной кислоты, буры и полимерных дисперсий (например ПВА). Для сокращения сроков схватывания раствора может использоваться в небольшом количестве поваренная соль. Количество добавок определяют опытным путем. Все зависит от вида вяжущих, их нормальной густоты и желаемого результата.

Сравнительные характеристики технических параметров гипсов

Марка вяжущего

Производитель

Тонкость помола, % (остаток на сите № 0,2 мм)

Начало схватывания, мин.

Конец схватывания, мин.

Изгиб кгс/см 2

Сжатие, кгс /см 2

Цвет

Строительный гипс

Г5 БII

Видное

серый

Г5 БII

Усть-Джегута

8.22

10.40

белый

Г5 БII

Самара

белый

Г6 БII

Пешелань

белый

Формовочный гипс

Г5 БIII

Усть-Джегута

7.22

8.15

белый

Г6 БIII

Пешелань

белый

Высокопрочный гипс ( скульптурный)

Г16

Самара

0,22

7.30

10.3

белый

Г19

Черкесск

0,1-0,5

79,6

190-220

белый

Гипс для худ.лепнины

Самара

4.30

белый

Гипс медицинский

Г5 БIII ( медицинский)

Самара

14.30

18.30

белый

Гипсовые смеси

СКУЛЬПТОР

Самара

белый

КАМНЕДЕЛ

Самара

белый

Строительным гипсом называется воздушное вяжущее вещество, состоящее преимущественно из полуводного гипса и получаемое путем термической обработки гипсового камня при температуре 150-160° С. При этом CaSOi >2Н2О, содержащийся в гипсовом камне, дегидратируется по реакции: CaSO4 2Н2О -»- CaSOi 0,5Н2О + 1,5Н2О — q.

Производство строительного гипса складывается из дробления, помола и тепловой обработки (дегидратации) гипсового камня

Имеется несколько технологических схем производства строительного гипса; по одним — предварительная сушка и помол сырья в порошок предшествует обжигу, по другим — помол производится после обжига, а по третьим помол и обжиг совмещаются в одном аппарате. Последний способ получил название обжига во взвешенном состоянии.

Тепловую обработку гипсового камня можно осуществлять в варочных котлах, сушильных барабанах, шахтных или других мельницах. Выбор того или иного обжигательного аппарата зависит от масштабов производства, сырья, требуемого качества готовой продукции и ряда других факторов. Наиболее распространена технологическая схема с применением варочных котлов.

Гипсовый камень, поступающий на завод в крупных кусках, сначала дробят в щековых, конусных или молотковых дробилках, затем с одновременным подсушиванием измельчают в мельнице. Процесс сушки и помола целесообразно совмещать в одном аппарате, например в шахтной, аэродробильной или шаровой мельнице. Наибольшее распространение получила шахтная мельница (, состоящая из молотковой мельницы и расположенной над ней шахтой высотой 12-15 м. В нижней части шахты имеются каналы, подающие теплоноситель (горючие газы) с температурой 300-500° С из топок варочных котлов. Молотковая мельница размещена несколько ниже. Гипсовый камень в виде щебня размером 3-4 см подается в мельницу тарельчатым питателем через течку в верхней части камеры, встречает на своем пути быстро вращающиеся била мельницы и измельчается в тонкий порошок. В мельнице из гипса удаляется и некоторая часть кристаллизационной воды.

Варочный котел периодического действия (33) представляет собой обмурованный кирпичом стальной барабан / со сферическим днищем 2, обращенным выпуклой стороной внутрь цилиндра. Для перемешивания гипса в котле имеется мешалка 3, приводимая в движение электродвигателем 4. Раскаленные топочные газы обогревают днище и стенки котла, а также проходят через жаровые трубы 5 внутри котла и в охлажденном состоянии удаляются по дымовой трубе. Продолжительность варки 90-180 мин, причем выдержка 3-4 ч при 140-150° С способствует уменьшению водопотребности гипса -и повышению его прочности. Водопотребность значительно снижается при варке его с добавкой поваренной соли. Полученный полуводный гипс выпускают из котла через люк 6 в бункер выдерживания, где он охлаждается и несколько повышается его качество, а затем гипс поступает на склад готовой продукции. При варке в котле гипс не соприкасается с топочными газами, что. позволяет получать чистую продукцию, не загрязненную золой топлива. В сушильных барабанах вращающихся печей (34) гипс получают обжигом гипсового камня в виде щебня с размером зерен до 20 MAI..

Обжигательной частью сушильного барабана служит наклонный стальной цилиндр диаметром до 2,5 и длиной до 20 м, установленный на роликовые опоры и непрерывно вращающийся. Гипсовый щебень подается в барабан с его приподнятой стороны и при вращении барабана перемещается вниз. Из топки в барабан поступают раскаленные дымовые газы с температурой 600-700° С, которые вентилятором удаляются с противоположной стороны барабана с температурой около 100° С. При движении вдоль барабана газы встречают гипсовый камень и обжигают его. Обожженный гипс измельчают в одно- или двухкамерных шаровых мельницах, получая строительный гипс, который хранят обычно в круглых си-лосах диаметром 6-10 м.

При обжиге гипса во взвешенном состоянии совмещают две операции- измельчение и обжиг. По этой схеме (35) последовательность операций такая. Поступающий со склада гипсовый камень сначала дробят в щековой дробилке, а затем в молотковой до получения зерен размером 10-15 мм. Раздробленный материал элеватором через расходный бункер подается в шаровую мельницу, в которой осуществляется совместный помол и обжиг гипсового щебня. В шаровую мельницу из специальной топки поступают дымовые газы с температурой 600-700° С. Образующиеся в процессе измельчения частицы гипса увлекаются из мельницы потоком горячих дымовых газов, дегидратируются в этом потоке до полуводной модификации и попадают через сепаратор в пылеосадительные устройства. В сепараторе выделяются крупные зерна гипса, которые возвращаются в мельницу на дополнительное измельчение. В пылеосадительных устройствах обезвоженный гипс выделяется из газового потока и направляется в бункер готовой продукции, а очищенные газы выбрасываются в атмосферу. Получение гипса при совмещенном помоле и обжиге отличается главным образом типами мельниц и дробилок, а также тем, что иногда мельницы работают с рециркуляцией газов, прошедших пылеосадительные аппараты.MgO + CO акция разложения MgCO3 обратимая, поэтому при обжиге магнезита необходимо интенсивно удалять из печи СО2 при помощи естественной или искусственной тяги. Оставшееся твердое вещество — окись магния — измельчают в тонкий порошок и упаковывают в металлические барабаны. Обожженный магнезит целесообразно размалывать в шаровой мельнице с сепаратором.

Каустический магнезит твердеет сравнительно быстро: схватывание его должно наступать не ранее 20 мин, а конец — не позднее 6 ч от момента затворения. Марки каустического магнезита по СНиП 1-В.2г62 по показаниям прочности при сжатии образцов-кубов из жесткого трамбованного раствора состава 1: 3 по весу через 28 суток воздушного твердения установлены 400, 500 и 600.

Каустический доломит MgO СаСО3 получают путем обжига при 650-750° С природного доломита MgCO3 СаСО3 с последующим тонким измельчением продукта. При температуре обжига СаСО3 не разлагается и остается в инертном виде как балласт, что делает вяжущую активность каустического доломита ниже, чем каустического магнезита.

Каустический доломит содержит значительное количество углекислого кальция: в нем должно быть не менее 15% окиси магния и не более 2,5% окиси кальция, поэтому качество его ниже, чем каустического магнезита и марки его только 100-300.

\ Магнезиальные вяжущие затворяют не водой, а водными растворами солей сернокислого или хлористого магния. Наиболее распространенным затворителем является раствор хлористого магния MgCb, так как он обеспечивает большую прочность. Магнезиальные вяжущие слабо сопротивляются действию воды, и их можно использовать только при твердении на воздухе с относительной влажностью не более 60%. Каустический магнезит легко поглощает влагу и углекислоту из воздуха, в результате чего образуются гидрат окиси магния и углекислый магний. Поэтому хранить его надо в плотной герметической таре.

На основе магнезиальных вяжущих изготовляют ксилолит (смесь вяжущего с опилками), используемый для устройства полов, фибролит и другие теплоизоляционные материалы. Применяют магнезиальные вяжущие и при производстве изделий для внутренней облицовки помещений, изготовления пенобетона, оснований под чистые полы, скульптурных изделий.

