RU2104937C1 - Method for processing of calcium-containing waste into gypsum - Google Patents

Abstract

FIELD: chemical technology; building materials production; production of house-hold chemistry items. SUBSTANCE: method involves preliminary alkalizing of chlorine-containing lime waste till its pH is 11-11.5, followed by its mixing with aqueous solution of sulfate-containing ash (being waste of trotyl production). Then thus obtained gypsum slime is separated by filtration, washed by weak acid to pH 8-8.5 and is dried at 80-100 C. The process is followed by cooperative dehydration with natural raw materials which takes place at 200-250 C, mass ratio of ingredients being 20-40:80-60 respectively. EFFECT: improved efficiency of the method. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в хлорной промышленности, производствах строительных материалов и товаров бытовой химии. The invention relates to the field of chemical technology and can be used in the chlorine industry, production of building materials and household chemicals.

В настоящее время остро стоит проблема утилизации отходов хлорорганических производств (абгазных хлоризвестковых шламов), в которых при абсорбции отходящих хлорсодержащих газов образуется порядка 70,0 тыс.м³ токсичных стоков.Currently, there is an acute problem of the disposal of organochlorine production wastes (gas chlorine lime sludge), in which about 70.0 thousand m ^{3 of} toxic effluents are formed during the absorption of waste chlorine-containing gases.

Для улавливания в отходящих газах хлора их барботируют через водную суспензию извести. В результате образуется хлоризвестковая суспензия, представляющая собой взвесь гидроксидов и карбонатов кальция в растворе гипохлорита, хлората и хлорида кальция (табл. 1). To capture chlorine in the exhaust gases, they are bubbled through an aqueous suspension of lime. As a result, a chlorine-lime suspension is formed, which is a suspension of calcium hydroxides and carbonates in a solution of hypochlorite, chlorate and calcium chloride (Table 1).

С течением времени под действием влаги, углекислоты воздуха и света неустойчивые гипохлориты разлагаются с выделением газообразного хлора и оксида углерода, приводя к существенному загрязнению атмосферы и грунтовых вод. Over time, under the influence of moisture, carbon dioxide, air and light, unstable hypochlorites decompose with the release of gaseous chlorine and carbon monoxide, leading to significant pollution of the atmosphere and groundwater.

Наиболее близким к предложенному является способ переработки кальций содержащего отхода на гипс [1], включающий предварительное подщелачивание исходного хлорсодержащего известкового отхода газоочистки до pH = 11 - 11,5, смешивание его с сульфатсодержащей золой - отходом тротилового производства, отделение образовавшегося гипса фильтрацией, промывку его слабой серной кислотой до pH = 8 - 8,5, сушку при 105^oC с последующей дегидратацией при 280 - 330^oC.Closest to the proposed one is a method for processing calcium-containing waste into gypsum [1], which includes preliminary alkalization of the initial chlorine-containing lime gas treatment waste to pH = 11–11.5, mixing it with sulfate-containing ash - TNT waste, separating the resulting gypsum by filtration, and washing it weak sulfuric acid to pH = 8 - 8.5, drying at 105 ^o C followed by dehydration at 280 - 330 ^o C.

Указанный способ позволяет получать гипсовый вяжущий материал, пригодный для использования в качестве строительного материала, и фильтрат, содержащей гипохлорит натрия, который может быть использован в бытовой химии в качестве отбеливателя. The specified method allows to obtain a gypsum binder material suitable for use as a building material, and a filtrate containing sodium hypochlorite, which can be used in household chemicals as a bleach.

К недостаткам данного способа следует отнести низкую марку получаемого таким образом гипса Г-11, которая по прочностным характеристикам может быть использована только при изготовлении штукатурных растворов и внутренних перегородок. The disadvantages of this method include the low grade of gypsum G-11 obtained in this way, which by strength characteristics can only be used in the manufacture of stucco mortars and internal partitions.

Задачей изобретения является разработка способа утилизации абгазных хлоризвестковых отходов на гипс с повышенными прочностными характеристиками. The objective of the invention is to develop a method for the disposal of gas-based chlorine-lime waste on gypsum with increased strength characteristics.

Поставленная задача решается способом, включающим предварительное подщелачивание исходного хлорсодержащего известкового отхода газоочистки до pH = 11 - 11,5, смешивание его с сульфатсодержащей золой - отходом тротилового производства, отделение образовавшегося гипсового шлама фильтрацией и промывку слабой серной кислотой до pH = 8 - 8,5, сушку при 80 - 100^oC и совместную дегидратацию в соотношении 20 - 40 : 800 - 60 мас.% с природным гипсовым сырьем при 200 - 250^oC.The problem is solved by a method including preliminary alkalization of the initial chlorine-containing calcareous waste gas to pH = 11 - 11.5, mixing it with sulfate-containing ash - TNT waste, separating the formed gypsum sludge by filtration and washing with weak sulfuric acid to pH = 8 - 8.5 drying at 80 - 100 ^o C and joint dehydration in a ratio of 20 - 40: 800 - 60 wt.% with natural gypsum raw materials at 200 - 250 ^o C.

Авторами впервые обнаружено, что при снижении температуры сушки гипсового шлама до 80 - 100^oC и последующей его совместной дегидратации с природным гипсовым сырьем, взятых в соотношении 20 - 40 : 80 - 60 мас.% при 200 - 250^oC может быть получен гипсовый вяжущий материал марок Г-IV, Г-V, Г-VI, природный для использования в качестве исходного сырья для производства элементов, несущих строительных конструкций.The authors first discovered that by lowering the drying temperature of gypsum sludge to 80-100 ^o C and its subsequent dehydration with natural gypsum raw materials, taken in a ratio of 20-40: 80-60 wt.% At 200-250 ^o C can be obtained gypsum binding material of grades G-IV, G-V, G-VI, natural for use as a raw material for the production of elements bearing building structures.

