RU2640071C1 - Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама - Google Patents
Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640071C1 RU2640071C1 RU2016152574A RU2016152574A RU2640071C1 RU 2640071 C1 RU2640071 C1 RU 2640071C1 RU 2016152574 A RU2016152574 A RU 2016152574A RU 2016152574 A RU2016152574 A RU 2016152574A RU 2640071 C1 RU2640071 C1 RU 2640071C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sludge
- cao
- sio
- hydrochemical
- nepheline
- Prior art date
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 19
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 10
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 9
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 7
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 241001628808 Automate Species 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
- C04B7/246—Cements from oil shales, residues or waste other than slag from waste building materials, e.g. waste asbestos-cement products, demolition waste
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии производства портландцементного клинкера из нефелинового шлама, являющегося отходом производства глинозема при комплексной переработке алюминийсодержащего сырья. Способ заключается в гидрохимической обработке нефелинового шлама для производства портландцементного клинкера воздействием на шлам углекислым газом в водной среде при температуре 25-95°C в течение 2-6 ч и последующей обработкой щелочным раствором. При этом исходный поток нефелинового шлама делится на две части, одна из которых подлежит гидрохимической обработке с получением продукта, отвечающего молярному соотношению CaO/SiO>3, и затем смешивается со второй частью нефелинового шлама до достижения состава сырьевой смеси, необходимого для получения алитового клинкера. Техническим результатом изобретения является снижение потока нефелинового шлама, поступающего на гидрохимическую обработку, и материалов, поступающих на вспомогательные технологические операции по разделению продуктов и промывке шлама, следствием чего является уменьшение затрат на их осуществление. 12 пр., 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к технологии производства портландцементного клинкера из нефелинового шлама, являющегося отходом производства глинозема при комплексной переработке алюминийсодержащего сырья.
Известен способ гидрохимической щелочной обработки нефелинового шлама (Абрамов В.Я., Алексеев А.И., Бадальянц Х.А. Комплексная переработка нефелино-апатитового сырья. - М.: Металлургия, 1990. - с. 219-220), сущность которого заключается в обработке нефелинового шлама раствором NaOH при температуре 95°С с целью образования активных продуктов разложения исходного двухкальциевого силиката.
Недостатком способа является необходимость многоступенчатой промывки обработанного шлама от щелочи, при этом содержание ее в шламе сохраняется на недопустимо высоком уровне (более 2%), а также достижение относительно низких показателей по степени конверсии.
Известен способ гидрохимической обработки нефелинового шлама (авторское свидетельство SU 1189833, опубл. 07.11.1985 г.), по которому обработку шлама ведут содовым раствором с концентрацией Na2CO3 430-450 г/л при соотношении жидкого и твердого в пульпе равном (14,5-15):1.
Недостатком способа является необходимость многоступенчатой промывки обработанного шлама от щелочи, при этом содержание ее в шламе сохраняется на недопустимо высоком уровне (более 2%), а так же достижение относительно низких показателей по степени конверсии.
Известен способ (авторское свидетельство SU 981274, бюл. №46, заявл. 05.01.81, опубл. 17.12.82), при котором нефелиновый шлам обрабатывают поташно-содовым раствором с концентрацией Na2CO3 90-120 г/л, K2CO3 20-90 г/л. Как и в ранее рассмотренных аналогах, этот способ отличается большим количеством технологических операций, необходимых для отделения содово-силикатного раствора, его регенерации, промывки нефелинового шлама и утилизации промывных вод.
Недостатком способа являются относительно невысокие показатели конверсии и сохраняется недопустимо высокое содержание щелочей в промытом продукте.
Известен способ гидрохимической обработки нефелинового шлама (Абрамов В.Я. Комплексная переработка нефелино-апатитового сырья / В.Я. Абрамов, А.И. Алексеев, Х.А. Бадальянц, М.: Металлургия. 1990. С. 224-227) предлагается вести обработку содо-поташным раствором, образующимся в результате карбонизации алюминатных растворов глиноземного производства.
