PL190343B1 - Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczaniaodpadów - Google Patents
Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczaniaodpadówInfo
- Publication number
- PL190343B1 PL190343B1 PL02355364A PL35536402A PL190343B1 PL 190343 B1 PL190343 B1 PL 190343B1 PL 02355364 A PL02355364 A PL 02355364A PL 35536402 A PL35536402 A PL 35536402A PL 190343 B1 PL190343 B1 PL 190343B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- sulfur
- temperature
- sulphur
- degrees celsius
- securing
- Prior art date
Links
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 title abstract 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 32
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 4
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N cyclopentadiene Chemical compound C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 abstract 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 12
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
1. Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarko- wych i zabezpieczania odpadów z siarki elementarnej i weglowodorów nienasyconych, prze- znaczonej do produkcji betonów siarkowych i/lub zabezpieczania odpadów, znamienny tym, ze weglowodory nienasycone w ilosci 1-20% wagowych reagentów wprowadza sie do sto- pionej i stale mieszanej siarki elementarnej o temperaturze 125-130°C, a nastepnie tempera- ture mieszaniny stopniowo podwyzsza sie nie szybciej niz o 5°C w ciagu 30 minut do osia- gniecia 140-145°C, a nastepnie temperature utrzymuje sie na tym poziomie w ciagu 3 godzin, obniza nie szybciej niz o 5°C w ciagu 30 minut do 130-135°C i utrzymuje na tym poziomie w ciagu co najmniej 3 godzin. PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej, przeznaczonej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczania odpadów, pełniącej rolę cementu siarkowego.
Znane są tzw. cementy siarkowe, stanowiące mieszaninę siarki elementarnej z nieorganicznymi i/lub organicznymi środkami wiążącymi. Cementy te charakteryzują się wysokimi parametrami wytrzymałościowymi, konkurencyjnymi w stosunku do cementu portlandzkiego. Ich dodatkową zaletą jest odporność na oddziaływanie kwasów, soli, olejów i wielu innych substancji organicznych.
Ich wadą jest natomiast niestabilność parametrów wytrzymałościowych w czasie, związana ze stopniową krystalizacją siarki elementarnej, szczególnie w podwyższonych temperaturach. Wadę tę próbuje się usuwać dodając dokładnie zmielone substancje nieorganiczne, ale wymaga to dodatkowych operacji technologicznych, których skuteczność jest uwarunkowana dokładnością wykonawstwa, szczególnie w zakresie doboru i przestrzegania składu granulometrycznego wypełniaczy.
Lepsze właściwości użytkowe posiadają betony otrzymywane przy użyciu cementów siarkowych otrzymywanych z użyciem dicyklopentadienu, m.in. według opisu patentowego USA nr 4 391 969 i jego analogu polskiego opisu patentowego nr 132 589, jednakże w opiniach użytkowników znajdujemy częściowe tylko potwierdzenie zalet sygnalizowanych przez autorów.
Również rozwiązanie przedstawione w polskim opisie patentowym 115 768 nie usuwa całkowicie przedstawionej wady cementu siarkowego.
Analizując przyczyny obniżenia się parametrów wytrzymałościowych stwierdzono, że cementy siarkowe otrzymywane według znanych rozwiązań charakteryzują się niejednorodnością składu chemicznego, co w niektórych przypadkach można stwierdzić nawet wizualnie.
Nie dotyczy to jednak wszystkich znanych z opisów patentowych rozwiązań, ponieważ postępując według niektórych z nich otrzymuje się substancje jednorodne, formalnie spełniające wymagania normatywne co do składu chemicznego, a mimo tego niestabilne.
190 343
Dążąc do usunięcia przedstawionej wady cementów siarkowych zwrócono uwagę, że niektóre węglowodory nienasycone, stosowane do otrzymywania cementów siarkowych, m.in. monomery dicyklopentadienu dość gwałtownie reagują z siarką, zwłaszcza w temperaturze zbliżonej do dolnej granicznej temperatury homopolimeryzacji siarki elementarnej (159°C). Na skutek tego zamiast jednorodnej substancji kopolimerycznej otrzymuje się zawiesinę produktów reakcji substancji organicznych z siarką rozproszoną w siarce elementarnej. Aby do tego nie dopuścić w rozwiązaniu według naszego wynalazku zastosowano ścisły reżim temperaturowy procesu technologicznego, przedstawiony w przykładach.
Stwierdzono ponadto, że przyczyną braku stabilności parametrów wytrzymałościowych nawet jednorodnych cementów siarkowych mogą być uboczne reakcje utleniana, co potwierdzono w próbach przemysłowych otrzymywania siarki polimerycznej w atmosferze azotu i dwutlenku węgla.
