Технология получения строительной извести. Сырьё для получения извести

Сырьё для производства извести

Сырьём для производства извести служат осадочные карбонатные породы. К ним относятся известняки, доломиты, мел и мергель. Это природные материалы. Есть и вторичные, полученные как отходы на стройках, в химической и металлургической отраслях промышленности.

К известнякам относятся породы, в которых СаСО 3 содержится не менее 70%, либо около 55% кальцита СаО и 45% углекислого газа СО 2 .Такое же количество углекислого кальция содержит ещё одна горная порода ― арагонит, но он имеет совсем другую кристаллическую решётку и для производства извести не подходит. Разница объясняется молодостью арагонита: он встречается обычно в виде наплывов в пещерах, в то время как скелеты органических существ? Из которых получились карбонаты, прессовались в земной толще миллионы лет. Если в известковой породе кроме СаСО 3 содержится 4-17% MgO, то это уже доломит. В известняках почти постоянно присутствуют глинистые частицы, так вот, если содержание глинистых частиц 25-50%, то такая горная порода называется мергелем. В меле содержание кальцитов наиболее высоко ― 91-98,5%.

Почему именно же кальцийсодержащие породы стали сырьём для получения строительной извести? Дело в том, что прокалённые и сильно измельчённые известняки и вступают в реакцию с водой, и хорошо её впитывают. В разжиженном состоянии они проявляют сильные вяжущие свойства, что при высыхании обеспечивает прочное сцепление как кладки, так и штукатурки. Значит, после добычи известняка и его дробления следующим звеном в технологическом процессе получения извести становится обжиг сырья.

Процесс обжига можно представить так:

СаСО 3 + 1200°С СаО + СО 2

Видно, что реакция обратима, поэтому нужен быстрый отвод углекислого газа. Такая высокая температура нужна потому, что для обжига каждого килограмма СаСО3 нужны 425,2 ккал тепла, а в печи ведь не один килограмм.

Далее, если нужна негашёная известь, производится помол обожжённой комовой извести. Если нужна пушонка или гашёная известь, производится гашение. Для получения пушонки дают меньшее количество воды, которого хватает только на то, чтобы погасился полученный объём. Для других видов гашёной (гидратной) извести воды подаётся больше: если в готовой пушонке 2% воды, то в гидратной 5%. Процесс происходит так:

CaO+H 2 0 = Ca( ОН ) 2 +T°C,

то есть реакция сопровождается выделением большого количества теплоты. В зависимости от химического состава время гашения может быть разным, поэтому известь подразделяют на:

Производство строительной извести

Для облегчения помола в мельнице комовую известь предварительно дробят до зерен размером 15 — 20 мм. Помол осуществляют обычно в шаровых одно- и двухкамерных мельницах, но возможно применение также валковых и роликовых мельниц, а при необходимости получения очень тонкого порошка используют вибромельницы.

Наряду с бездобавочной известью выпускают также известь с активными минеральными добавками (золы, шлаки), в последнем случае их вводят в мельничный агрегат, где происходит совместное измельчение и одновременно перемешивание.

Тонкость помола негашеной извести оказывает существенное влияние на ее свойства, особенно при наличии «пережога».

ляется типом обжигового агрегата. Загружаемый в шахтную печь известняк имеет обычно размеры 60 — 200 мм. При обжиге во вращающихся печах применяют фракции 5 — 20 мм или 20 — 40 мм. Поэтому поступающую с карьера породу необходимо дробить.

Дробленый материал подвергается рассеву на грохотах, что обеспечивает постоянство фракционного состава. Основа получения известковых вяжущих — обжиг карбонатсодержащих пород. При производстве воздушной извести известняк и мел декарбонизируются и превращаются в известь по реакции СаСОз→CaO+СО2.
Как правило, обжигу подвергают твердые карбонатные породы в виде кусков, но возможна и тепловая обработка меловых шламов. Температура разложения карбоната кальция зависит от парциального давления углекислоты в окружающем пространстве. Разложение СаСО3 начинается уже при 600 о С, и с повышением температуры реакция ускоряется. При 900’С парциальное давление углекислоты достигает атмосферного, поэтому данную температуру иногда называют температурой разложения известняка. Дальнейшее повышение температуры значительно увеличивает скорость разложения, но отрицательно сказывается на качестве извести — ухудшает ее реакционную способность вследствие роста размеров кристаллов.