Недостатком способа являются относительно невысокие показатели конверсии и сохраняется недопустимо высокое содержание щелочей в промытом продукте.
Известен способ гидрохимической обработки нефелинового шлама, заключающийся в промывке шлама, обработке щелочным соединением и обработкой известковым молоком с дозировкой 1,0-5,0 молей CaO активного на один моль суммы щелочей в нефелиновом шламе при температуре 25-95°C в течение 1-4 ч (Патент РФ. 2246458, заявл. 04.12.2003, опубл. 20.02.2005).
Недостатком данного способа является необходимость ведения дополнительных технологических операций.
Известен способ гидрохимической обработки нефелинового шлама (авторское свидетельство СССР №530001, опубл. 30.09.1976 г.), принятый за прототип, согласно которому гидрохимическую обработку нефелинового шлама осуществляют в две стадии. На первой стадии его обрабатывают углекислым газом в водной среде при температуре 20-95°С в течение 2-6 часов. На второй стадии нефелиновый шлам подвергают обработке раствором едкого натра при концентрации Na2O 25-500 г/л с целью растворения выделившейся ранее кремнекислоты.
Основной недостаток данного способа связан с необходимостью вовлечения в процесс гидрохимической обработки всего потока белитового шлама, предназначенного для приготовления сырьевой портландцементной смеси, и соответственно осуществления для всего потока материалов вспомогательных технологических операций по сгущению и промывке продукта гидрохимической обработки, поступающего на дальнейшую переработку.
Техническим результатом является снижение потока нефелинового шлама, поступающего на гидрохимическую обработку, и материалов, поступающих на вспомогательные технологические операции по разделению продуктов и промывке шлама, следствием чего является уменьшение затрат на их осуществление.
Технический результат достигается тем, что исходный поток нефелинового шлама делится на две части, одна из которых подлежит гидрохимической обработке с получением продукта, отвечающего молярному соотношению СаО/SiO2>3, и затем смешивается со второй частью нефелинового шлама до достижения состава сырьевой смеси, необходимого для получения алитового клинкера, расчет долей которых производится по формулам
при этом достижение состава смеси, необходимого для получения алитового клинкера, устанавливается по результатам ее анализа известными методами на содержание СаО и SiO2 с последующим расчетом известкового модуля, который с точностью до 1% должен отвечать стехиометрии алита согласно следующему соотношению:
αсм изв=60(СаО)см/56(SiO2)см=3±0,03,
где хис и хгх - соответственно доля исходного шлама и прошедшего гидрохимическую обработку в составе сырьевой смеси,
где (СаО)и и (SiO2)и, (СаО)к и (SiO2)к - соответственно содержание СаО и SiO2 в исходном шламе и после гидрохимической обработки (конечном),
(СаО)см и (SiO2)см - соответственно содержание СаО и SiO2 в готовой сырьевой смеси для получения клинкера алитового состава,
56 и 60 - соответственно молекулярная масса СаО и SiO2, г/моль.
Способ поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - график зависимости известкового модуля нефелинового шлама после гидрохимической обработки от степени конверсии ортосиликата кальция по уравнению (1);
фиг. 2 - график зависимости доли нефелинового шлама, поступающего на гидрохимическую обработку, в составе сырьевой смеси, от степени конверсии ортосиликата кальция.
Способ осуществляется следующим образом. Нефелиновый шлам является отходом глиноземного производства при переработке нефелинового сырья способом спекания, с влажностью около 50%, после его отделения от алюминатного раствора и многостадийной противоточной промывки репульпируют водой до заданного отношения жидкого к твердому и подвергают гидрохимической обработке углекислым газом. Затем разделяют твердые и жидкие продукты гидрохимической обработки. Твердый продукт (шлам) смешивают с раствором щелочи и обрабатывают в течение времени, необходимого для растворения кремнийсодержащего компонента в установленном технологическом режиме. Полученный шлам отделяют и промывают водой до остаточного содержания щелочи в осадке (в пересчете на Na2O) менее 1,0%. По результатам химического анализа шлама, прошедшего гидрохимическую обработку, на содержание СаО и SiO2 выполняется расчет количества исходного нефелинового шлама для приготовления сырьевой смеси. Промытый шлам после гидрохимической обработки смешивают с расчетным количеством исходного нефелинового шлама до достижения состава сырьевой смеси,необходимой для получения алитового клинкера.