Według wynalazku, sposób otrzymywania z siarki elementarnej i węglowodorów nienasyconych stabilnej siarki polimerycznej przeznaczonej do produkcji betonów siarkowych i/lub zabezpieczenia odpadów, charakteryzuje się tym, że węglowodory nienasycone w ilości 1-20% wagowych reagentów wprowadza się do stopionej i stale mieszanej siarki elementarnej o temperaturze 125-130°C, a następnie temperaturę mieszaniny stopniowo podwyższa się nie szybciej niż o 5°C w ciągu 30 minut do osiągnięcia 140-145°C, a następnie temperaturę utrzymuje się na tym poziomie w ciągu 3 godzin, obniża nie szybciej niż o 5 °C w ciągu 30 minut do 130-135°C i utrzymuje na tym poziomie w ciągu co najmniej trzech godzin. Jako węglowodory nienasycone stosuje się mieszaninę cyklopentadienu i jego oligomerów z ewentualną domieszką styrenu, stanowiącą 0-50% wagowych wszystkich węglowodorów. Proces technologiczny otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej prowadzony jest w atmosferze beztlenowej, w obecności azotu, dwutlenku węgla lub innego gazu inertnego.
Stabilność uzyskanych parametrów w czasie tak otrzymanej siarki polimerycznej potwierdzono w wyniku kilkuletnich badań otrzymanych próbek, przechowywanych w zmiennych warunkach temperaturowych, przy oddziaływaniu zróżnicowanych warunków atmosferycznych.
Siarka polimeryczna otrzymywana według wynalazku może zatem pełnić rolę stabilnego pod względem wytrzymałościowym cementu siarkowego i być z powodzeniem stosowana jako materiał uszczelniający i łączeniowy, a w szczególności jako półprodukt do wytwarzania betonów siarkowych z zastosowaniem kruszyw mineralnych lub określonych substancji odpadowych. W tym ostatnim zastosowaniu pełni ona rolę czynnika szczelnie zabezpieczającego przed przenikaniem substancji szkodliwych, zawartych w odpadach do atmosfery, wód powierzchniowych i gleby. Jest to szczególnie ważne w przypadku zabezpieczania odpadów niebezpiecznych, m.in. zawierających rtęć i inne metale ciężkie.
Przykład I.
W reaktorze o pojemności 0,7m3, zaopatrzonym w płaszcz grzewczy parowy i mieszadło stopiono 930 kg siarki elementarnej, po czym stale mieszając podwyższono temperaturę do 130°C. Po osiągnięciu tej temperatury nad powierzchnię siarki skierowano azot o temperaturze otoczenia. Analizowano zawartość tlenu w powietrzu wypływającym przez króciec wylotowy. Po obniżeniu tej zawartości do 0,1% wszystkie króćce zamknięto, po czym temperaturę siarki uregulowano na poziomie 125°C i rozpoczęto stopniowe, trwające 40 minut, dozowanie wcześniej przygotowanej mieszaniny 35 kg dicyklopentadienu i jego oligomerów z 35 kg styrenu, zwiększającego elastyczność otrzymywanej siarki polimerycznej.
Dozowanie węglowodorów prowadzono przy uwzględnieniu egzoenergetyczności reakcji tak, aby temperatura mieszaniny reakcyjnej nie przekroczyła 130°C i nie zmniejszyła się poniżej 125°C.
W następnej kolejności przy stałym mieszaniu podwyższano temperaturę co 30 minut o 5°C do osiągnięcia 145°C, po czym obniżano ją również z szybkością 5°C co 30 minut. Po osiągnięciu 130°C zawartość reaktora wygrzewano utrzymując 130-135°C przez okres 3 godzin. Tak otrzymaną stabilną siarkę polimeryczna, pełniącą rolę cementu siarkowego skierowano do produkcji betonów siarkowych.
190 343
Przykład II.
Stosując reaktor i sposób prowadzenia procesu technologicznego jak w przykładzie I otrzymano stabilną siarkę polimeryczną zużywając 900 kg granulowanej siarki elementarnej, 50 kg dicyklopentadienu i jego oligomerów oraz 50 kg styrenu. Produkt reakcji zastosowano jako cement siarkowy przeznaczony do zabezpieczenia gruzu budowlanego z rozbiórki hali produkcyjnej przedsiębiorstwa przemysłu chemicznego, stosującego rtęć i jej związki chemiczne.
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczania odpadów z siarki elementarnej i węglowodorów nienasyconych, przeznaczonej do produkcji betonów siarkowych i/lub zabezpieczania odpadów, znamienny tym, że węglowodory nienasycone w ilości 1-20% wagowych reagentów wprowadza się do stopionej i stale mieszanej siarki elementarnej o temperaturze 125-130°C, a następnie temperaturę mieszaniny stopniowo podwyższa się nie szybciej niż o 5°C w ciągu 30 minut do osiągnięcia 140-145°C, a następnie temperaturę utrzymuje się na tym poziomie w ciągu 3 godzin, obniża nie szybciej niż o 5°C w ciągu 30 minut do 130-135°C i utrzymuje na tym poziomie w ciągu, co najmniej 3 godzin.