Читать еще:  Бюджет года о пенсиях военных пенсионеров. Военные пенсионеры за россию и её вооруженные силы

При обжиге кусков известняка в первую очередь декарбонизируются поверхностные слои. Образующаяся известь вследствие высокой пористости и малой теплопроводности тормозит передачу теплоты вглубь кусков. Чем толще слой известняка, тем выше его сопротивление проникновению теплоты и тем более высокие температуры нужны для передачи теплоты в глубину. Поэтому практически температура обжига всегда выше теоретической. Ее устанавливают на каждом заводе в зависимости типа печи и других факторов — плотности сырья, наличия примесей, размера частиц (кусков) сырья и т.д. Чем плотнее и чем более крупнокристалличным является сырье, тем выше требуемая температура обжига. Наличие глинистых примесей облегчает удаление СО2 и снижает температуру обжига. Однако чем больше в известняке примесей, тем при более низкой температуре наступает ухудшение свойств. Уже при 1000 — 1100 о С возникает опасность пережога поверхности кусков извести. В заводских условиях температура обжига карбоната кальция составляет 1050-1200 о С, причем под температурой обжига понимают не температуру в печи, а температуру обжигаемого материала.

Диссоциация углекислого кальция — обратимая реакция, протекающая при определенных температурах и соответствующих парциальных давлениях углекислого газа. Установившееся при какой-либо температуре химическое равновесие в системе СаСО3 →СаО + СО2, можно сместить слева направо удалением некоторого количества СО2, что вызывает диссоциацию новых частиц карбоната и выделение дополнительных количеств углекислого газа. Это дает возможность интенсифицировать процесс разложения известняка путем усиления тяги в печи.

Продолжительность обжига определяется также размером кусков обжигаемого продукта. Для завершения процесса обжига необходимо определенное время, в течение которого материал должен находиться в печи. Скорость перемещения зоны диссоциации СаСО3 по куску зависит от температуры обжига: при 900 о С она составляет примерно 2 мм/ч, а при 1100 о С — 14 мм/ч, т.е. обжиг идет в 7 раз быстрее. Для повышения производительности печей желательно уменьшение размеров кусков в допустимых пределах. При обжиге кусков различной крупности режим процесса определяют исходя из времени, необходимого для обжига кусков средних размеров.

Характер процессов, протекающих при обжиге мела или известняка, зависит также от содержания в них примесей, влияющих на свойства обожженного материала. При температуре 850 — 1100 о С образующийся оксид кальция взаимодействует с кислотными оксидами примесей Si02, Аl2О3 и Fe2О3 с получением двухкальциевого силиката 2СаО*SiO2, двухкальциевого феррита 2СаО*Fe2О3, однокальциевого алюмината СаО*Аl2О3 и др. Количество их зависит от химико-минералогического состава исходного сырья.
Обжиг ведут в шахтных или вращающихся печах. В шахтных печах можно обжигать только твердые породы (известняк, мрамор и др.), а во вращающихся — как твердые породы, так и шламы мягких пород, например, мела. Основная задача при обжиге обеспечение максимальной степени декарбонизации СаСО3 при минимальной температуре. Повышение температуры ускоряет реакцию разложения карбоната кальция, но излишне высокая температура обжига негативно сказывается на качестве продукта, так как развивается явление

температура материала и активно происходит диссоциация СаСО3 и MgCO3. В третьей зоне материал охлаждается поступающим в печь снизу воздухом.

Шахтные печи различают по виду применяемого в них топлива и по способу его сжигания. В пересыпных печах твердое топливо подается вместе с сырьем и сгорает между кусками обжигаемого материала. Здесь применяют топливо с малым содержанием летучих — антрацит, кокс и тощие сорта каменного угля, дающие при горении короткое пламя.

В печах с выносными топками последние расположены по внешнему периметру печи. В них сжигается твердое топливо (полностью или частично) и образующиеся горячие газы поступают в зону обжига. Применяют длинно пламенное топливо с высоким

содержанием летучих, а также торф, дрова, горючие сланцы. В газовых печах топливом чаще всего слу-жит природный газ, кото-рый подается непосредст-венно в шахтную печь и сжигается в слое материала.

Наиболее производитель-ны и экономичны пересып-ные печи, но в них продукт обжига загрязнен золой. Печи с выносными топками имеют то преимущество, что способны работать на низкокачественном, менее дефицитном топливе, но их тепловой КПД ниже по сравнению с пересыпными печами. Наиболее высокое качество имеет продукт при обжиге в газовых печах.