Похожая информация.


Что такое гипс | Как перерабатывается гипс

Определение гипса

Гипс ( CaSO 4 · 2H 2 O) представляет собой природный моноклинный минерал. Его основным химическим компонентом является гидрат сульфата кальция, который широко распространен в отложениях соленых озер. образуются при испарении и широко используются в качестве промышленных материалов и строительных материалов.

История гипса

Гипс представляет собой разновидность монокристаллического минерала, который часто существует в виде осадочной породы

Английское название гипса — «гипс», а немецкое — «гипс».Все это происходит от греческого γύψος (gypsos), а затем латинского слова «gypsus». В то время оно означало не гипс в современном понимании, а что-то вроде лунного камня.

Гипс использовался в качестве строительного материала в эпоху неолита и использовался для внутренней отделки в Анатолии (ныне Турция) в 7000 г. до н.э. Свидетельства использования гипса позже были обнаружены на стоянках Сумира и Вавилона, таких как Иерихон в 6000 г. до н.э. (ныне в Израиле) и Улук в 3000 г. до н.э. (ныне в Ираке). Пирамида Хуфу и Сфинкс, построенные в 2500 г. до н.э., использовали гипсовый раствор в качестве вяжущего материала для скрепления и кладки камней.

Свойства гипса

Гипс

Гипс очень распространенный минерал мягкого сульфата, который можно легко идентифицировать его твердостью, расщеплением и растворимостью в воде:

Свойства Значение
Имя Гипс плавления 1350 ~ тысяча триста семьдесят пять ℃
Формула CaSO4 · 2h3O Растворимость растворим в воде
Молекулярный 172 Расщепление Perfect
Цвет белый, бесцветный, или желтый-красный жесткость 2 MOOHS
Luster стекловидные, шелковистые, жемчужные упорство гибкий
прозрачность Прозрачный, полупрозрачный, непрозрачный Плотность 2.31 ~ 2.33 G / CM3
STREAK Белый Crystal State Тарелка, волокнистые, навалочные или мелкие зернистые
Crystal Monoclinic Приложение Архитектурный, Медицинский

Классификация гипса

Гипс обычно относится к двум видам полезных ископаемых: гипс-сырец и ангидрит.

Сырой гипс представляет собой дигидрат сульфата кальция ((Ca (SO 4 ) 2H 2 O), также известный как дигидрат гипса, гипс или гипс, состав CaO (32.6%), SO3 (46,5%), h3O+ (20,9%), моноклинная система, кристалл пластинчатый, обычно плотный блок или волокно, белый или серый, красный, коричневый, стеклянный или шелковистый блеск, твердость по Моосу 2, плотность 2,3 г/см3.

Ангидрит — безводный сульфат кальция (Ca (SO 4 )), теоретический компонент CaO (41,2%), SSO3 (58,8%), орторомбическая система, кристалл пластинчатый, обычно плотный глыбовый или зернистый, белый, серовато-белый , стеклянный блеск, твердость по Морзе 3 – 3,5, плотность 2,8~3,0 г/см3.

Необработанный гипс и ангидрит часто получают вместе, а ангидрит можно получить путем обжига гипса при температуре 400–500 °C.

Гипс в сравнении с ангидритом

Как образуется гипс

Гипс является широко распространенным минералом, который в основном образуется в результате осадконакопления и выветривания, а некоторые из них встречаются в гидротермальных сульфидных месторождениях. Гипс обычно можно найти в виде кристаллов или пластов отложений.

Гипс, образующийся в морских и озерных бассейнах, образуется в результате испарения рассола или гидратации ангидрита; симбиоз с ангидритом, гипсом и др. Он слоистый или линзовидный в прослоях известняков, красных сланцев, мергелей и супесчаных глин.Гипс в зоне окисления сульфидных месторождений в основном обусловлен сульфидами.

Продажа гипса

Крупнейшим производителем гипса в мире являются США. В Соединенных Штатах месторождения гипса распределены в 22 штатах, в общей сложности 69 рудников, с наибольшей площадью добычи в Форт-Додж, штат Айова, за которой следует Канада. Франция занимает лидирующие позиции по производству гипса в Европе, за ней следуют Германия, Великобритания и Испания.

Использование гипса

Гипс является широко используемым промышленным и строительным материалом.Гипс (CaSO 4 ·2H 2 O) можно прокалить и измельчить с получением полугидрата гипса β-типа (2CaSO 4 ·H 2 O), то есть строительного гипса, также известного как вареный гипс или штукатурка. Модельный гипс можно получить при температуре обжига 190 °С, а его крупность и белизна выше, чем у строительного гипса. Если гипс-сырец прокалить при 400 °С или выше 800 °С, можно получить напольный гипс, его схватывание и твердение протекают медленно, но прочность, износостойкость и водостойкость затвердевшего гипса лучше, чем у обычного строительного гипса.

Строительный гипс

  1. Строительный гипс : В основном используется в строительной золе, покраске, кладочном растворе и всех видах гипсовых изделий.
  2. Модельный гипс : меньше примесей, белый цвет, в основном используется для культивирования керамики, небольшое количество для декоративного рельефа.
  3. Напольный гипс : В основном используется для изготовления зольных форм, декоративных изделий и гипсокартона.
  4. Гипс для побелки : Изготовлен из вяжущего материала с соответствующим количеством замедлителя схватывания, водоудерживающего агента и других химических добавок.

Кроме того, гипс также может быть использован в производстве цемента, серной кислоты, почвоулучшителей, пищевых коагулянтов, разбавителей пестицидов, а также в медицине и косметологии.

Как перерабатывается гипс

Сырьем для гипсового порошка является природная гипсовая руда, а процесс производства гипсового порошка в основном делится на 5 этапов: дробление, просеивание, измельчение, прокаливание, хранение и транспортировка.

  1. Дробление : Сырье из добытой гипсовой руды поступает в дробилку через вибрационный питатель, и дробилка дробит крупногабаритную гипсовую руду на мелкие частицы размером менее 30 мм, а затем ожидает дальнейшей просеивающей обработки.
  2. Просеивание : Используйте вибросито для отделения неполных крупных частиц и примесей, которые смешались с измельченным гипсом. Гипс подходящего доступного размера можно отделить, контролируя диаметр отверстия сита, который можно использовать в качестве добавки к цементу для продажи. Или сразу перейти к следующему этапу.
  3. Измельчение : Просеянный гипс равномерно и непрерывно подается в мельницу для измельчения вибрационными питателями. Измельченный гипсовый порошок выдувается потоком воздуха, нагнетаемым воздуходувкой мельницы, и сортируется сепаратором на мельнице.Порошок квалифицированной крупности собирается гидроциклоном и выгружается через выходную трубку для порошка, известную как земляной гипс. Наземный гипс подается винтовым конвейером. В качестве кондиционера почвы или транспортируется на прокаливание.
  4. Прокаливание : Прокаливание в основном использует прямой контакт между высокотемпературными горячими дымовыми газами кипящей печи и гипсовым сырьем для завершения прокаливания и обезвоживания гипсового порошка. Структура и характеристики обезвоженного гипса также различны при разных режимах нагрева.
  5. Хранение Транспортировка : Прокаленный квалифицированный гипсовый порошок отправляется на склад клинкера для хранения или в цех по производству гипсокартона, цемента и других гипсовых изделий.

Процесс производства гипса FGD – Gypsum Association

Минералогически идентичный природному гипсу, гипсу FGD или синтетическому гипсу, производится из газа, уловленного в системах контроля выбросов на угольных электростанциях.

Выбросы, которые ухудшают качество воздуха, газообразный диоксид серы (SO 2 ), являются основным вкладом угля в гипс ДДГ.Коммунальные предприятия, которые производят панельный синтетический гипс, выгодно повторно используют шлам ДДГ, а не закапывают материал.

Многоступенчатый производственный процесс необходим для преобразования SO 2 в дымовых газах в ДДГ гипс для плит, который будет точно соответствовать спецификациям производителей гипсовых плит. По мере образования дымового газа он проходит через электрофильтр, который отделяет от газа мелкие частицы, в том числе летучую золу.

Затем вентилятор направляет дымовые газы в емкость окисления абсорбера.Внутри газ подвергается воздействию раствора на водной основе, содержащего мелкоизмельченную известь или частицы известняка. При очистке дымовых газов от диоксида серы в результате реакции с известью или известняком образуется шлам сульфита кальция (CaSO 3 ), также называемый шламом ДДГ. Очищенный дымовой газ выбрасывается в воздух, а шлам подвергается дальнейшей переработке для использования в гипсовых панелях.

Для получения гипса методом ДДГ шлам окисляют, пропуская через него чистый сжатый воздух.В емкости для окисления шлам сульфита кальция преобразуется в сульфат кальция (CaSO 4 ), который почти сразу соединяется с частью воды в шламе с образованием дигидрата сульфата кальция (CaSO 4 · 2H 2 O). Полученную суспензию часто называют «непромытым» ДДГ-гипсом.

Непромытый гипс дополнительно очищается путем концентрирования кристаллов гипса и их отделения от остаточного известняка в гидроклонах для оптимизации чистоты. Сухой сток гидроклона, содержащий поток концентрированного гипса, направляется на ленточный фильтр для обезвоживания и промывки.

Наконец, гипс «промывается» с помощью системы вакуумной фильтрации для удаления хлоридов и солей, а также дополнительной поверхностной влаги. Удаление этих примесей позволяет получить высококачественный гипс, пригодный для использования в производстве гипсовых панелей. Этот последний этап имеет решающее значение для производства панельного гипса ДДГ. Высушенный высококачественный ДДГ-гипс для панелей или «промытый гипс» транспортируется на производственное предприятие и становится основным ингредиентом гипсовых панелей.

Гипс, Сельскохозяйственный гипс | Чем мы занимаемся


«We Energies работает с GYPSOIL в качестве нашего эксклюзивного поставщика сельскохозяйственного гипса с 2009 года.Сельскохозяйственный спрос на наш гипс резко вырос и превзошел наши ожидания. Мы связываем это не только с тем, как продукт работает для фермеров в поле, но и с брендом GYPSOIL и отличным обслуживанием клиентов, которое они предоставляют фермерам и We Energies». —  Брюс Рамме, вице-президент We Energies по охране окружающей среды

Разработка надежных высококачественных источников гипса

GYPSOIL работает со многими ведущими коммунальными предприятиями, работающими на угле, а также с другими перерабатывающими заводами, которые производят попутный гипс, чтобы обеспечить безопасные и надежные поставки для фермеров в регионах Среднего Запада, Юго-Востока и Среднего Юга.

Гипс для десульфурации дымовых газов (гипс ДДГ) производится, когда угольные электростанции очищают выбросы серы с помощью технологии очистки. Угольные коммунальные предприятия ежегодно производят около 18 миллионов тонн гипса для десульфурации дымовых газов, и ожидается, что производство удвоится за десятилетие. Другие заводы по переработке, в том числе некоторые заводы по ферментации кукурузы пищевого качества, также производят гипс. Узнайте больше о процессе очистки от поставщика GYPSOIL, компании We Energies, из видео.

В дополнение к побочному гипсу, GYPSOIL также распространяет переработанный гипс для гипсокартона, полученный, когда новый лом стеновых панелей выбрасывается как отходы во время строительства домов, офисов и других сооружений и измельчается до мелкозернистого порошка (<0,5 дюйма).

Как только GYPSOIL установит нового партнера-источника, мы поможем обеспечить соблюдение нормативных требований, координируем испытания материалов для разработки спецификаций продукта, разрабатываем варианты транспортировки и гарантируем, что производители получают агрономическую информацию, необходимую для включения гипса в их индивидуальную программу управления.

Помощь в соблюдении нормативных требований

Правила внесения на землю гипса для десульфурации дымовых газов различаются в зависимости от штата. GYPSOIL работает с каждым партнером-источником и государственными органами, чтобы обеспечить принятие необходимых мер для получения необходимых разрешений и соблюдения нормативных требований.

Производители должны ознакомиться с правилами своего штата и работать только с поставщиками гипса с хорошей репутацией, которые соблюдают надлежащие разрешительные процедуры.

Создание эффективных логистических и распределительных сетей

GYPSOIL – лидер рынка, предлагающий высококачественный гипс по разумной цене, используемый для сельскохозяйственного производства. Мы создаем обширную сеть дистрибьюторов и дилеров на Среднем Западе, Юго-Востоке и Среднем Юге и будем расширяться на новые территории по мере установления партнеров-источников.

GYPSOIL сотрудничает с известными местными дилерами для доставки гипса непосредственно на фермы, а также у нас есть партнеры по железной дороге и на баржах, что позволяет доставлять гипс в места, близкие к нашим конечным потребителям.

Оказание технической помощи для достижения отличных результатов

Использование гипса является новым для многих растениеводов, консультантов по растениеводству и розничных продавцов сельскохозяйственной продукции. GYPSOIL стремится предоставлять нашим клиентам и партнерам по сбыту техническую информацию, необходимую для принятия обоснованных решений по использованию и применению, быть в курсе последних исследований, полевых результатов и методов применения. Спросите у нашего агронома.

Мировой рынок синтетического гипса, 2021–2027 гг. — Синтетический гипс в качестве наполнителя в процессе производства цемента способствует росту рынка — ResearchAndMarkets.ком

ДУБЛИН — (BUSINESS WIRE) — Отчет «Прогноз рынка синтетического гипса до 2027 года — влияние COVID-19 и глобальный анализ по типу и применению» был добавлен к предложению ResearchAndMarkets.com .

Рост строительной отрасли во всем мире увеличил спрос на декоративные конструкции и гипсокартон, что привело к росту спроса на синтетический гипс. Кроме того, использование синтетического гипса в качестве наполнителя в процессе производства цемента способствует росту рынка синтетического гипса.

В зависимости от области применения рынок синтетического гипса делится на гипсокартон, цемент, почвоулучшитель, стоматологию, водоочистку и другие. Гипсокартон – один из самых распространенных видов финишной обшивки стен. Гипсокартон в основном состоит из гипсовой штукатурки, которая застревает между двумя толстыми слоями бумаги и обеспечивает гладкую поверхность стены.

Синтетический гипс используется компаниями-производителями для экономии средств. Они также используют синтетический гипс из-за экологических преимуществ побочного продукта.Различные типы синтетического гипса, которые подходят для производства гипсокартона, включают гипс для десульфурации дымовых газов, цитрогипс, флюрогипс и титаногипс.

В 2019 году наибольшая доля рынка принадлежала Северной Америке. Региональные экономики Северной Америки, такие как США и Канада, испытали значительный рост в развитии инфраструктуры, что привело к росту спроса на синтетический гипс в регионе. Кроме того, высокий доход на душу населения в регионе стимулирует повсеместное строительство и модернизацию инфраструктуры в Северной Америке.

Рост строительной и лакокрасочной промышленности в регионе в основном наблюдается в жилом и коммерческом секторах. Синтетический гипс в строительной отрасли используется в основном для производства гипсокартона, цемента и гипса. Гипс используется для изготовления конструкций, скульптур и декоративных панелей в строительстве. Таким образом, по этим причинам наблюдается рост рынка синтетического гипса в Северной Америке.

Закрытие различных заводов и фабрик в Китае ограничивает глобальные цепочки поставок и нарушает производственную деятельность, графики поставок и продажу различных химикатов и материалов.Различные компании уже объявили о возможных задержках поставок продукции и падении продаж своей продукции в будущем. Кроме того, глобальные запреты на поездки, введенные странами Европы, Азии и Северной Америки, препятствуют деловому сотрудничеству и возможностям партнерства. Все эти факторы препятствуют развитию химической промышленности и промышленности материалов и, таким образом, действуют как сдерживающие факторы для роста различных рынков, связанных с этой отраслью.

Drax Group PLC, American Gypsum, USG Corporation, Larargeholcim, Travancore Titanium Products Limited, Knauf Gips KG, Transparent Tehcnologies Limited, BauMineral GMBH, Steag GMBH и Boral входят в число основных игроков, работающих на мировом рынке синтетического гипса.

Ключевые темы:

1. Введение

2. Ключевые выводы

3. Методология исследования

3.1 Объем исследования

3.2 Методология исследования

4. Рынок синтетического гипса

4.1 Обзор рынка

4.2 PEST-анализ

4.3 Экспертное заключение

5. Рынок синтетического гипса – динамика ключевых рынков

5.1 Драйверы рынка

5.1.1 Растущий спрос со стороны строительной отрасли

5.1.2 Использование синтетического гипса в сельском хозяйстве

5.2 Ограничение

5.2.1 Промышленный переход на природный газ от угольной промышленности

5.3 Возможность

5.3.1 Растущий спрос в Азиатско-Тихоокеанском регионе

5.4 Будущая тенденция

5.4.1 Инновации в экологически чистых технологиях

5.5 Анализ воздействия движущих сил и ограничений

6.Синтетический гипс — Анализ мирового рынка

6.1 Обзор рынка Синтетический гипс

6.2 Рынок синтетического гипса — выручка и прогноз до 2027 года (млн долларов США)

6.3 Позиционирование на рынке — ключевые игроки рынка

7. Анализ мирового рынка синтетического гипса — по типу

7.1 Обзор

7.2 Структура мирового рынка Синтетический гипс по типам, 2019 и 2027 гг.

7.3 ДДГ Гипс

7.4 Фторгипс

7.5 Фосфогипс

7.6 Цитрогипс

8. Анализ мирового рынка синтетического гипса – по приложениям

8.1 Обзор

8.2 Структура рынка Синтетический гипс по приложениям, 2019 и 2027 гг.

8.3 Гипсокартон

8.4 Поправка к почве

8.5 Цемент

8.6 Стоматология

8.7 Очистка воды

9. Рынок синтетического гипса – географический анализ

9.1 Обзор

10.Обзор – Влияние COVID-19

11. Профили компаний

  • Дракс Групп ПЛС
  • Американский гипс
  • Корпорация США
  • Лараргехолсим
  • Траванкор Титаниум Продактс Лимитед
  • Кнауф Гипс КГ
  • Прозрачные Технологии Лимитед
  • БауМинерал ГМБХ
  • Стейг ГМБХ
  • Борал

Для получения дополнительной информации об этом отчете посетите https://www.researchandmarkets.com/r/xohlkm

Saint-Gobain устанавливает технологию переработки на своем гипсовом заводе в Силвер-Гроув, Кентукки, сокращая объем отходов на свалках на 15 000 тонн в год в Сильвер-Гроув, штат Кентукки, что позволит заводу перерабатывать и повторно использовать 15 000 тонн бумаги в год, которая в противном случае отправлялась бы на свалку.Амбициозный проект появился всего через несколько месяцев после того, как компания объявила о своей новой глобальной стратегии роста и воздействия, которая включает в себя сокращение отходов и повышение кругооборота сырья на своих производственных площадках.

Предприятие CertainTeed в Силвер-Гроув является крупнейшим заводом по производству гипсокартона в Северной Америке и одним из крупнейших в мире. Завод, расположенный на 200 акрах земли, был запущен в 2000 году, и сегодня на нем работает 270 сотрудников.

Гипсокартонный лист изготавливается из гипсовой массы, которая заливается и высыхает между двумя листами бумаги.Некоторый лом, состоящий из гипса и бумаги, обычно образуется каждый раз при запуске или остановке производственной линии или при замене производственного оборудования для производства стеновых плит разных размеров. CertainTeed может улавливать и перерабатывать большую часть гипса из этого металлолома на всех своих гипсовых заводах, включая Silver Grove. Но макулатура, созданная в этом процессе, не могла быть переработана традиционными способами, потому что бумага была покрыта гипсом.

Новая технология переработки в Silver Grove заключается в измельчении отходов гипса и макулатуры до более мелких частиц, что позволяет заводу улавливать и перерабатывать как частицы гипса, так и частицы бумаги, которые сортируются, а затем повторно вводятся в производственный процесс на завод.

«Этот проект позволяет нам сократить количество отходов и снизить производственные затраты в Силвер-Гроув, а также дает нам возможность повысить эффективность использования природных ресурсов», — сказал Джей Бахманн, вице-президент и генеральный директор CertainTeed Gypsum. «Мы будем продолжать искать способы минимизировать наше воздействие на окружающую среду, одновременно увеличивая положительное влияние нашей компании на наших клиентов и сообщества, в которых мы ведем бизнес».

Более 15 специалистов CertainTeed из отдела проектирования, эксплуатации и устойчивого развития компании работали в течение полутора лет, чтобы воплотить этот проект в жизнь, и CertainTeed инвестировала 850 000 долларов США в новое оборудование для переработки.В настоящее время компания изучает возможности внедрения аналогичной технологии переработки на некоторых других своих заводах по производству гипсокартона в Северной Америке.

Проект по переработке отходов в Силвер-Гроув следует за несколькими крупными инвестициями в экологическую устойчивость, сделанными в этом году компанией CertainTeed:

  • В январе было опубликовано 12-летнее соглашение компании о покупке 120 мегаватт возобновляемой энергии от ветряной электростанции в округе Маклин, штат Иллинойс.
  • В августе компания запустила программу «Устойчивое будущее, развитие сообществ», которая обеспечит более экологичное строительство в районах по всей Северной Америке.
  • В сентябре компания объявила о своем намерении построить новый логистический комплекс по добыче гипса, который будет интегрирован в восстановительные работы на пустующем участке Superfund вдоль реки Сент-Джонс.
  • В октябре компания установила технологию переработки на своем заводе по производству изоляционных материалов в Канзас-Сити, штат Канзас, что позволит сократить потребление воды на 227 миллионов галлонов в год.
  • В ноябре компания объявила о своем намерении установить солнечные батареи на своих производственных площадках в Берлине и Уэйне, штат Нью-Джерси, чтобы поддержать амбициозные усилия по обеспечению устойчивости электрической сети штата.

Чтобы узнать больше о Saint-Gobain, посетите сайт www.saint-gobain.com и следите за нами в Twitter @saintgobain.

О компании CertainTeed

Благодаря ответственной разработке инновационных и экологичных строительных материалов компания CertainTeed со штаб-квартирой в Малверне, штат Пенсильвания, уже более 115 лет помогает формировать отрасль строительных материалов. Основанная в 1904 году как General Roofing Manufacturing Company, лозунг фирмы «Качество гарантировано, удовлетворение гарантировано» вдохновил название CertainTeed.Сегодня CertainTeed является ведущим североамериканским брендом наружных и внутренних строительных материалов, включая кровельные материалы, сайдинг, солнечные батареи, заборы, перила, отделку, изоляцию, гипсокартон и потолки. www.certainteed.com.

О компании Saint-Gobain

Saint-Gobain разрабатывает, производит и распространяет материалы и решения для строительства, мобильности, здравоохранения и других отраслей промышленности. Разработанные в результате непрерывного инновационного процесса, они можно найти повсюду в наших жилых помещениях и повседневной жизни, обеспечивая благополучие, производительность и безопасность, одновременно решая задачи устойчивого строительства, эффективности использования ресурсов и борьбы с изменением климата.

Эта стратегия ответственного роста основана на цели Saint-Gobain «СДЕЛАТЬ МИР ЛУЧШИМ ДОМОМ», которая отвечает общему стремлению всех женщин и мужчин в Группе ежедневно действовать, чтобы сделать мир красивее. и устойчивое место для жизни.

Объем продаж 38,1 млрд евро в 2020 году
Более 167 000 сотрудников в 70 странах
Приверженность достижению углеродной нейтральности к 2050 году

Контакты для СМИ

Сен-Гобен в Северной Америке:

Дэвид Розен
Saint-Gobain Corporate Communications
[email protected]ком

Натуральный гипс – обзор

6.5 Возможное использование фосфогипса в строительных материалах

Традиционно строительные материалы известны как продукты, побочные продукты и сырье, используемые для строительства и работ по гражданской инфраструктуре. Его характеристики и свойства являются решающими в определении физических качеств конструкции. Одни строительные материалы оказывают сильное негативное воздействие на окружающую среду, другие имеют малое воздействие, но широко используются в строительстве, а третьи могут представлять опасность для здоровья человека, то есть все эти материалы произведены из существующих природных ресурсов и имеют внутренне присущий отличительный характер. способные нанести ущерб окружающей среде из-за постоянной эксплуатации.