- 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że jako węglowodory nienasycone stosuje się mieszaninę cyklopentadienu i jego oligomerów z ewentualną domieszką styrenu, stanowiącą 0-50% wagowych wszystkich węglowodorów.
- 3. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że proces technologiczny otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej jest prowadzony w atmosferze beztlenowej, w obecności azotu, dwutlenku węgla lub innego gazu inertnego.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL02355364A PL190343B1 (pl) | 2002-08-06 | 2002-08-06 | Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczaniaodpadów |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL02355364A PL190343B1 (pl) | 2002-08-06 | 2002-08-06 | Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczaniaodpadów |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL355364A1 PL355364A1 (pl) | 2004-02-09 |
| PL190343B1 true PL190343B1 (pl) | 2005-11-30 |
Family
ID=31974107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL02355364A PL190343B1 (pl) | 2002-08-06 | 2002-08-06 | Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczaniaodpadów |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL190343B1 (pl) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL422745A1 (pl) * | 2017-06-29 | 2019-01-02 | Centrum Wdrożeniowo Innowacyjne Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Masa siarkobetonowa |
| PL441950A1 (pl) * | 2022-08-05 | 2024-02-12 | Jacek Rybak | Metoda wytwarzania polimeru siarkowego |
-
2002
- 2002-08-06 PL PL02355364A patent/PL190343B1/pl unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL422745A1 (pl) * | 2017-06-29 | 2019-01-02 | Centrum Wdrożeniowo Innowacyjne Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Masa siarkobetonowa |
| PL422069A1 (pl) * | 2017-06-29 | 2019-01-02 | Centrum Wdrożeniowo Innowacyjne Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej stanowiącej lepiszcza do produkcji siarkobetonów i stabilna siarka polimeryczna stanowiąca lepiszcze do produkcji siarkobetonów |
| PL441950A1 (pl) * | 2022-08-05 | 2024-02-12 | Jacek Rybak | Metoda wytwarzania polimeru siarkowego |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL355364A1 (pl) | 2004-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4654203A (en) | Process for the chemical thermodecomposition of higher halogenated hydrocarbons | |
| EP1852149B1 (en) | Process and plant for the transformation of dangerous waste containing chromium into non dangerous wastes | |
| CA1288441C (en) | Process for the chemicothermal decomposition of halohydrocarbons | |
| US8025724B2 (en) | Sulphur pellet comprising H2S-suppressant | |
| FR2660218A1 (fr) | Procede d'incineration de dechets. | |
| US20130097942A1 (en) | Converting Coal Ash and Electric Arc Furnace Dust Into Glass-Ceramic Materials | |
| PL190343B1 (pl) | Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczaniaodpadów | |
| JPH02500021A (ja) | 炭化水素廃棄物と硫酸廃棄物及び／又は酸性の硫酸誘導体廃棄物との同時処理方法 | |
| US6416691B1 (en) | Synthetic aggregate and process for the production thereof | |
| Menad et al. | Polyvinyl chloride used as a chlorinating and a reducing agent | |
| JP3873223B2 (ja) | 煤塵中の重金属溶出防止方法 | |
| Porcu et al. | On the use of industrial scraps for the treatment of zinc hydrometallurgical wastes by self-propagating reactions | |
| US20100084315A1 (en) | Process for treating elemental sulphur for smell improvement | |
| Korpas et al. | Waste poly (vinyl chloride) pyrolysis with hydrogen chloride abatement by steelmaking dust | |
| Vasilakos et al. | Slurry-phase chlorination of iron pyrite in aqueous and organic media | |
| EP1065185A1 (en) | A synthetic aggregate and a process for the production thereof | |
| Jordaan et al. | Effect of hydrogen sulphide on the mechanical strength of sulphur and of sulphur mortars and concretes | |
| KR20030079041A (ko) | 폐기물 처리 방법 및 그 폐기물 처리로 획득되는 고형화물질 | |
| US10472280B1 (en) | Drill cuttings with a drying agent | |
| SU767216A1 (ru) | Способ приготовлени науглероживающего реагента дл производства стали | |
| CA2665293A1 (en) | A process for improving the smell of elemental sulphur | |
| CA2315841C (en) | A synthetic aggregate and a process for the production thereof | |
| SU1452806A1 (ru) | Способ получени гранулированного карбамида | |
| RU1790683C (ru) | Способ предотвращени пылени колчеданной серы | |
| Jong et al. | Modified-Sulfur Cements for Use in Concretes, Flexible Pavings, Coatings, and Grouts |