производства, гидратная известь от производства ацетилена и др.).

I.II Материал и требования к нему

Строительной воздушной известью называется продукт, получаемый из

известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород обжигом их до

возможно полного удаления углекислоты и состоящий преимущественно из оксида

кальция. Содержание примесей глины, кварцевого песка и т. д. в карбонатных

породах не должно превышать 6 - 8 %. При большем количестве этих примесей

в результате обжига получают гидравлическую известь.

Воздушная известь относится к классу воздушных вяжущих: при обычных

температурах и без добавок пуццолановых веществ она твердеет лишь в

воздушной среде.

Различают следующие виды воздушной извести: известь негашеную комовую;

известь негашеную молотую; известь гидратную (пушонку); известковое тесто.

Известь негашеная комовая представляет собой смесь кусков различной

величины. По химическому составу она почти полностью состоит из свободных

оксидов кальция и магния с преимущественным содержанием СаО. В небольшом

количестве в ней могут присутствовать неразложившийся карбонат кальция, а

также силикаты, алюминаты и ферриты кальция и магния, образовавшиеся во

время обжига при взаимодействии глины и кварцевого песка с оксидами кальция

и магния.

Известь негашеная молотая - порошковидный продукт тонкого измельчения

комовой извести. По химическому составу она подобна комовой извести.

Гидратная известь - высокодисперсный сухой порошок, получаемый

гашением комовой или молотой негашеной извести соответствующим количеством

жидкой или парообразной воды, обеспечивающим переход оксидов кальция и

магния в их гидраты. Гидратная известь состоит преимущественно из

гидроксида кальция Са(ОН)2, а также гидроксида магния Mg(OH)2 и небольшого

количества примесей (как правило карбоната кальция).

Качество воздушной извести оценивается по разным показателям, основым

из которых является содержание в ней свободных оксидов кальция и магния

(активность извести). Чем выше их содержание, тем выше качество извести.

Исходными материалами для производства воздушной извести являются

многие разновидности известково - магнезиальных карбонатных пород

(известняки, мел, доломитизированные известняки, доломиты и др.), Все они

относятся к осадочным породам и широко распространены на территории нашей

страны. В состав известняков входят углекислый кальций СаСО3, и небольшое

количество различных примесей (глина, кварцевый песок, доломит, пирит, гипс

и др.).

Теоретически карбонат кальция состоит из 56% СаО и 44% СО2. Он

встречается в виде двух минералов - кальцита и арагонита.

Чистые известково-магнезиальные породы - белого цвета, однако они

часто бывают окрашены примесями оксидов железа в желтоватые, красноватые,

бурые и тому подобные тона, а углистыми примесями - в серые и даже черные

цвета. Количество и вид примесей к карбонатным породам, размеры частиц

примесей, а также равномерность распределения их в основной массе в большой

степени отражаются на технологии производства извести, выборе печей для

обжига, оптимальной температуре и продолжительности обжига, а также на

свойствах получаемого продукта.

Обычно чистые и плотные известняки обжигают при 1100 - 1250 ?С. Чем

больше карбонатная порода содержит примесей доломита, глины, песка и т. п.,

тем ниже должна быть оптимальная температура обжига (900 - 1150 ?С) для

получения мягкообожженной извести. Такая известь хорошо гасится водой и

дает тесто с высокими пластичными свойствами.

Примеси гипса нежелательны. При содержании в извести даже около 0,5 -

1 % гипс сильно снижает пластичность известкового теста. Значительно влияют

на свойства извести железистые примеси (особенно пирит), которые уже при

1200?С и более вызывают образование в, процессе обжига легкоплавких

эвтектик, способствующих интенсивному росту крупных кристаллов оксида

кальция, медленно реагирующих с водой при гашении извести и вызывающих

явления, связанные с понятием «пережог».

Физико-механические свойства пород также отражаются на технологии

извести. Для обжига в высоких шахтных печах пригодны лишь те породы,

которые характеризуются значительной механической прочностью (прочность на

сжатие не менее 20 - 30 МПа). Куски породы должны быть однородными,

неслоистыми; они не должны рассыпаться и распадаться на более мелкие части

во время нагревания, обжига и охлаждения.

Рассыпаться во время обжига склонны крупнокристаллические известняки,

состоящие из кристаллов кальцита размером 1 - 3 мм. Мягкие разновидности

известково-магнезиальных пород (мел и т. п.) надо обжигать в печах, в

которых материал не подвергается сильному измельчению (вращающиеся и др.).

Строительную воздушную негашеную известь делят на три сорта: 1, 2 и 3-

й. негашеная комовая известь должна соответствовать требованиям указанным в

Таблица 3

|Показатели |Нормы для извести |

| |Кальциевой, сортов |Магнезиальной и |

| | |доломитовой, сортов |

| |1-го |2-го |3-го |1-го |2-го |3-го |

|Содержание активных СаО + | | | | | | |

|MgO в пересчете на сухое | | | | | | |

|вещество, %, не менее | | | | | | |

|а) в негашеной извести без | | | | | | |

|добавок |90 |80 |70 |85 |75 |65 |

|б) в негашеной извести с | | | | | | |

|добавкой |64 |52 |–– |64 |52 |–– |

|Содержание активной MgO, %,| | | | | | |

|не более |5 |5 |5 |20(40*)|20(40*)|20(40*)|

|Содержание углекислоты СО2,| | | | | | |

|%, не более |3 |5 |8 | | | |

| | | | |5 |8 |11 |

*В скобках указано содержание MgO для доломитовой извести.

