Переработка отходов производства кальцинированной соды

При производстве кальцинированной соды аммиачным методом на 1 т продукции в качестве основного отхода образуется 8-12 м³ дистиллерной жидкости, содержащей 200-250 кг/м³ су­хого остатка. Складирование этих отходов организуют в специ­альных шламонакопителях (белых морях), занимающих 300-350 гектаров земельных участков.

Твердый остаток дистиллерной жидкости (дистиллерный шлам) в сухом виде представляет собой светло-серую массу плотностью около 970 кг/м³, на 70-80% состоящую из частиц размером 0,1-0,2 мм. В сухом дистиллерном шламе Стерлитамакского ПО «Сода», образова­ние которого оценивается величиной, превышающей 500 тыс.т/год, содержится 56,7-75,5% СаСО₃, 5,2-15,7% Са(ОН)₂, 0,7-6,8% СаSО₄, 0,03-10,4% СаС1₂, 4,75-15,0% SiO₂, 3,21-7,61% К₂О₃ и другие компоненты.

Таким образом, твердый остаток дистиллерной жидкости включает ряд оксидов, представляющих собой части соедине­ний силикатных систем, обладающих вяжущими свойствами, что указывает на принципиальную возможность получения вя­жущих материалов на основе этих отходов содового производ­ства. При этом недостаток в дистиллерном шламе кремнеземи­стого компонента требует его компенсации, например, кварце­вым песком.

Разработаны различные варианты технологии вя­жущих материалов на основе дистиллерных шламов содовых производств. В соответствии с наиболее простым из них дистил­лерный шлам, влажность которого составляет 25-30%, экска­ватором отбирают из шламонакопителя, подсушивают и затем измельчают с кварцевым песком (82,2-86,3% SiO₂) в шаровой мельнице. Получаемый при этом продукт представляет собой бесклинкерный вяжущий материал автоклавного твердения с достаточно сложным химическим составом. Однако из-за низ­кой активности исходного дистиллерного шлама, содержаниеактивных СаО и МgО в котором составляет 12-14%, получае­мые на основе такого вяжущего изделия обладают невысокой прочностью, примерно соответствующей маркам 200-230.

Включение в технологию стадии обжига сырьевых материа­лов при 800—1050°С позволяет устранить перечисленные не­достатки: при оптимальном режиме обжига получаемый про­дукт характеризуется содержанием активных СаО и МgО > 40%, что обеспечивает возможность достижения прочности затвердевшего камня на его основе, соответствующей марке вяжущего 500.

При подготовке дистиллерного шлама к обжигу его с целью снижения влажности смешивают с высушенным шламом, полученную массу гранулиру­ют, гранулы опудривают пылью из электрофильтров системы пылеочистки и сушат при 200-300 ^оС теплом отходящих газов обжиговой печи. Высушен­ные гранулы обжигают в течение 20 мин при 800-900 °С, охлаждают, и смешивая с песком и гипсом, измельчают, получая готовый продукт, содер­жание в котором активных СаО и МgО составляет 58%. Предел прочности при сжатии изделий составляет 34,1-68,6 МПа. Вместе с тем, сроки схватывания получаемого вяжущего весьма коротки: начало схватывания — через 10-12 мин, конец через 16-25 мин, что влечет трудности при формовке изделий в производстве. Поэтому с целью удлинения сроков схватывания при помоле в смесь вводят 2-3%. гипса. На основе получаемого вя­жущего в промышленных масштабах организовано производство блоков ячеистого бетона по литьевой техно­логии.

На основе дистиллерно­го шлама содового производства на Стерлитамакском ПО «Сода» реализована технология автоклавного вяжущего известково-белитового типа, характеризующегося высокими фи­зико-механическими свойствами, относительной простотой про­изводства и высокой эффективностью применения. По существу она мало отличается от традиционной технологии производства известково-белитовых вяжущих материалов и включает совмест­ную сушку дозируемых дистиллерных шламов (кальциевый карбонатный компонент) и кварцевого песка (кремнеземистый компонент) с последующим обжигом высушенной смеси. Одна­ко присутствие в перерабатываемых отходах содового произ­водства таких эффективных минерализаторов, как СаСI₂ и гипс способствует значительной интенсификации процессов минералообразования во время обжига. Продуктом обжига является серый сыпучий материал с размерами зерен 1-2 мм. Его ох­лаждают в барабанном холодильнике до 90 °С и отправляют на склад готовой продукции. На основе получаемого вяжущего организова­но производство силикатного кирпича по традиционной (как при использовании извести) технологии.

Таким образом, имеющийся производственный опыт указы­вает на эффективность утилизации дистиллерных шламов содо­вых производств в качестве сырья для производства бесцемент­ных вяжущих материалов.