Для реализации способа в лабораторном масштабе использована проба нефелинового шлама, полученного в производственных условиях ЗАО «БАЗЭЛЦЕМЕНТ-ПИКАЛЕВО» и отвечающего следующему химическому составу, %: СаО - 57,12; SiO2 - 30,4; Al2O3 - 2,7; Fe2O3 - 2,88; R2O - 1,5. Пробу репульпируют водой до отношения жидкого к твердому равного 4, нагревают до температуры 25-95°С и обрабатывают углекислым газом в течение времени, необходимого для достижения степени конверсии от 20 до 100%. При этом были использованы одно- и многореакторные лабораторные системы Auto-LAB и Auto-MATE II с объемом реакторов от 500 мл до 5 л, позволяющие поддерживать постоянный объем жидкой фазы, стабильный режим перемешивания и температуру пульпы с точностью до 0,1 град. Затем пульпу фильтруют под вакуумом с использованием лабораторной установки, состоящей из воронки Бюхнера и колбы Бунзена или лабораторного нутч-фильтра периодического действия. Осадок снимают с фильтра (воронки Бюхнера) и смешивают со щелочным раствором, имеющим концентрацию Na2O в пределах 25-500 г/л для растворения кремнекислоты, образовавшейся в процессе гидрохимической обработки нефелинового шлама согласно следующей стехиометрии химического взаимодействия
Степень конверсии ортосиликата кальция в карбонат кальция согласно уравнению (1) оценивается по содержанию углерода в шламе, которое определяется по результатам химического анализа с использованием анализатора углерода TOC-L (SHIMADZU). Это позволяет оценить расчетную величину известкового модуля шлама по уравнению (2), достигаемого после растворения кремнекислоты щелочным раствором по уравнению (3)
где αр изв - расчетный известковый модуль, который определяется молярным отношением νCaO/νSiO2; νCaO и νSiO2 - соответственно число молей СаО и SiO2; εк - степень конверсии СаО, т.е. доля СаО, вступившая во взаимодействие по уравнению (1).
Уравнение (2) позволяет установить решающую роль степени конверсии ортосиликата кальция в достижении величины известкового модуля и представить эту зависимость в графическом виде на фиг. 1.
Щелочную обработку шлама проводят в агитационном режиме с использованием реакторных систем при заданной температуре и в течение установленного времени, необходимого для растворения кремнекислоты. При этом также были использованы лабораторные системы Auto-LAB и Auto-MATE II. Полученную пульпу отфильтровывают на вакуум-фильтре, промывают водой до содержания щелочи в осадке (в пересчете на Na2O) менее 1,0% и анализируют на содержание СаО и SiO2 известными методами, что позволяет определить известковый модуль шлама после гидрохимической обработки
где (СаО)к и (SiO2)к - соответственно конечное содержание СаО и SiO2 в шламе после гидрохимической обработки; 56 и 60 - соответственно молекулярная масса СаО и SiO2, г/моль.
Доли шлама, прошедшего гидрохимическую обработку и исходного нефелинового шлама, в составе сырьевой смеси рассчитываются по формулам
где хис и хгх - соответственно доля исходного шлама и прошедшего гидрохимическую обработку в составе сырьевой смеси; αи изв - известковый модуль исходного (необработанного) нефелинового шлама.