Читать еще:  Выбираем хороший увлажняющий крем для рук. Кремы для рук: отзывы покупателей. Как выбрать хороший крем для рук

Вращающиеся печи позволяют получать мягкообожженную известь высокого качества из мелкокускового известняка и из мягких карбонатных пород -(мела, туфа, известняка-ракушечника), которые нельзя обжигать в шахтных печах из-за склонности этих материалов к «зависанию» в шахте, приводящему к нарушению технологии обжига.
Длина известьобжигательных вращающихся печей составляет 30 — 100 м при диаметре 1,8 — 3 м, производительность достигает 400 — 500 т/сут., что в 2-4 раза выше, чем у шахтных печей. Одно из важнейших технологических преимуществ обжига извести во вращающихся печах — малое время прохождения материала от места загрузки до выхода из печи, что обеспечивает оперативность управления процессом. Вращающиеся печи обеспечивают компактность технологической схемы, позволяют автоматизировать процесс и снизить капитальные затраты на строительство цехов. Во вращающихся печах может быть получена известь высокого качества обжигом при средних и достаточно высоких температурах. Из-за малого времени пребывания материала в печи опасность пережога в них минимальна. При этом известь значительно более однородна по составу и содержит меньше примесей.

Выгружаемая из печей комовая известь транспортируется на склад вагонетками или транспортерами и хранится в бункерах или силосах. Во избежание снижения активности известь не должна контактировать с водой даже в виде паров.

Воздушная известь отличается от всех других вяжущих тем, что может превращаться в порошок не только при помоле, но и при гашении. Комовая негашеная известь является полуфабрикатом, из которого в зависимости от принятой схемы — помол или гашение — получают соответственно молотую негашеную или гашеную известь.

4.Производство гашеной извести

Гашение — специфический технологический процесс, используемый только в производстве извести. При гидратации извести происходит реакция СаО+ Н2О-→Са(ОН)2, в результате которой выделяется значительное количество теплоты — 1160 кДж на 1 кг оксида кальция. Выделяющаяся теплота вызывает кипение воды, поэтому негашеную известь называют «кипелкой». Проникая вглубь зерен, вода вступает во взаимодействие с СаО, и теплота, выделяющаяся при этом, превращает воду в пар. Резкое увеличение объема пара по сравнению с объемом жидкости вызывает внутренние растягивающие напряжения в зернах извести и их диспергацию, в результате чего образуются частицы размером до 0,01 мм.

Процесс гашения замедляется вследствие образования на поверхности известковых частиц тестообразного слоя продуктов гидратации, который препятствует доступу воды к внутренним слоям исходного зерна. Для ускорения гашения рекомендуется предварительна измельчать известь, энергично перемешивать гaсящуюся массу, а также использовать подогретую воду. При перемешивании с поверхности зерен как бы «сдирается» гидратная пленка и открывается доступ к внутренним непрогасившимся слоям. Характер процесса гашения зависит также от наличия примесей. При гашении в пушонку зерна силикатов и алюминатов кальция, образовавшихся при обжиге, не гасятся и не превращаются в порошок, поэтому их необходимо отделять, отдельно доизмельчать, а затем смешивать с пушонкой для улучшения ее гидравлических свойств. К негасящейся части извести относятся также неразложившийся при обжиге известняк, пережженные частицы оксидов кальция и магния, остеклованные новообразования, получающиеся в пересыпных печах при взаимодействии извести с золой топлива. Технологическая схема производства гашеной извести представлена на рис.3:

Рис.3. Принципиальная технологическая схема получения гашеной извести

Чем продолжительнее протекает процесс гашения, тем более качественным получается продукт. В промышленных масштабах гашение производится механизированным способом. Выбор схемы зависит от того, какой продукт необходимо получить — известь-пушонку или известковое тесто. Большая часть извести гасится в пушонку. Гашение в пушонку производят в гидраторах периодического или непрерывного действия. К периодически действующим гидраторам относятся гасильные барабаны цилиндрической или бочкообразной формы емкостью около 15 м 3 . Барабаны со скоростью вращения от 3 до 5 об/мин устанавливают горизонтально на катках. В барабаны загружают предварительно измельченную в молотковых или конусных дробилках известь с размером кусков 3 — 5 мм. Известь гасится паром, поступающим через пароподводящее устройство. Продолжительность гашения, включая загрузку и выгрузку продукта, составляет 30 — 40 мин. После отсева непрогасившихся частиц известь направляется в бункера или силоса для вылеживания (силосования), где процесс гашения продолжается, что ведет к повышению качества материала.

