Senėjimo įtaka ekstrakcinio pushidračio fosfogipso ir jo gaminių savybėms

Abstract

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamas ką tik nuo atliekų šalinimo konvejerio nuimtas, neatvėsęs ir nesusihidratavęs ekstrakcinis pushidratis fosfogipsas. Tai pati gausiausia mineralinė atlieka, kurios sąvartynai sparčiai auga, o panaudojimas lig šiol nėra išspręstas. AB “Lifosa” kasmet į sąvartynus šalina daugiau kaip 1 mln. tonų E-PG, o su kiekviena tona prarandama apie 160 kWh jame akumuliuotos atliekinės energijos. Todėl būtina ieškoti efektyvių būdų jam perdirbti neleidžiant sunykti atliekinei energijai. Tokio pavidalo, kokio fosfogipsas šalinamas į sąvartynus, jis negali būti naudojamas statyboje dėl jame esančių priemaišų (nesureagavęs apatitas, H3PO4 ir H2SO4 likučiai, CaS, geležies, aliuminio druskos). Dėl šių priemaišų poveikio fosfogipso bandiniai labai lėtai kietėja ir pasižymi nedideliu tankiu ir stipriu, dideliu vandens įgeriamumu. Darbe pasiūlytas ir išbandytas mechaninės aktyvacijos būdas, neleidžiantis pushidračiame fosfogipse akumuliuotai atliekinei energijai sunykti. Nustatyta, kad tiek neaktyvuoto, tiek aktyvuoto fosfogipso bandinių stipriai mažai priklauso nuo išlaikymo trukmės, o bandinių, suformuotų iš gipscemenčio stipriai pastebimai didėja. Vandens poveikis skirtingos formavimo masių sudėčių bandiniams yra nevienodas: fosfogipso bandiniai prarado pradinę formą ir iš dalies arba visiškai stiprį, tuo tarpu gipscemenčio bandinių forma nepakito, o stipris sumažėjo nežymiai. Analizuojant kietėjimo deformacijų duomenis, matyti, kad kietėjimo deformacijos daugiausia yra neigiamos, o jų dydis gali būti reguliuojamas keičiant formavimo masių sudėtis.

The main magistracy final work motivation and aims: The main goal was to implementation a pilot project for use of surplus energy accumulated in E-PG. Phosphogypsum is one of the most abundant mineral waste materials, the use of which is solved fully up to the present time. In spite of the fact, that there are tens of millions of tons of phosphogypsum accumulated in stacks, an additional million tons of E-PG is added each year. Due to the fact, that during the phosphoric acid production process from apatite phosphogypsum is formed in the hemi hydrate state (CaSO4  1/2 H2O) similarly like construction gypsum, therefore it could be used in construction work as a gypsum binding material. However the acids present in the E-PG compositions block the hydratation and hardening processes. Various technological solutions such as washing out the soluble admixtures or neutralization with slaked lime suspensions increase the energy expenditures substantially. Energy requirements then increase by almost two times to produce a gypsum binding material in comparison to when natural gypsum materials are used. Correspondingly the energy costs increase and pollutant emissions into the environment. Taking into account these conditions, we investigated the E-PG properties when mechanical activation method was used. It allows obtaining chemically active formation mixtures with out using fuel or other sources of heat energy. However from a technological point of view, if we store E-PG for longer periods of time, it becomes sticky and forms large crumbs and futher reprocessing becomes problematic. That is why a series of investigations were preformed by using E-PG just off the conveyer. It was found that these problems can be eliminated.