Так как известковый модуль исходного нефелинового шлама с точностью до одной сотой единицы соответствует стехиометрии ортосиликата кальция, то при выполнении приближенных расчетов эту величину можно округлить до 2,0 при подстановке в уравнение (5)
αи изв=60(СаО)и/56(SiO2)и=60⋅57,12/56⋅30,4=2,013≈2,0.
Тогда с учетом полного растворения ортокремневой кислоты по уравнению (3) и достижения величины известкового модуля, отвечающего расчетному значению по уравнению (2), после подстановки указанных величин в уравнение (5) можно получить упрощенную формулу для расчета доли шлама, прошедшего гидрохимическую обработку (7) и исходного нефелинового шлама (6), в составе сырьевой смеси
εк - степень конверсии СаО, т.е. доля СаО, вступившая во взаимодействие по уравнению (1).
С учетом введенных упрощений доля нефелинового шлама, прошедшего гидрохимическую обработку, в составе сырьевой смеси однозначно определяется степенью конверсии ортосиликата кальция по уравнению (1) и может быть представлена в графическом виде на фиг. 2.
Установленные по уравнениям (5) и (6) части шлама, необходимые для приготовления сырьевой смеси алитового состава, смешиваются агитационным способом в виде пульпы или в сухом виде с использованием ротационного смесителя до получения смеси однородного состава. Достижение состава, необходимого для получения алитового клинкера, устанавливается по результатам анализа смеси известными методами на содержание СаО и SiO2 с последующим расчетом известкового модуля, который с точностью до 1% должен отвечать стехиометрии алита согласно следующему соотношению:
αсм изв=60(CaO)см/56(SiO2)см=3±0,03,
где (СаО)см и (SiO2)см - соответственно содержание СаО и SiO2 в готовой сырьевой смеси для получения клинкера алитового состава.
Способ поясняется следующими примерами, представленными в таблице 1.
Пример 1.
В лабораторных условиях использовали нефелиновый шлам, отобранный со шламохранилища ЗАО «БАЗЭЛЦЕМЕНТ-ПИКАЛЕВО», который после сушки в лабораторных условиях имеет остаточную влагу 0,5%, определяемую по результатам анализа с использованием анализатора влажности МОС - 120Н (SHIMADZU). Нефелиновый шлам разбавляли водой до достижения соотношения жидкого и твердого в пульпе равного 4. Полученную пульпу нагревали до заданной температуры в диапазоне 25-95°С и подавали углекислый газ установленной концентрации. Процесс гидрохимической обработки шлама вели в течение установленного времени в интервале от 2 до 6 часов. Затем пульпу отфильтровывали на вакуум-фильтре и смешивали со щелочным раствором, концентрация которого в пересчете на Na2O находится в диапазоне от 25 до 500 г/л. Обработку щелочным раствором вели в течение установленного времени, необходимого для растворения образовавшегося силикатного компонента. Полученную пульпу отфильтровывали с помощью вакуум-фильтра и промывали водой до содержания щелочи в пересчете на Na2O менее 1,0%. По результатам анализа степень конверсии нефелинового шлама составила 22,63%, а известковый модуль шлама после щелочной обработки, фильтрации и промывки составил 2,61. Расчеты состава сырьевой смеси показывают, что их результаты не имеют физического смысла, и приготовление сырьевой смеси алитового состава с использованием исходного шлама и прошедшего гидрохимическую обработку невозможно.
Пример 2.
Пример 2 аналогичен Примеру 1. По результатам анализа степень конверсии нефелинового шлама составила 29,84%, а известковый модуль шлама после щелочной обработки, фильтрации и промывки составил 2,84. Расчеты состава сырьевой смеси показывают, что их результаты не имеют физического смысла, и приготовление сырьевой смеси алитового состава с использованием исходного шлама и прошедшего гидрохимическую обработку невозможно.
Пример 3.