Читать еще:  Как самостоятельно сделать эпиляцию воском. Что такое восковая эпиляция

Заводское производство пушонки по сравнению с производством комовой извести имеет ряд преимуществ: непрогасившиеся частицы отделяются уже на заводе; транспортировка упакованной пушонки удобнее; такой продукт имеет более длительный период хранения. Вместе с тем себестоимость пушонки выше, так как ее выпуск требует организации гидратного цеха и упаковочного узла.

Процесс гашения в тесто более длителен и сложен. Он применяется, если известь предназначена к использованию на месте производства или на объектах, находящихся поблизости (например, в виде строительных растворов). Качество известкового теста выше, чем у теста из пушонки, полученной из такой же комовой извести.

При механизированном гашении извести в тесто кипелку предварительно измельчают в щековой дробилке до кусков с размером не более 5 см и орошают на виброгрохоте горячей водой. Затем материал поступает в гасильный бункер, где выдерживается 2 часа. Окончательное гашение происходит в гасителе, куда поступает вода, подогретая до 40 — 50 о С. Из гасителя материал в виде известкового молока выливается на виброгрохот. Крупные частицы поступают в бункер отходов, а известковое молоко перекачивается для отстоя в железобетонные чаны, которые имеют по 4 вертикальных фильтра — оцинкованных трубы с отверстиями по всей высоте, заполненных крупным песком и проходящих через днище чана. За время пребывания в чанах (примерно 15 — 16 часов) избыточная вода уходит через фильтры, а материал приобретает сметанообразную консистенцию с влажностью 75%. Отстоявшаяся вода возвращается в технологию и вновь применяется для гашения извести.

Технология производства комовой извести

Известь представляет собой незаменимый и очень популярный строительный материал, использующийся во многих сферах народного хозяйства. В настоящее время известь существует в нескольких разновидностях — негашеная, гашеная, известковое тесто и некоторые другие. В этой статье рассказывается об одном универсальном и наиболее доступном виде, которым является негашеная, или комовая, как она называется в профессиональной среде, известь.

Откуда берется негашеная известь?

Негашеная известь является натуральным материалом, который стараются приобретать большинство современных строительных компаний, чтобы не использовать вместо него искусственные дорогостоящие аналоги. В чистом виде она практически не встречается в природе, поэтому для получения негашеной извести используют исходный материал с последующей его обработкой. Единственным материалом в этом случае является известняк, который сегодня добывается в открытых карьерах в большом количестве. Процесс обработки этого материала является довольно сложным: известково-магнезиальные породы с плотной внутренней структурой подрываются с применением взрывчатых веществ.

Как получают комовую известь?

Технология получения негашеной извести состоит из нескольких этапов:

1. Добытая известковая порода сначала поставляется на обрабатывающую фабрику, которая обычно располагается вблизи шахты. Известняк подвергается обжигу при температуре от 1000 °C до 1200 °C. Этот процесс протекает с применением метода кипящего слоя или на специальных решетках.

2. Известняк перед погрузкой в печи подвергается тщательной сортировке. Это крайне необходимо для получения высококачественной негашеной извести, которую можно получить только из одинаковых по размерам кусков исходного материала. Если эту операцию пропустить, то термическая обработка известняка протекает неравномерно: небольшие части материала пережигаются, а более крупные по размерам остаются внутри полностью необработанными.

3. После высокотемпературного обжига в печи известняк может использоваться в двух направлениях: он может подвергаться последующей обработке с целью получения порошкообразного вещества или же обеспечивать потребности текущего строительства.

4. Известковый порошок можно получить двумя методами: путем затворения водой или дроблением частей комовой извести. Готовые порошкообразные вещества различаются между собой основными характеристиками и химическим составом. Известь, обработанная водой, превращается в гашеную, или пушонку, как ее еще часто называют, а раздробленный материал остается негашеным. Обе эти разновидности имеют одинаковые сферы применения, но различаются методами использования. Дробление комовой извести выполняется в специальных агрегатах, которые называются шаровые вибромельницы.

Источники:

http://www.megastroika.biz/index/syrjo_dlja_proizvodstva_izvesti/0-396
http://studopedia.ru/2_124589_proizvodstvo-stroitelnoy-izvesti.html
http://www.sedmoycanal.com/ststi/tehnologiya-proizvodstva-komovoy-izv.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector