Установлена пригодность фосфогипса для замены гипса при помоле цементного клинкера. Высокое содержание серного ангидрида и наличие примесей водорастворимых соединений фосфора и фтора обусловливают более высокий эффект замедления сроков схватывания фосфогипсом, чем гипсовым камнем. Это позволяет уменьшить дозу замедлителя по сравнению с обычной для природного гипса.

Добавка фосфогипса не влияет на активность цемента, лишь в ранние сроки твердения может наблюдаться незначительное снижение прочности.

Широкое применение фосфогипса как добавки при производстве цемента возможно лишь при его подсушке и гранулировании. Влажность гранулированного фосфогипса не должна превышать 10—12%. Применяется способ гранулирования фосфогипса, который заключается в обезвоживании части исходного фосфогипсового шлама при температуре 220—250 °С до состояния растворимого ангидрита с последующим смешиванием его с остальной частью фосфогипса. При смешивании фосфоангидрита во вращающемся барабане обезвоженный продукт гидратируется за счет свободной влаги исходного материала и в результате этого образуются твердые гранулы двуводного фосфогипса.

Предложены и другие методы гранулирования фосфогипса: прессование на торфобрикетных и других прессах, при котором в условиях динамического сжатия достигается «холодное» спекание кристаллов дигидрата сульфата кальция; введение упрочняющих добавок, например пиритных огарков, и др.

Рис. 4.5. Схема комплексного производства серной кислоты и портландцемента на основе фосфогипса; отделения:

/ — измельчения; II — приготовления сырьевой муки; III — сушки фосфогипса; IV — серной кислоты; V — печное; VI — помола цемента

Сернистый газ улавливается и переводится в серную кислоту. Оксид кальция вступает во взаимодействие с Si02, А1203 и Fe203, образуя клинкерные минералы. Минералообразование клинкера в результате каталитического влияния сульфата кальция и восстановительной среды идет при температуре на 50—70 °С ниже, чем обычно. Основным требованием к составу шихты является ограничение содержания Р205 не более 2,5% при оптимальном количестве фторидов, устанавливаемом отдельно для каждого сочетания сырьевых материалов. Наличие даже небольшого количества остаточных сульфатов в клинкере усиливает вредное действие фосфатов и фторидов. Фосфогипс до введения в шихту целесообразно высушивать до образования фосфоангидрита. Структура получаемого клинкера отличается большей пористостью, благодаря чему он размалывается легче, чем обычный. По данным Гипроцемента, из фосфогипса можно получать цементы средних марок.

Основным недостатком такого способа комплексной переработки фосфогипсового сырья являются его высокая энергоемкость, а также более низкое содержание S02 в обжиговом газе по сравнению с газом, получаемым при сжигании серы или колчедана. Капитальные затраты на строительство завода, работающего по этой технологии, в 5 раз, а потребление энергии — в 2 раза выше, чем на строительство завода, работающего на сере.

В последние десятилетия проведены работы по получению быст-ротвердеющих и высокопрочных сулъфоалюминатно-белитовых цементов на основе фосфогипса (марок М400—М600). Получение таких цементов возможно при температурах на 200—250 °С ниже характерных для портландцемента, что позволяет экономить значительное количество тепла, производительность печей при этом повышается на 15—25%. Сульфоалюминатно-белитовые цементы, наряду с интенсивным ростом прочности, характеризуются высокой коррозионной стойкостью, по сульфатостойкости они превосходят даже глиноземистый цемент, обладают незначительной усадкой или практически безусадочны.


⇐ вернуться к прочитанному | | перейти на следующую страницу ⇒