www.chms.ru - вывоз мусора в Люберцах


Почему витражи поражают или древнее искусство в интерьере


Панно в интерьере - модно, роскошно и практично


Наливные полы с 3D-эффектом - современное чудо дизайна


Что такое морской стиль и как его применить для оформления дома?


Почему эклектика в интерьере так популярна?

Перейти на главную  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 [ 60 ] 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

МАТЕРИАЛЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОТХОДОВ

ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОИЗВОДСТВ

4.1. Общая характеристика отходов

Большинство химических производств характеризуются выходом значительного количества побочных продуктов. Утилизация их, с одной стороны, способствует существенному повышению эффективности работы химических предприятий и направлена на охрану окружающей среды, а с другой - является одним из путей химизации производства строительных материалов, снижения затрат, интенсификации технологических процессов, расширения ассортимента и повышения качества строительных изделий.

Отходы химико-технологических производств можно классифицировать по следующим отличительным чертам: содержанию характерного химического компонента и технологическому назначению в производстве строительных материалов.

По содержанию характерного химического компонента различают такие побочные химические продукты: фосфор- и фторсодержащие шлаки, гипсо- и известьсодержащие продукты, железистые, кремнеземистые и другие материалы.

По технологическому назначению в производстве строительных материалов химические продукты делят на такие группы:

1. Сырьевые материалы (для получения цемента, гипса, извести и др.).

2. Интенсификаторы технологических процессов (плавни, понизители твердости, разжижители, гранулообразователи и др.).

3. Добавки-модификаторы свойств материалов (как легирующие присадки, пластификаторы, ускорители твердения и т. д.).

Классификация по технологическому назначению весьма условна, так как один и тот же химический продукт, являющийся отходом производства, в зависимости от конкретной области его применения можно отнести к разным группам. Например, фосфогипс для производства гипсовых вяжущих или серной кислоты относится к первой фуппе химических отходов, а вводимый при обжиге цементного клинкера - ко второй, при измельчении цемента для регулирования сроков схватывания - к третьей.

Для производства строительных материалов наиболее ценным сырьем из отходов химической промышленности являются шлаки элек-



тротермического производства фосфора, гипсосодержащие, известковые и железистые отходы, полимерные продукты и др.

Фосфорные ишаки - побочный продукт производства фосфора термическим способом в электропечах. При температуре 1300-1500 °С фосфат кальция взаимодействует с углеродом кокса и кремнеземом, в результате чего образуются фосфор и шлаковый расплав. Шлак сливается из печей в огненно-жидком состоянии и гранулируется мокрым способом. На 1 т фосфора приходится 10-12 т шлака. На крупных химических предприятиях получают до 2 млн т шлака в год.

Химический состав фосфорных шлаков близок к составу доменных. Суммарное содержание в них оксида кальция и кремнезема достигает 95% при их соотношении 0,9-1,1.

Особенностями фосфорных шлаков являются содержание в них Р2О5 и Сар2 (до 3% каждого) и пониженное количество AI2O3 (обычно не более 4%). Различия в содержании Р2О5 и Сар2 и коэффициентах основности, определяющих физико-химические свойства шлаковых расплавов и особенности грануляции, существенно влияют на фазовый состав, структуру и свойства шлаков. Гранулированный шлак электрофосфорного производства светло-серого цвета с синеватым оттенком, имеет стекловатую структуру; плотность примерно 2,8 г/см, насыпную плотность в сухом состоянии около 1220 кг/м Петрофа-фическими исследованиями установлено, что 90-95% шлака составляет стекло с включениями кристаллов псевдоволластонита и других минералов. Грануломефический состав гранулированных фосфорных шлаков соответствует зерновому составу обычных мелко- или средне-зернистых строигельных песков.

Гипсосодержащие, известковые и железистые продукты - это отходы ряда химических и смежных с ними производств.

Гипсосодержащие продукты образуются при производстве ряда химических продуктов: минеральных кислот (фосфогипс и фосфопо-лугидрат, борогипс, фторангидрит, фторогипс), органических кислот (цитрогипс) и др., химической обработке древесины (гидролизный гипс), обработке водных растворов некоторых солей и кислот (крем-негипс, титаногипс и др.), очистке промышленных газов, содержащих SO2 (сульфогипс); производстве солей из озерной рапы (рапной гипс).

Из гипсосодержащих продуктов в наибольшем количестве образуется фосфогипс. На 1 т экстракционной фосфорной кислоты (в пересчете на 100% Н3РО4) образуется 3,6-6,2 т фосфогипса в пересчете на сухое вещество.

На некоторых предприятиях годовой выход фосфогипса достигает 2,5 млн т Стоимость транспортирования и хранения его в отвалах составляет до 30% общей стоимости сооружений и эксплуатации основного производства.



Предприятия химической промышленности располагают побочными продуктами, удовлетворяющими техническим требованиям на известь или позволяющими получить ее обжигом карбоната кальция.

Фосфогипс представляет собой отходы сернокислотной переработки апатитов или фосфоритов в фосфорную кислоту или концентрированные фосфорные удобрения.

При разложении природных фосфатов серной кислотой в раствор переходит фосфорная кислота и образуется труднорастворимый сульфат кальция. В общем случае реакция растворения апатитов в смеси серной и фосфорной кислот имеет вид:

Саз(Р04)зР + 5H2SO4 + ПН3РО4 + тНзО (п + 3) Н3РО4 + 5CaS04-mH20 + НЕ

Кристаллический осадок сульфата кальция отделяют от фосфорной кислоты фильтрованием.

Химический состав фосфогипса в основном определяется качеством используемого фосфатного сырья, а также способом производства экстракционной фосфорной кислоты. Ниже приведен химический состав фосфогипса на основе Кольских апатитовых концентратов (в %): СаО - 39-40; SO3 - 56-57; Р2О5 (общ.) - 1,0-1,2; Р2О5 (во-дораствор.) - 0,5-0,6; F - 0,3-0,4. Присутствие примесей затрудняет использование фосфогипса, а в некоторых случаях, например, при высокой радиоактивности оно становится невозможным. Радиоактивность фосфогипса на основе широко применяемого в странах СНГ Кольского апатита сравнительно невысокая. В зависимости от температуры и концентрации получаемой кислоты сульфат кальция может быть выделен в форме дигидрата CaS04-2H20 (гипс), полугидрата CaSO40,5H2O или безводной соли CaS04 (ангидрит).

Экстракционную фосфорную кислоту получают дигидратным и полугидратным способами. При дигидратном способе образуемый фосфодигидрат содержит 93-95% двуводного гипса с механической примесью 1-1,5% пятиокиси фосфора и некоторого количества кремнезема и других оксидов. Фосфогипс имеет вид шлама влажностью до 40%. Твердая фаза шлама тонкодисперсна и более чем на 50% состоит из частиц размером менее 10 мкм. Двуводный гипс в фосфогипсе имеет вид правильных игольчатых кристаллов и пучкообразных сростков.

При производстве фосфорной кислоты способом экстракции по полугидратной схеме побочным продуктом является фосфополугидрат сульфата кальция, содержащий 92-95% a-CaS04-0,5Н2О, т.е. основного компонента высокопрочного гипса. Однако наличие на поверхности кристаллов полугидрата пассивирующих пленок без специальной технологической обработки препятствует проявлению вяжущих свойств у этого продукта. Влажность фосфополугидрата составляет до



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 [ 60 ] 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121