12. Гипсовые и ангидритовые вяжущие из побочных материалов химической промышленности

Разнообразные побочные материалы химической промышленности, содержащие водные и безводные модификации сульфата кальция, являются неиссякаемым источником для производства гипсовых и ангидритовых вяжущих и изделий. В виде фосфогипса, борогипса, фторогипса и т. Д Фосфогипс образуется при переработке природных апатитовых и фосфоритовых пород в удобрение, борогипс и фторогипс — при производстве борной кислоты и фтористых соединений.

Все отходы состоят в основном из двуводного, полуводного гипса, ангидрита, общее содержание которых колеблется в пределах 80—98 % по массе. В них также могут присутствовать кремнезем и другие вещества из исходной породы. Вредные примеси частично включены в кристаллы сульфата кальция, поэтому они трудно поддаются отмывке водой или нейтрализации. В основном производстве гипсовые отходы выделяются в виде водных суспензий высокодисперсных частиц.

Наличие в гипсовых отходах указанных примесей, обусловливающих их кислотность (рН==2...5), осложняет возможности изготовления из них гипсовых и ангидритовых вяжущих по тем технологиям, которые применяются при производстве их из природного сырья.

В частности, кислоты и фториды отрицательно отражаются на качестве продукции, вызывают повышенную сорбцию паров воды в изделиях и пониженную их морозостойкость, снижают прочностные показатели Улучшению качества отходов способствует промывка их водой с целью возможно полного удаления из них примесей.

Изготовление вяжущих а- или р-модификаций без отмывки примесей или их нейтрализации усложняет технологию вяжущих и изделий из них из-за необходимости применять кислотостойкую аппаратуру.

Полугидрат из непромытого сырья после его предварительного обезвоживания до влагосодержания 5— 10 % часто при одновременной добавке извести (3—5 % по массе) получают в варочных котлах при 150—180 °С. Эффективным является получение сухих смесей из фосфогипса и негашеной извести не простым смешением компонентов, а путем обжига двуводного фосфогипса за счет теплоты гашения молотой негашеной извести (А. В. Волжеиский). При этом происходит следующая экзотермическая реакция: 2(CaS04-2H20) -f- 3CaO = = 2(CaSO4-0,6I-I2O)H-3Ca(OH)2+156 кДж.

Исходный фосфогипс и молотую известь тщательно смешивают (например, в бегунах) в соотношении примерно 1 : 0,8—1 : 1,1, что зависит от активности извести и влажности фосфогипса и быстро направляют в емкость, в которой проводится реакция при 140—160 °С. Необходимо предусматривать мероприятия для предотвращения выделения пыли в помещение.

Охлажденная смесь используется для изготовления камней, штукатурных растворов прочностью 1,5— 2,5 МПа. Для повышения ее водостойкости возможен ввод активных добавок (трепел, зола и т. п.) в количестве 20—40 % по массе смеси всех компонентов.

Обычная высокая влажность гипсовых отходов потребовала разработки приемов использования их без сушки и обжига в сочетании с другими вяжущими т. е. в виде дисперсных смесей, в которых отходы выполняют роль заполнителей в ряде случаев с активными свойствами.