Отходы промышленных побочных продуктов все больше присутствуют на рынке, поскольку их использование позволяет избежать экологических проблем, связанных с добычей полезных ископаемых, и сохраняет природные ресурсы, сырье и энергию, добыча которых для производства строительных материалов была высокой.

Существуют различные исследования по применению ПГ, и большинство исследований сосредоточено на оценке механических свойств строительных материалов, изготовленных с использованием ПГ, методов очистки побочного продукта, его использования в качестве регулятора схватывания и сжатия, вызванного высыхание, вызванное строительными материалами, изготовленными из полипропилена.

Технология использования ПГ разрабатывалась в основном в странах с ограниченными ресурсами ПГ. Япония и Австрия повторно используют почти 100% PG. Некоторые из различных вариантов использования PG в строительных материалах показаны на рис. 6.3 (Rashad, 2017).

Рис. 6.3. Относительный эффект использования PG в цементных материалах с различными свойствами.

Раствор

Самонивелирующийся раствор (SLM) — это специальный раствор, способный заполнять опалубку и уплотняться под собственным весом без использования какой-либо вибрации или уплотнения.

Этот тип строительного раствора обладает хорошими свойствами в свежем и затвердевшем состоянии (связность, высокая текучесть и хорошая однородность, быстрое затвердевание, высокая стойкость в раннем возрасте и хорошая долговечность) и широко универсален (Safi et al., 2013; Ониши и Бир, 2010).

Альтернативой для снижения стоимости и увеличения экологических преимуществ SLM является добавление отходов, таких как PG, в качестве заменителя его производства.

Ян и др. (2016) изучали использование PG в качестве сырья для производства SLM и начали с некоторых предпосылок:

(1)

Добавление PG в SLM вместо натуральных материалов может снизить общую стоимость.

(2)

CaSO 4 2H 2 O PG реагирует с минералами, содержащими алюминий в цементах, способными генерировать эттрингит и оказывать негативное влияние из-за возможного расширения.

(3)

Возможное расширение за счет CaSO 4 ·2H 2 O может иметь эффект компенсации усадки в SLM (Georgin et al., 2008; Tayibi et al., 2009).

(4)

Наконец, остаточные кислоты в PG могут замедлить время схватывания раствора и обеспечить удобоукладываемость.

Бетон

В настоящее время использование PG в бетоне широко изучается. Использование различных методов, обработок и рабочих формул привело к разработке нескольких типов бетона.

Исследования PG проводились на сухом бетоне, уплотненном катками (RCC). Нанни и Чанг (1989) использовали ПКЦ для строительства парковок, продемонстрировав, что ПКЦ с ПГ подходит для строительства парковок без ущерба для сопротивления, уплотняемости смеси и способствуя получению суперфиниша из-за размера частиц.Кроме того, при демонстрации этого проекта были получены два дополнительных преимущества к ранее описанным. Первым преимуществом было то, что было установлено время задержки для лучшего соединения строительных швов, а вторым преимуществом была компенсация усадки при высыхании для устранения появления трещин.

Другие исследователи использовали PG для производства обычного бетона. Шринивасулу и Рагхава (2017) продемонстрировали более высокую прочность бетона на сжатие с 2.5%, 5% и 7,5% PG в качестве замены цемента, тогда как при замене более 7,5% они уменьшали его. Buhari и Raju (2016) заменили цемент на PG и увеличили прочность на изгиб в возрасте 7 дней с помощью 5% PG. Bhadauria и Thakare (2006) также продемонстрировали наилучшую устойчивость с процентным содержанием, не превышающим 5% PG.

Керамические блоки

Другим возможным применением ПГ в качестве строительного материала являются керамические блоки, изготовленные из глины, цемента и ПГ (рис.6.4). Годиньо-Кастро и др. (2012) сообщили о возможности замены цемента 10% PG для получения хорошей прочности на сжатие и растяжение; однако замены более 10% уменьшали обе силы.

Рис. 6.4. Керамические блоки.

Kumar (2000) использовал PG, смешанный с летучей золой и известью, в производстве обычных обожженных глиняных кирпичей. Kumar (2000) исследовал различные физические, химические параметры и параметры окружающей среды и пришел к выводу, что кирпичи, изготовленные из PG, были легче, имели лучшие характеристики в агрессивных средах и были пригодны для использования в качестве строительного материала.

Использование ПГ в этом типе строительных материалов ограничено, в основном из-за низкого качества необработанного ПГ (Reijnders, 2007). Широко используемой предварительной обработкой является кальцинирование PG, но его использование не превышает 30% в строительных материалах и менее 5% в качестве активирующей добавки (Min et al., 2008; Kumar, 2002).

В целом, во всех исследованиях сообщается о возможности использования PG в кирпичах, которые соответствуют стандартам прочности и долговечности и могут использоваться вместо обычных кирпичей.

Стены и перегородки

Пустотелые блоки из полипропилена являются хорошей альтернативой пустотелым кирпичам из обычной обожженной глины или пустотелым бетонным блокам. Требования для применения PG в этом типе продукции:

(1)

Для получения легкого материала

(2)

Для достижения хороших характеристик тепло- и звукоизоляции

(3)

Для изготовления материала с приемлемыми свойствами долговечности.

На рис. 6.5 показаны пустотелые блоки, изготовленные из полипропилена. Эти блоки отвечают требованиям теплоизоляции, прочности и долговечности, то есть идеально подходят для строительства зданий в целом.

Рис. 6.5. Полые блоки.

Kumar (2003) сообщил, что пустотелые блоки можно использовать вместо глиняных кирпичей, обычных яиц или пустотелых бетонных блоков. В том же исследовании Kumar (2003) заявил, что PG обеспечивает соединение между частицами сильнее, чем известь, в дополнение к снижению веса и стоимости.

Цемент и вяжущее

Использование PG в производстве цемента обусловлено его химическим сходством с NG, сырьем, используемым в производстве цемента в качестве регулятора схватывания (Altun and Sert, 2004; Canut et al., 2008) или для снижения температуры клинкеризации при производстве портландцемента (Kacimi et al., 2006).

Присутствие примесей привело к множеству ограничений на возможные применения PG. Исследования показали, что фосфаты и фториды задерживают сроки схватывания и снижают развитие начальной прочности цемента.

Использование PG в качестве замедлителя схватывания цемента широко изучалось. Мураками (1968) сообщил, что примеси, которые содержит PG при использовании в качестве замедлителя схватывания клинкера, имеют тенденцию задерживать время схватывания цемента, не влияя на сопротивление в возрасте, равном или превышающем 3 дня. Задержка схватывания в основном связана с задержкой гидратации трехкальциевого силиката, основного компонента обычных цементов. Другие исследования подтвердили, что различные химические процессы, используемые при производстве PG, приводят к образованию очень различных примесей.Как правило, большое количество примесей или фтора отрицательно влияет на гидратацию портландцемента (Табих и Миллер, 1971). Erdem и Ölmez (1993) в своем исследовании пришли к выводу, что PG можно использовать в качестве замедлителя схватывания непосредственно в цементе, хотя было бы удобно очищать его перед использованием в обычных цементах.

Различные факторы и многочисленные исследования были проведены для включения PG в портландцементы. Из-за различных альтернатив он будет разработан более подробно в следующем разделе.

Таким образом, PG имеет ограниченное применение в качестве строительного материала из-за примесей, таких как P 2 O 5 , органических веществ, фторидов и щелочей. Обработка для удаления этих примесей очень дорогая, и поэтому использование PG в строительной отрасли не получило широкого распространения.

Использование PG в строительных материалах имеет несколько преимуществ. Включение PG повышает химическую стойкость, лучшую стойкость к циклам замораживания/оттаивания, снижает плотность и повышает огнестойкость.Однако включение PG приводит к снижению обрабатываемости, снижению сопротивления истиранию, а также увеличению вариации размеров и теплопроводности.

Кроме того, увеличение времени схватывания может быть как преимуществом, так и недостатком в зависимости от области применения PG. В целом использование ПС в строительных материалах имеет положительный эффект с физико-механической и экологической точек зрения.

6.5.1 Свойства фосфогипса для применения в цементах

Использование ПГ в производстве цемента зависит от природы фосфатной руды, типа используемого процесса, эффективности работы завода, метода утилизации и местоположения и глубина свалки или отвала, куда она сбрасывается (Арман и Силс, 1990).PG представляет собой порошкообразный материал, который мало пластичен или совсем не пластичен и в основном состоит из CaSO 4 ·2H 2 O (> 90% гипса) и фторсиликата натрия (Na 2 SiF 6 ) (Kacimi et al. , 2006). Кроме того, этот побочный продукт характеризуется высоким содержанием серы и кальция.

Изучение полиглицерина как материала в производстве цемента сосредоточено на проверке, согласно обширному библиографическому обзору, прочности на сжатие, приобретаемой конечным материалом, времени схватывания, методов очистки, водопоглощения и проницаемости, удобоукладываемости и агрегата. в основном вес материала (Рашад, 2017).

Фосфогипс как сырье для производства клинкера

Для снижения температуры портландклинкера использовались различные минерализаторы. Основным эффектом, который изучается при применении минерализаторов, является снижение температуры обжига клинкера. Среди минерализаторов фториды в основном действуют за счет снижения температуры клинкеризации и, следовательно, снижения энергопотребления (Баданойу и др., 2009, 2011). Другие элементы, такие как сульфаты, хлориды, фосфаты и карбонаты, также могут выступать в качестве минерализаторов при производстве клинкера за счет снижения необходимой температуры (Surana and Joshi, 1990).

Минерализующий эффект этих чистых элементов был продемонстрирован разными авторами, которые сосредоточились на изучении побочных продуктов, состоящих в определенной пропорции из этих элементов. Среди различных изученных побочных продуктов большой интерес представляет использование PG (Kacimi et al., 2006).

Добавление PG в сырьевую смесь в первую очередь влияет на содержание свободной извести (CaO) и снижение температуры горения. Это восстановление в основном связано с непосредственным соединением CaO с оксидами кремнезема, алюминия, магния, фторидами и фторосиликатами, содержащимися в PG, которые смешиваются с образованием метастабильных минералов.

PG позволяет производить полное спекание при низкой температуре (1200°C). Использование ПГ увеличивает содержание алита и белита, образуя клинкер ПГ с мелкими кристаллами С 3 S и С 2 S.Эти приобретенные свойства являются основой для улучшения физико-механических свойств получаемого цемента.

В предыдущих исследованиях было замечено, что PG разрушается легче, чем NG. Этот аспект связан с температурой обжига и пропорциями смесей. Примеси в PG задерживают время схватывания цементов на основе сульфоалюмината кальция по сравнению с NG (Shen et al., 2014).

Согласно исследованиям Jianxi et al. (2011), PG состоит в основном из CaSO 4 ·2H 2 O.В восстановительной атмосфере будет происходить реакция, подобная следующей: реакции, использование PG приводит к получению двух источников использования, производства SO 2 , для использования в производстве серной кислоты и полученного твердого продукта для их использования в производстве цемента.

В этом исследовании ПС подвергали процессу сушки и обезвоживания, затем смешивали с углем, песком, глиной, CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , и т.д.

Полученные твердые вещества с высоким содержанием СаО использовались в производстве цемента.

В таблице 6.7 показано снижение температуры клинкеризации при использовании различных процентов PG и увеличение прочности на сжатие через 28 дней при использовании этого побочного продукта.

Таблица 6.7. Влияние использования ПГ на температуру клинкеризации и прочность на сжатие.

2
Дополнение
Дополнительно Температура клинкеризации (° C) Прочность на компрессию (MPA) Автор
Обычный клинкер 1400-1500 40-45
10% PG 1200–1250 45–70 Kacimi et al.(2006), Шен и др. (2014)
20% PG 1100–1150 55–60 Shen et al. (2014)
30% PG 1100–1150 50–55 Shen et al. (2014)

Различные авторы продемонстрировали возможность повторного использования ПГ в качестве сырья при производстве цемента. В основном из-за состава ПГ его использование приводит к снижению температуры клинкерования, что приводит к сокращению выбросов CO 2 и сокращению потребления природных ресурсов, заменяя ПГ на ПГ.

Фосфогипс как минеральная добавка при производстве цемента выбросы. В исследовании Mun et al. (2007), ПГ использовался вместе с отработанной известью и гранулированным доменным шлаком в качестве сульфатно-щелочного активатора для производства неспекаемого цемента. В этом исследовании была проведена предварительная обработка ПГ для получения дигидрата гипса (ПГ, промытый 0.5% известкового молока и высушенный при 80°С) и ангидрит (ПГ промыт 0,5% известковым молоком и прокален при 450°С). Смешивание проводили с добавками ПГ от 8% до 19,5%. Использование дигидрата ПГ привело к увеличению прочности на сжатие изготовленного цементного теста до добавки 12%; после этого процента добавления механические свойства начали снижаться.

Процент добавления полипропилена оказался очень важным фактором в достижении прочности на сжатие. Смеси с пониженным содержанием PG (8%) не обеспечивали достаточного количества SO 2 , необходимого для затвердевания и образования эттрингита (Mun, 2004).Увеличение процента добавки PG до 12% привело к увеличению прочности на сжатие до значений, превышающих значения, полученные при использовании обычного портландцемента (OPC). За пределами этого оптимального соотношения избыток PG вызывал расширение размеров из-за превращения ангидрита в обезвоженный гипс, снижая прочность смеси на сжатие (Mun et al., 2003).

Согласно исследованиям Singh (2002), удаление примесей PG, таких как P 2 O 5 , F, органических веществ и щелочей путем обработки водным раствором лимонной кислоты необходимо для получения цемента с еще более высокой прочностью на сжатие. .Использование необработанного ПГ из-за количества примесей увеличивает время схватывания и снижает прочность.

Действие PG в качестве минеральной добавки было протестировано Rosales et al. (2020). Было проведено исследование его использования в качестве регулятора схватывания, но было обнаружено, что использование более высокого процента PG (5%) приводит к увеличению прочности на сжатие и изгиб. Благодаря составу PG этот побочный продукт действовал как регулятор схватывания, так и как минеральная добавка, придающая смеси вяжущие свойства.

Использование PG привело к лучшим механическим свойствам, чем цемент, изготовленный из NG. Как и в предыдущих исследованиях (Islam et al., 2017), отмечалась важность применения обработки к PG для увеличения значений прочности на изгиб и сжатие.

Возможность использования ПГ возрастает при производстве суперсульфатированного цемента (ССК), поскольку при производстве традиционного цемента доли использования ПГ обычно не превышают 5% (Shen et al., 2012), а при производстве ССК использование ПГ достигает 10-20% (Mun et al., 2007).

Фосфогипс в качестве регулятора схватывания в производстве цемента

Другим широко изученным применением было использование ПГ в качестве регулятора схватывания в производстве цемента. С 1990-х годов изучалось использование этого побочного продукта в качестве замедлителя схватывания для ФОС, особенно в Японии, Китае и Индии, поскольку в этих странах мало запасов ПГ (Yilmaz and Isildak, 1993). Вышеописанный состав ПГ с содержанием более 95% CaSO 4 ·2H 2 O, выше, чем в НГ, делает его побочным продуктом с высоким потенциалом промышленного использования на цементных заводах.

Нормы использования PG в качестве регулятора времени схватывания в цементе составляют примерно 5%; поэтому загрязняющие вещества и вредные элементы, такие как радиоактивные элементы и тяжелые металлы, могут быть стабилизированы цементом без применения какой-либо обработки для его использования (Мехта и Брэди, 1977; Сингх и др., 1993; Табих и Миллер, 1971) .

Использование PG без какого-либо лечения не было распространено среди различных исследований; PG необходимо высушить перед использованием на цементной мельнице.PG обезвоживается и превращается в ангидрит или полугидратированный гипс, что может вызвать преждевременное затвердевание цемента.

Применение ПГ удлиняет время схватывания до 1–2 ч; он имеет более низкую начальную прочность, чем при использовании NG, но с увеличением времени прочность также увеличивается, превышая значения, полученные для цементов, изготовленных с использованием NG (Shen et al., 2012).

Хотя существует возможность использования ПГ в производстве цемента без какой-либо обработки; было продемонстрировано, что, хотя использование небольших количеств необработанного полиглицерина не представляет какой-либо опасности для окружающей среды, обработка побочного продукта приводит к улучшению свойств производимого цемента.