Пример 3 аналогичен Примеру 1. По результатам анализа степень конверсии нефелинового шлама составила 34,58%, а известковый модуль шлама после щелочной обработки, фильтрации и промывки составил 3,08. Расчет количества исходного (необработанного) нефелинового шлама и прошедшего гидрохимическую обработку выполнялся по уравнениям (5) и (6), что позволило установить следующее соотношение компонентов для приготовления сырьевой смеси алитового состава: 95,2% - шлам после гидрохимической обработки, 4,80% - исходный нефелиновый шлам.
Расчетные количества исходного нефелинового шлама и прошедшего гидрохимическую обработку смешивали с использованием описанных технологических приемов до получения однородного состава, который анализировался на содержание СаО и SiO2, что позволило установить величину известкового модуля смеси, равную 3,02.
Пример 4-10.
Примеры 4-10 аналогичны ранее рассмотренным примерам 1-3. Результаты их выполнения сведены в табл. 1.
Пример 11
Использовали пробу нефелинового шлама, отвечающую по содержанию влаги шламу, поступающему в производство портландцемента после процесса промывки и сгущения с влажностью 50%. При этом процесс вели в аналогичных примеру 10 условиях. По результатам анализа степень конверсии нефелинового шлама составила 96,23%, а известковый модуль шлама после щелочной обработки, фильтрации и промывки составил 53,11. Расчет количества исходного (необработанного) нефелинового шлама и прошедшего гидрохимическую обработку выполнялся по уравнениям (5) и (6), что позволило установить следующее соотношение компонентов для приготовления сырьевой смеси алитового состава: 34,3% - шлам после гидрохимической обработки, 65,7% - исходный нефелиновый шлам. Расчетные количества исходного нефелинового шлама и прошедшего гидрохимическую обработку смешивали с использованием описанных технологических приемов до получения однородного состава, который анализировался на содержание СаО и SiO2, что позволило установить величину известкового модуля смеси, равную 3,03.
Пример 12
Использовали пробу нефелинового шлама, отвечающую по содержанию влаги шламу со шламового поля с влажностью 21%. Процесс вели в аналогичных примеру 10 условиях. Результаты выполнения приведены в табл. 1.
Преимущество изобретения состоит в том, что осуществление технологического процесса гидрохимической обработки нефелинового шлама с достижением степени конверсии более 33,33% позволяет уменьшить поток нефелинового шлама, поступающего на обработку, сократить затраты на вспомогательные технологические операции и управлять количеством попутно производимого портландцемента на единицу основной продукции (глинозема) при комплексной переработке алюминийсодержащего сырья.
Claims (11)
- Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама для производства портландцементного клинкера воздействием на шлам углекислым газом в водной среде при температуре 25-95°С в течение 2-6 ч и последующей обработкой щелочным раствором, отличающийся тем, что исходный поток нефелинового шлама делится на две части, одна из которых подлежит гидрохимической обработке с получением продукта, отвечающего молярному соотношению CaO/SiO2>3, и затем смешивается со второй частью нефелинового шлама до достижения состава сырьевой смеси, необходимого для получения алитового клинкера, расчет долей которых производится по формулам
-
-
- при этом достижение состава сырьевой смеси, необходимого для получения алитового клинкера, устанавливается по результатам ее анализа известными методами на содержание СаО и SiO2 с последующим расчетом известкового модуля, который с точностью до 1% должен отвечать стехиометрии алита согласно следующему соотношению:
- αсм изв=60(СаО)см/56(SiO2)см=3±0,03,
- где хис и хгх - соответственно доля исходного шлама и прошедшего гидрохимическую обработку в составе сырьевой смеси,
- и
- соответственно известковый модуль исходного нефелинового шлама и после гидрохимической обработки (конечного)
- и
,
