casino siteleri güvenilir deneme bonusu deneme bonusu veren siteler casino siteleri deneme bonusu deneme bonusu veren siteler 2024 güncel deneme bonusu veren siteler güvenilir slot siteleri bonus veren siteler deneme bonusu veren siteler en iyi bahis siteleri deneme bonusu 2024 güvenilir deneme bonusu deneme bonusu veren siteler güvenilir bahis siteleri en iyi bahis siteleri yeni deneme bonusu veren siteler deneme bonusu veren siteler güvenilir slot siteleri tipobet matadorbet tipobet 1xbet giriş deneme bonusu sahabet
Главная Сухие строительные смеси из отходов обогащения апатито-нефелиновых руд
Сухие строительные смеси из отходов обогащения апатито-нефелиновых руд Печать E-mail

Герасимова Л.Г., д.т.н., с.н.с. Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева КНЦ РАН

Подотрасль сухих строительных смесей (ССС) является одной из наиболее динамично развивающихся в промышленности строительных материалов [1].

Поскольку области использования ССС весьма разнообразны - грунтовки, шпатлёвки, стяжки, заполнители швов, штукатурные и клеевые композиции - то и их состав (рецептура) тоже изменяется в широких пределах. Одно остаётся практически без изменения - это присутствие в ССС кварцевого песка, сульфата кальция, извести и пигментирующих добавок различных оттенков. С этой точки зрения разработки Института химии весьма актуальны, т.к. связаны с обеспечением сырьевой базы производства дефицитных ССС из отходов обогащения апатито-нефелиновых руд и их химической переработки. В частности, при сернокислотном разложении сфенового концентрата (сфен - CaSiTiO5), одного из продуктов обогащения апатито-нефелиновых руд, образуется твёрдый остаток, содержащий соединения кальция, кремния и титана.

Поскольку вариантов переработки сфена достаточно много, то и количество упомянутых выше составляющих в отходах (остатках) химической переработки изменяется в определённых пределах [2-4]. Состав отходов, % масс: CaSО4 - 40-45, SiO2 - 15-20, TiO2 - 5-10, остальное - вода и свободная серная кислота. Утилизация таких отходов преследует решение трёх основных технологических задач:

1) нейтрализация и модифицирование влажного сульфатного остатка;

2) обезвоживание полученного продукта;

3) измельчение продукта до требуемой степени дисперсности частиц.

Первый и наиболее простой способ утилизации такого остатка - это его использование в качестве вяжущего материала в составе портландцемента. Работы в этой области интенсивно проводятся на различном уровне. Подробная информация по существу вопроса изложена в монографии [5].

На наш взгляд, более экономичный способ использования этого остатка заключается в его модифицировании с получением пигментного наполнителя, который является более дорогим продуктом.

Процесс модифицирования заключается в том, что кислый титансодержащий остаток помещается в воду и из полученной суспензии, содержащей титан (в жидкой фазе) до 20 г/л в пересчете на TiO2, осаждается гидроксид титана (IV).

Первый способ осаждения: в суспензию добавляется известковое молоко до рН=6-6.5. При этом происходит нейтрализация избыточного количества серной кислоты с образованием дигидрата сульфата кальция - гипса, титан осаждается в виде гидроксида. Полученная смесь выдерживается при перемешивании 1ч, а затем фильтруется. Полученный осадок сушится при 250-3000°С и измельчается до получения белого порошка, который обладает удовлетворительной укрывистостью (одна из ключевых характеристик пигментов и наполнителей), и может применяться в составе строительных смесей и в шпатлёвках, используемых внутри помещений. Состав пигментного наполнителя, % масс: TiO2 - 5-10, CaSO2 - 60-65, SiO2 -20-25. Второй способ осаждения: кислый титансодержащий остаток помещается в воду, и перешедшая в жидкую фазу растворимая часть титана осаждается путём термического гидролиза, который проходит в режиме кипения. По окончании нагревания в суспензию добавляется фосфорная кислота для снижения остаточного содержания TiO2 в жидкой фазе до менее 0.5 r/л. Всё это способствует формированию осадка оболочкового строения, обладающего более высокими пигментными характеристиками, чем полученный по первому способу осаждения. Осадок отделяется от жидкой фазы, промывается водой и прокаливается при 7000°С с получением пигментного наполнителя, содержащего, % масс: TiO2 -1013, CaS04 - 55-60, SiO2*H2O - 22-25, Р2О5 -5-8. Такой наполнитель может использоваться не только для наполнения ССС, но и в рецептурах масляных и эмалевых красок, о чём свидетельствуют результаты испытаний, проведённые в г. Ярославле (ЯрНИИ ЛКП). Показано, что в масляных красках светлых тонов (МА-25, ГОСТ 10503-71) возможна замена белого пигмента на пигментный наполнитель на 30%; а в воднодисперсионной краске ЭВА-27А (ГОСТ 19214-73) - на 50%.

Сравнительные свойства пигментных наполнителей, полученных по этим способам и кислого остатка, который был промыт водой и просушен, приведены в табл.1.

Последний продукт не обладает укрывистостью. Наилучшие пигментные свойства проявляет продукт, полученный по второму способу осаждения.  