Фосфогипс для улучшения свойств материалов на цементной основе примеси из ПГ.

Большинство исследований сосредоточено на анализе различных методов обработки ПС для удаления примесей; это приводит к улучшению свойств материала и возможному потенциальному использованию в производстве цемента.Основная причина, по которой удаление примесей необходимо для использования PG в производстве цемента, заключается в том, что он содержит фосфаты, свободный PA, органические вещества и фториды. PG также содержит некоторые радиоактивные элементы, такие как Ra 226 , Pb 210 , Po 210 , U 238 и U 234 , которые получены из PR (Singh, 2002). Присутствие примесей не представляет токсической опасности, но ограничивает использование ПС в производстве цемента за счет увеличения времени схватывания и снижения механической прочности (Tayibi et al., 2009).

Наиболее распространенные методы очистки от примесей включают химическую, физическую и термическую обработку, и целесообразно применять процессы промывки ПГ раствором извести (Mun et al., 2007; Potgieter et al., 2003).

Применение этого раствора предназначено для преобразования водорастворимых фосфатов в нерастворимый фосфат кальция, нейтрализуя опасность элемента. Другие авторы изучали удаление примесей с помощью других химических обработок, таких как смешивание с серной кислотой и кремнеземом или горячим водным раствором сульфата аммония (Singh et al., 1984, 1993). Изучено удаление примесей с помощью 3-4%-ного водного раствора лимонной кислоты и последующей промывки водой (Singh, 2002) с удалением примесей фосфатов и фторидов.

Физические способы удаления примесей также широко изучались. Среди наиболее выдающихся — термическая обработка для прокаливания PG и удаления примесей путем дробления и просеивания. Метод прокаливания в основном направлен на преобразование PG (Erdogan et al., 1994; Мураками, 1968 год; Сингх, 2002).

Обработка прокаливанием до 950°C уменьшила количество P 2 O 5 на 25%, а также снизила количество фтора до 60% (Smadi et al., 1999). Когда PG подвергается процедуре прокаливания, образуется ангидрит, а примеси становятся инертными. Ангидрит стабилизируют обжигом ПС при 1000°С (Singh and Garg, 2000). Механические свойства портландцемента значительно улучшаются при применении обожженного ПГ.

Применение обработки в PG влияет на удаление примесей; однако некоторые виды обработки приводят к снижению прочности на сжатие и задерживают время схватывания (таблица 6.8). Что касается проанализированных обработок, прокаливание является одним из методов, который наиболее улучшает механические свойства. Однако необходимо подчеркнуть, что применение системы прокаливания приводит к увеличению стоимости и большему выбросу CO 2 , поскольку эта процедура несовместима с окружающей средой.

Таблица 6.8. Обработки PG и их влияние на время схватывания и прочность на сжатие.

275
Обработка
Обращение Установка времени (мин) Прочность на компрессию (МПа) на 28 дней
Первоначальный
145-195 145-195 145-195 55–60 Altun and Sert (2004), Rosales et al. (2020), Shen et al. (2012)
Термическая обработка 185–200 220–400 57–65 Rosales et al.(2020), Taher (2007)
Дробленый 165–340 225–435 35–55 Potgieter et al. (2003), Розалес и др. (2020)
Мытый 190–315 265–435 35–55 Potgieter et al. (2003), Розалес и др. (2020)
Мытая (известь) 150–315 200–360 40–50 Mun et al. (2007), Potgieter et al. (2003)
Кислотная обработка 135–315 190–360 40–50 Potgieter et al.(2003), Van der Merwe and Strydom (2004)

Таким образом, после анализа литературы можно увидеть, что применение некоторой химической или физической обработки, устраняющей примеси, присутствующие в основном в фторидах и фосфатах, приводит к улучшение физико-химических свойств изготавливаемых материалов на основе цемента.

Тем не менее, следует отметить, что в зависимости от происхождения побочного продукта его состав варьируется, и он может содержать более высокий процент примесей.Поэтому необходимо предварительное исследование материала, чтобы установить его химический состав и оценить тип обработки, которая будет применяться, принимая во внимание затраты и экологические проблемы, которые могут быть связаны с этим.

6.5.2 Свойства фосфогипса для стабилизации грунта

Известен как стабилизация грунта в процессе, при котором естественные грунты подвергаются некоторым манипуляциям или обработке, чтобы мы могли воспользоваться их лучшими качествами, получив стабильную твердую структуру. , способный выдерживать воздействие дорожного движения и самые суровые погодные условия.Способы стабилизации грунта следующие.

Физическая стабилизация: Используется для улучшения почвы, вызывая в ней физические изменения. Существует несколько методов, наиболее часто используемым является смесь почв. Этот тип стабилизации широко используется, но сам по себе не дает желаемых эффектов, всегда требуя как минимум уплотнения в качестве дополнения.

Химическая стабилизация: В основном это относится к использованию определенных химических веществ, использование которых включает замену ионов металлов и изменение состава почв, участвующих в процессе.

Двумя наиболее часто используемыми химическими стабилизаторами являются известь и цемент, и другие добавки, такие как летучая зола и PG, могут быть добавлены для более значительного улучшения почвенно-известковых и почвенно-цементных смесей (Bell, 1996; Rajasekaran, 2005; Castro-Fresno). и др., 2011; Сариде и др., 2013).

В этом разделе будут рассмотрены свойства побочного промышленного продукта (ПП) в качестве стабилизирующего материала для улучшения инженерных свойств грунтов. Есть многочисленные исследования, в которых PG успешно использовались на стабилизированных основаниях дорог.

Джеймс и др. (2014) использовали PG в качестве стабилизатора для экспансивных почв. Основными свойствами, изучаемыми в стабилизированном грунте, являются предел текучести, предел пластичности и индекс пластичности. Джеймс и др. (2014) сообщили, что добавление PG привело к увеличению предела пластичности, снижению предела текучести и, в конечном итоге, к снижению пластичности почвы, что, следовательно, улучшило способность расширяющейся почвы. В этом же исследовании было продемонстрировано меньшее набухание и лучшая устойчивость по сравнению с почвой без добавления PG.

Другие исследователи изучали добавление PG для улучшения свойств почвы, и все они согласились с тем, что почва, смешанная с PG, приводит к образованию эттрингита (Min et al., 2008; Shen et al., 2007, 2009). Морфологическое (микроструктурное) исследование показывает изменение структуры за счет ПГ. В почвах с высоким содержанием сульфатов добавка ФГ делает структуру игольчатой.

Важным параметром стабилизации грунта с точки зрения его механического поведения является тест Калифорнийского коэффициента несущей способности (CBR).Испытание CBR измеряет сопротивление грунта при приложении нагрузки и широко используется при проектировании дорожных покрытий.

Равичандран и др. (2015) изучили значения почвы, обработанной и не обработанной ПГ, и пришли к выводу, что смеси с 2%, 4% и 6% ПГ увеличивают несущую способность. Кроме того, значения увеличились через 7 дней отверждения (рис. 6.6).

Рис. 6.6. График проникновения нагрузки для грунта, смешанного с процентами PG. (Равичандран и др., 2015).

Повышение несущей способности может быть связано с гидратацией грунта составами при взаимодействии со стабилизаторами (в данном случае ПГ) и грунтовыми составами.

6.5.3 Внесение фосфогипса в реальных масштабах

Использование ПГ было разработано в основном в странах с ограниченными ресурсами природного газа, таких как Китай, Индия, Япония или Австралия. В этих двух последних странах используется почти 100% производимого ПГ.

Полипропилен в основном используется в мировом масштабе в производстве гипсокартонных листов. Около 70% повторно используемого ПГ используется для этой цели, как поясняется в разделе, посвященном производству цемента с использованием ПГ. Для использования этого побочного продукта во внутренних панелях и перегородках также удобно удалять примеси, поскольку они могут повлиять на прочность панелей.Кроме того, PG применялся в полномасштабном дорожном и кирпичном строительстве, а также в крупномасштабных инженерных работах, таких как строительство плотины «Три ущелья» на реке Янцзы в Китае.

Перегородки

Дигидрат PG обладает вяжущими свойствами, что позволяет использовать его в недорогих и энергоэффективных строительных материалах, примером чего является его использование во внутренних перегородках зданий. Основными характеристиками внутренних стен, которые следует учитывать, являются механические свойства и теплоизоляция.