- где (СаО)и и (SiO2)и, (СаО)к и (SiO2)к - соответственно содержание СаО и SiO2 в исходном шламе и после гидрохимической обработки (конечном),
- (СаО)см и (SiO2)см - соответственно содержание СаО и SiO2 в готовой сырьевой смеси для получения клинкера алитового состава,
- 56 и 60 - соответственно молекулярная масса СаО и SiO2, г/моль.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152574A RU2640071C1 (ru) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152574A RU2640071C1 (ru) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2640071C1 true RU2640071C1 (ru) | 2017-12-26 |
Family
ID=63857254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016152574A RU2640071C1 (ru) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2640071C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU530001A1 (ru) * | 1975-03-05 | 1976-09-30 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета | Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама |
| SU632664A1 (ru) * | 1976-11-17 | 1978-11-15 | Ushakov Yurij A | Способ обработки нефелиносиенитового шлама |
| SU664944A1 (ru) * | 1975-05-20 | 1979-05-30 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета | Способ получени в жущего |
| GB2193954A (en) * | 1986-06-26 | 1988-02-24 | Comalco Alu | Production of useful materials including synthetic nepheline from bayer red mud |
| RU2246458C1 (ru) * | 2003-12-04 | 2005-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) | Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама |
-
2016
- 2016-12-29 RU RU2016152574A patent/RU2640071C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU530001A1 (ru) * | 1975-03-05 | 1976-09-30 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета | Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама |
| SU664944A1 (ru) * | 1975-05-20 | 1979-05-30 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета | Способ получени в жущего |
| SU632664A1 (ru) * | 1976-11-17 | 1978-11-15 | Ushakov Yurij A | Способ обработки нефелиносиенитового шлама |
| GB2193954A (en) * | 1986-06-26 | 1988-02-24 | Comalco Alu | Production of useful materials including synthetic nepheline from bayer red mud |
| RU2246458C1 (ru) * | 2003-12-04 | 2005-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) | Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101101333B1 (ko) | 배수처리제 | |
| GB2522777A (en) | Novel purification processes | |
| RU2640071C1 (ru) | Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама | |
| US8013204B2 (en) | Use of partly prehydrated lime for separating a solid matter/liquid mixture, method for treating sludge and purified sludge obtained by said method | |
| KR20150120971A (ko) | 붕불화물 함유수의 처리 방법 및 처리 장치 | |
| KR101293283B1 (ko) | 붕불산을 함유하는 폐수로부터 불소를 제거하는 방법 | |
| RU2745771C1 (ru) | Способ получения гипсового вяжущего из отходов металлургических производств | |
| JP2016502971A (ja) | シリカ−アルミナ組成物の調製 | |
| CN108128789A (zh) | 一种分子筛合成母液利用方法 | |
| RU2739197C1 (ru) | Способ удаления катионов тяжелых металлов из водной фазы | |
| CN109071253A (zh) | 高盐基性氯化铝及其制备方法 | |
| RU2656305C2 (ru) | Способ получения низкоконцентрированного композиционного коагулянта-флокулянта на основе нефелинсодержащего сырья и золы | |
| JP6866726B2 (ja) | 石膏の製造方法及びセメント組成物の製造方法 | |
| TWI398408B (zh) | 鐵鋁氧石溶解殘渣的中和方法及氫氧化鋁之製造方法 | |
| RU2246458C1 (ru) | Способ гидрохимической обработки нефелинового шлама | |
| RU2806076C1 (ru) | Способ изготовления сырья для получения техногенного ангидритового вяжущего | |
| CN112939176B (zh) | 一种洗煤废水处理剂、其制备方法和应用 | |
| JP5057955B2 (ja) | 汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮装置 | |
| RU2616309C1 (ru) | Способ получения строительного материала | |
| JP4246648B2 (ja) | ゼオライト化改質土の製造方法 | |
| RU2560413C2 (ru) | Способ глубокого обескремнивания алюминатных растворов | |
| SU872456A1 (ru) | Способ получени коагул нта | |
| RU2560412C2 (ru) | Способ обескремнивания алюминатных растворов | |
| RU2446104C1 (ru) | Способ глубокого обескремнивания кислых растворов | |
| JPH0315517B2 (ru) |