Кроме того, такой способ позволяет сэкономить до 20 - 40 мас.% дорогостоящего гипсового сырья при одновременном повышении прочностных характеристик получаемого гипса. In addition, this method allows you to save up to 20 - 40 wt.% Expensive gypsum raw materials while increasing the strength characteristics of the resulting gypsum.

Методика проведения экспериментов сводилась к следующему: в фильтрат абгазных хлоризвестковых отходов при перемешивании добавляют гидроксид кальция до pH = 11 - 11,5 при температуре 25 - 35^oC. Затем при перемешивании и охлаждении сливают его в реактор, содержащий водный раствор сульфатсодержащей золы, приготовленной в соотношении вода : зола = 5: 3. Слив и последующую одночасовую выдержку ведут при 25 - 30^oC. По окончании выдержки гипсовый шлам отделяют от фильтрата, направляемого на приготовление отбеливающих растворов, промывают водой и обрабатывают разбавленной серной кислотой до pH = 8 - 8,5. Затем его отфильтровывают, промывают водой, подсушивают при 80 - 100^oC, смешивают с природным гипсовым сырьем в соотношении 20 - 40 : 80 - 60 мас.% и проводят их совместную дегидратацию при 200 - 250^oC.The experimental procedure was as follows: calcium hydroxide was added to the filtrate of an off-gas chlorine-lime waste with stirring to pH = 11 - 11.5 at a temperature of 25 - 35 ^o C. Then it was poured into the reactor containing an aqueous solution of sulfate-containing ash prepared with stirring and cooling. a ratio of water to ash = 5: 3. Draining and subsequent one-hour exposure was carried out at 25 - 30 ^o C. After soaking plaster slurry was separated from the filtrate directed to the preparation of bleaching liquors, washed with water and obrabatyv dilute sulfuric acid to pH = 8 - 8.5. Then it is filtered off, washed with water, dried at 80 - 100 ^o C, mixed with natural gypsum raw materials in a ratio of 20 - 40: 80 - 60 wt.% And carry out their joint dehydration at 200 - 250 ^o C.

Условия обработки и характеристики получаемых образцов представлены в табл. 2. The processing conditions and characteristics of the obtained samples are presented in table. 2.

Как видно из данных, представленных в табл. 2, получение гипса необходимого качества обеспечивается при соблюдении следующих условий обработки абгазных хлоризвестковых отходов:
- подщелачивание абгазных хлоризвестковых отходов гидроксидом кальция до pH = 11,5 и отделение фильтрата;
- приготовление водного раствора сульфатсодержаще1 золы при соотношении вода : ЗСС - 5 : 3;
- абгазные хлоризвестковые отходы и золу брать в стехиометрическом соотношении;
- смешение реагентов и выдержку реакционной массы вести при 25 - 35^oC;
- сушка гипсового шлама при 80 - 100^oC;
- соотношение гипсового шлама и гипсового сырья в шихте перед обжигом 20 - 40 : 80 - 60 мас.%;
- дегидратацию гипса проводить при 200 - 250^oC.As can be seen from the data presented in table. 2, the production of gypsum of the required quality is ensured subject to the following conditions for the processing of chlorine-lime waste gas:
- alkalization of gas chlorine-lime wastes with calcium hydroxide to pH = 11.5 and separation of the filtrate;
- preparation of an aqueous solution of sulfate-containing ash at a ratio of water: ZSS - 5: 3;
- take chlorine-lime waste and ash in a stoichiometric ratio;
- mixing reagents and holding the reaction mass to conduct at 25 - 35 ^o C;
- drying gypsum sludge at 80 - 100 ^o C;
- the ratio of gypsum sludge and gypsum raw materials in the mixture before firing 20 - 40: 80 - 60 wt.%;
- dehydration of gypsum is carried out at 200 - 250 ^o C.

Соблюдение указанных условий позволит полностью утилизировать абгазные хлоризвестковые отходы хлорных производств и сульфатсодержащие зольные отходы, образующиеся при сжигании сульфитных щелоков производства тротила, или низкоконцентрированные сернокислотные растворы и получить в виде товарных продуктов строительный гипс марок Г4-Г6 и отбеливатель при одновременной экономии до 20 - 40 мас.% природного гипсового сырья. Compliance with these conditions will make it possible to completely utilize chlorine-lime gas waste from chlorine production and sulphate-containing ash waste generated by the burning of sulfite liquors from TNT production or low-concentration sulfuric acid solutions and to obtain gypsum grades G4-G6 and bleach in the form of marketable products while saving up to 20-40 wt. .% natural gypsum raw materials.

Claims (1)

Способ переработки хлорсодержащего известкового отхода газоочистки на гипс, включающий предварительное подщелачивание исходного сырья до рН 11,0 - 11,5, смешивание его с водным раствором сульфатсодержащей золы отхода тротилового производства, отделение образовавшегося гипсового шлама, промывку его, сушку и дегидратацию, отличающийся тем, что сушку продукта ведут при 80
100^oС, перед дегидратацией смешивают его с природным гипсовым сырьем в массовом соотношении 20 40 80 60 соответственно, а дегидратацию проводят при 200 250^oС.A method of processing chlorine-containing lime gas treatment waste into gypsum, including preliminary alkalization of the feedstock to a pH of 11.0 - 11.5, mixing it with an aqueous solution of sulfate-containing ash from TNT waste, separating the resulting gypsum sludge, washing it, drying and dehydrating, characterized in that the product is dried at 80
100 ^o C, before dehydration, it is mixed with natural gypsum raw materials in a mass ratio of 20 40 80 60, respectively, and dehydration is carried out at 200 250 ^o C.

Images