Золотухин и др. (2018) изготовили межкомнатные перегородки из смеси песка, негашеной извести и ПГ. Полученные смеси показали возможность получения строительных блоков с сопротивлением 5–20 МПа, с коэффициентом размягчения 0,5–0,9. Себестоимость продукции была в два-три раза дешевле аналогов. Авторы (Райкович и Тошкович, 2002) построили сэндвич-панель PG. Они применили процедуру предварительной очистки посредством высокотемпературной сушки. Эта процедура уменьшила количество примесей и радионуклидов, присутствующих в ПГ, что позволило использовать его в производстве ПГ-картона.

Разработана конструкция экспериментального дома из натуральной штукатурки и ПГ (рис. 6.7). Исследование было сосредоточено на производстве высокопрочных пластин PG с пределом прочности на сжатие до 60 МПа (Kanno et al., 2008).

Рис. 6.7. Пластины PG и их применение в экспериментальном доме (Kanno et al., 2008).

Строительство этого дома с PG, обильным и дешевым мусором в Бразилии, продемонстрировало возможность его применения в социальном жилье.Возможна новая система строительства с меньшим использованием природных ресурсов, оказывающая положительное воздействие на окружающую среду и меньшая экономическая стоимость. Дом был построен с панелями PG, уложенными на крышу и стены.

Конструкция из полистирола весит 1/7 веса традиционной кровельной конструкции. Фасадные облицовочные панели показали лучшие характеристики во влажных условиях, более высокую твердость и более высокую механическую прочность, чем кирпичная кладка. Кроме того, панели показали лучшую звуко- и теплоизоляцию.

Другие авторы (Zhang et al., 2019a,b) применили расплавленный ПС в качестве нового типа стенки. В исследовании они показывают стену, изготовленную из пресс-форм и отлитую из полипропилена.

Основными характеристиками этой стены, выполненной на месте, являются интеграция конструкции, обеспечивающая лучшие механические свойства, лучшую изоляцию конструкции с большей теплоизоляцией и более эффективную конструкцию с формами на месте, что повышает удобство использования, точность и эффективность. исполнения.

Опалубка из дерева и стали.Процедура построения показана на рис. 6.8. Хорошая работоспособность, представленная PG, показала, что работоспособность стены, установленной на месте, хорошая, и продемонстрировала жизнеспособность строительства на месте с PG.

Рис. 6.8. Опорная опалубка и формирующая стена PG (Zhang et al., 2019a,b).

Блоки и кирпичи

Применение ПГ было разработано другими исследователями при производстве обожженных кирпичей со смесью 25 % ПГ + 10 % песка + 65 % глины (Ajam et al. ., 2019). Как показано на рис. 6.9, две комнаты размером 4 × 4 × 3 м 3 каждая были изготовлены в Тунисе, одна из них была построена из традиционного кирпича, а другая — из смеси, описанной ранее.

Рис. 6.9. Кирпичные помещения, изготовленные из полистирола (Ajam et al., 2019).

Значения концентрации радона контролировались в обоих помещениях, в два разных сезона и в два разных года (2008 и 2017). Результаты показали значительное влияние метеорологии на концентрацию радона. Кирпичи, изготовленные из PG, соответствовали физическим и механическим требованиям.Концентрация радона в помещении из кирпича ПГ показала значения ниже нормы 150 Бк/м 3 .

Набережные и дороги

Нанесение ПГ на набережные выполнено в Гавре, где проектировалась набережная длиной 100 м с высотой участка 5 и 8 м и наклон 1:1. Проведенные работы не выявили боковых деформаций. На 5-метровом участке насыпи осадка 5–7 см (1%–1,4%) произошла в первый год и 0 см – во второй год.На участке насыпи высотой 8 м в первый год зафиксирована осадка 12 см (1,5 %), во второй год – 0 см. Что касается эрозии откосов, то были обнаружены лишь небольшие бороздки, поэтому поведение уплотненного ПС было признано удовлетворительным перед лицом эрозии.

Применение PG осуществлялось при строительстве автостоянки на территории Института в Гливицах (Folek et al., 2011). Покрытие автостоянки было спроектировано несколькими слоями материалов, среди которых были нанесены ПГ и зольные смеси, как показано на рис.6.10. Выполненный участок подвергался воздействию неблагоприятных погодных условий и оценивался через 7 и 16 месяцев.

Рис. 6.10. Слои экспериментального покрытия автостоянки, 1 – шлаковое покрытие ~ 20 см, 2 – золофосфогипсовое основание ~ 25 см, 3 – фильтрующий слой из песка ~ 10–15 см, 4 – гидроизоляционная мембрана (дорожного типа), (5) слой песка толщиной 5 см и (6) грунтовое основание (Folek et al., 2011).

Были получены очень положительные результаты в отношении прочности на сжатие и морозостойкости. Таким образом, полностью подтверждена пригодность смесей ПГ и золы для использования в дорожном строительстве.

Технология производства гипсокартона из Китая — Китай Технология производства гипсокартона, Стеновые панели из натурального гипса


Технология производства гипсокартона из Китая

Линия по производству гипсокартона является профессиональным оборудованием для производства

Новые материалы для гипсокартона с бумажным покрытием.

Основные технологические процессы включают:

1 Обожженный гипсовый порошок, вода и другие добавки поступают в смеситель с помощью автоматической системы дозирования и транспортировки.Гипсовая суспензия, полученная из смесителя после смешивания, будет равномерно рассыпана по поверхности непрерывно движущейся нижней бумаги.

2 При постоянном движении и вибрации гипсовый раствор будет постепенно диффундировать и равномерно распределяться по поверхности движущейся нижней бумаги. Затем он поступает в формовочную машину и смешивается с верхней бумагой. В процессе экструдирования и формования суспензия будет запечатана верхней бумагой, нижней бумагой и нижней бумагой. Таким образом формируется пульпированный гипсокартон.

3 Пока он транспортируется с помощью ленты, влажный гипсокартон постепенно формируется после формирования плиты, естественной коагуляции и автоматического литья.Влажные доски, организованные с помощью запрограммированной системы управления, быстро поступают в сушилку через ролики, ленточный конвейер и оборот досок.

4 Под строгим контролем в температурных зонах сушилки влажная доска высушивается обдувом горячим воздухом разной температуры. Модифицированный крахмал будет прилипать к бумаге. Сухие гипсокартонные плиты будут транспортироваться из сушилки.

5 Затем картон снова переворачивали и складывали вместе (лицевой стороной внутрь), разрезали на готовые изделия определенного размера и запечатывали края.

6 Наконец, автоматический укладчик для штабелирования. Затем можно транспортировать на склад вилочным погрузчиком после штабелирования.

Рабочая скорость формовочной системы.

Наши услуги

1 Наша компания имеет профессиональные группы по установке и вводу в эксплуатацию, мы установим и отладим
производственную линию на месте клиентов, пока оборудование не будет производить квалифицированную продукцию.
2 Поставляем запчасти круглый год. Гарантия на оборудование один год.
3 Мы отвечаем за техническую консультацию и обслуживание круглый год и помогаем
Решить все виды технических проблем в любое время.
4 Мы поможем клиентам сделать партию и соответствующую процедуру для импорта и экспорта
.
5 Наша компания предоставляет информацию о продавце всех видов сырья и
соответствующую информацию бесплатно.
Информация о компании

Компания Heibei LVJOE Machinery Manufacturing Co., LTD была основана в 1998 году и имеет более чем 16-летний опыт работы в отрасли устройств для производства гипсокартона.С исследовательским центром гипсовых строительных материалов, производственной базой оборудования, мастерскими по производству машин для строительных материалов производитель машин LVJOE имеет 6 старших инженеров профессионального уровня, более 300 рабочих и 50 инженеров по продажам. Наша компания имеет возможность обеспечить качество вашей серии проектов, а зарубежная команда обслуживания до и после продажи также может помочь решить большую часть ваших проблем. Тепло приветствуем клиентов и друзей, чтобы нанести нам приятный визит!

ПОСКОЛЬКУ ЭТО ХОРОШИЙ ПРОЕКТ

МЫ СТРЕМИМСЯ БЫТЬ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМИ И ДОСТИГАТЬ ВЫГОДНО-ВЫГОДНОЙ

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.