Таблица. 1. Свойства полученных продуктов

п/п  ВРС, %  Цвет, белизна, ус. ед рН М*, г/100 г пигмента У**, г/м2
1 5,2 белый, 95 3.81 77.3 220 в два слоя
2 4 слегка кремовый оттенок 3.9 63.7 160 в два слоя
*** 8,7 заметный кремовый оттенок с тёмно-серыми вкраплениями 3.65 62.7 Не укрывает

 

 

 

 

* - М - маслоемкость продукта
** - У - укрывистость продукта
*** - кислый остаток промыт водой и просушен

В табл.2 приведены рецептуры шпатлёвок, в которых использовался пигментный наполнитель, полученный по второму способу осаждения.

Таблица 2. Состав рецептур шпатлёвок

Компоненты Рецептура 1 Рецептура 2 Рецептура 3 Рецептура 4
Олифа,кг 1.0 1.0 1.0 -----
Вода, кг --- --- --- 1.0
Клей животный, кг --- --- 0.2 0.5
Клей КМЦ, кг --- 0.2 --- 0.5
Стиральный порошок, кг --- 0.02 0.02 0.1
Пигментный наполнитель, кг До рабочей консистенции До рабочей консистенции   
 
До рабочей консистенции  До рабочей консистенции 

 

 

 

 

 

 

 

Отмечается, что шпатлёвки, содержащие в своём составе пигментный наполнитель, отлично наносятся на поверхность штукатурки, бетона и дерева, образуют очень гладкий слой, который не растрескивается и не требует предварительной зачистки перед окрашиванием.

Интерес представляет также вариант использования кислого остатка для получения железоокисного композиционного пигмента. В этом случае твёрдые частицы отхода являются центрами кристаллизации гидроксида железа - FeO(OH). Синтез продукта протекает по классической методике, включающей следующие операции [6]:

1) приготовление раствора железного купороса (FeSО4 • 7H2O) - 120-125 г/л по Fe2O3;

2) добавка в «купоросный» раствор кислого остатка;

3) нагревание суспензии до 900°С и выдержка её при перемешивании и пропускании через неё воздуха в течение 12-15ч;

4) фильтрование суспензии с отделением осадка;

5) промывка полученного осадка;

6) термообработка осадка с получением железооксидной композиции.

В зависимости от температуры прокаливания и расхода купороса может получаться пигментный наполнитель с различной интенсивностью цветового оттенка: красного, оранжево-красного, красно-коричневого и коричневого. Продукты таких цветовых оттенков широко используются в ССС, а также в производстве покрытий для крыш.

Основные свойства некоторых железосодержащих пигментных продуктов приведены в табл. 3.

Таблица 3. Свойства пигментного наполнителя

Наименование Коричневый, t-700°C Красно-коричневый, t-500°C
Содержание Fe2O3*, % 40.3 70.6
Содержание ВРС*, % 1.0 1.0
рН водной вытяжки  6.5  6.97
Укрывистость, г/м2 35.4 26.9
Маслоемкость, г/100 г 20.0 46.1
Диспергируемость      
(по Клину), мкм 35  40

 

 

 

 

 

 


* - ВРС- водорастворимые соединения

Испытания показали возможность получения качественных пигментных наполнителей, в том числе и железосодержащих, из отходов химической (сернокислотной) переработки сфенового концентрата, пригодных для использования в ССС и лакокрасочных материалах.

Отдалённость нашего региона от центра, откуда в основном ведутся поставки строительных материалов, сопровождается повышением их цен и соответственно удорожанием строительных работ. Использование местного качественного сырья, и в частности для такой крупнотоннажной продукции, как строительные смеси, положительно скажется на экономике предприятий-потребителей.

Технология получения ССС из имеющихся отходов переработки сфенового концентрата прошла проверку в укрупненном масштабе. Простота получения качественных ССС позволяет надеяться, что данные разработки окажутся востребованными предприятиями нашей области и освободят их от необходимости завоза подобных более дорогих продуктов из других регионов страны.

Список литературы

1. Российская неделя сухих строительных смесей -2003. Строительные материалы. - 2004. - № 1. - С. 48-49.

2. Герасимова Л.Г. Пигменты и наполнители из природного титансодержащего сырья и техногенных отходов. Апатиты: КНЦ РАН. - 2001. -100 с.

3. Николаев А.И. Переработка нетрадиционного титансодержащего сырья Кольского полуострова. Апатиты: КНЦ РАН. -1991. -106 с.<

4. Мотов Д.Л., Максимова Г.К. Сфен и его химическая переработка на титановые пигменты и наполнители.-Л.: Наука.-1983.-88 с.

5. Гуревич Б.И. Вяжущие вещества из техногенного сырья Кольского полуострова. Апатиты: КНЦ РАН. -1996. -176 с.

6. Патент РФ №2073695. Способ переработки золы тепловых станций с получением железосодержащего пигментного наполнителя. 1997. - БИ. - № 5.

Журнал "СЕВЕР строительный" № 9 2006 г.


busy
 

Язык сайта:

English Danish Finnish Norwegian Russian Swedish

Популярное на сайте

Ваш IP адрес:

35.173.48.18

Последние комментарии

При использовании материалов - активная ссылка на сайт https://helion-ltd.ru/ обязательна
All Rights Reserved 2008 - 2024 https://helion-ltd.ru/

�������@Mail.ru ������.�������