I.III Производство извести

Производство комовой негашеной извести состоит из следующих основных

операций: добычи и подготовки известняка, подготовки топлива и обжига

известняка.

Известняки добывают обычно открытым способом в карьерах. Плотные

известково-магнезиальные породы взрывают. Для этого вначале с помощью

станков ударно-вращательного (при твердых породах) или вращательного

бурения (при породах средней прочности) бурят скважины диаметром 105 - 150

мм глубиной 5 - 8 м и более на расстоянии 3,5 - 4,5 м одна от другой. В них

закладывают надлежащее количество взрывчатого вещества (игданита, аммонита)

в зависимости от прочности породы, мощности пласта и требуемых габаритов

камня.

Наблюдающаяся иногда неоднородность залегания известняков в

месторождениях (по химическому составу, прочности, плотности и т. п.)

обусловливает необходимость выборочной разработки полезной породы.

Выборочная добыча известняка повышает стоимость продукта, поэтому при

определении технической и экономической целесообразности разработки тех или

иных месторождений необходимы тщательные геологоразведочные изыскания.

Полученную массу известняка в виде крупных и мелких кусков погружают в

транспортные средства обычно одноковшовым экскаватором. В зависимости от

расстояния между карьером и заводом известняк доставляют на завод

ленточными конвейерами, автосамосвалами, железнодорожным и водным

транспортом.

Высококачественную известь можно получить только при обжиге

карбонатной породы в виде кусков, мало различающихся по размерам. При

обжиге материала в кусках разного размера получается неравномерно

обожженная известь (мелочь оказывается частично или полностью пережженной,

сердцевина крупных кусков - необожженной). Кроме того, при загрузке шахтных

печей кусками разного размера значительно увеличивается степень заполнения

печи, а следовательно, уменьшается газопроницаемость материала, что

затрудняет обжиг.

Поэтому перед обжигом известняк соответствующим образом

подготавливают: сортируют по размеру кусков и, если необходимо, более

крупные негабаритные куски дробят.

В шахтных печах наиболее целесообразно обжигать известняк раздельно по

фракциям 40 - 80, 80 - 120 мм в поперечнике,

а во вращающихся печах - 5 - 20 и 20 - 40 мм.

Так как размеры глыб добытой горной породы нередко достигают

500 - 800 мм и более, то возникает необходимость дробления их и

сортировки всей полученной после дробления массы на нужные фракции. Это

осуществляется на дробильно-сортировочных установках, работающих по

открытому или замкнутому циклу с использованием щековых, конусных и другого

типа дробилок. Дробить и сортировать известняк целесообразно

непосредственно на карьере и доставлять на завод лишь рабочие фракции.

Обжиг - основная. технологическая операция в производстве воздушной

извести. При этом протекает ряд сложных физико-химических процессов,

определяющих качество продукта. Цель обжига –

1) возможно полное разложение СаСО3 и MgCO3 . CaCO3 на СаО, MgO и СО2;

2) получение высококачественного продукта с оптимальной микроструктурой

частичек м их пор.

Если в сырье есть глинистые и песчаные примеси, то во время обжига

между ними и карбонатами происходят реакции с образованием силикатов,

алюминатов и, ферритов кальция и магния.

Реакция разложения (декарбонизация) основного компонента известняка -

углекислого кальция идет по схеме: СаСО3?СаО+СО2. Теоретически на

декарбонизацию 1 моля СаСО3 (100 г) расходуется 179 кДж или 1790 кДж на

1 кг СаСО3. В пересчете на 1 кг получаемого при этом СаО затраты равны

3190 кДж.

Продолжительность обжига определяется также размером кусков

обжигаемого продукта. Для увеличения производительности известеобжигающих

печей и снижения пережога поверхностных слоёв кусков желательно в

допустимых пределах уменьшения их размеров. При обжиге кусков различной

крупности режим процесса определяют исходя из времени, необходимого для

обжига кусков средних размеров.

Основное различие в технологиях производства комой негашеной извести –

в способе обжига.

Обжигают известняк в различных печах: шахтных, вращающихся и кипящего

слоя; используют также установки для обжига известняка во взвешенном

состоянии и т. д.

Наибольшее распространение получили шахтные известеобжигательные печи.

В зависимости от вида применяемого топлива и способа его сжигания

различают шахтные печи, работающие:

1) на короткопламенном твердом топливе, вводимом обычно в шахту

перемежающимися с известняком слоями, такой способ обжига называют

пересыпным, а сами печи – пересыпными;

2) на любом твердом топливе, газифицируемом или сжигаемом в выносных

топках;

3) на жидком топливе;

4) на газообразном топливе.

По характеру процессов, протекающих в шахтной печи, по её высоте

различают три зоны. В верхней части печи - зона подогрева – материал

подсушивается и подогревается раскаленными дымовыми газами, и из него

выгорают органические примеси. В средней части печи располагается зона

обжига, где температура обжигаемого материала изменяется в пределах 850 -

1200 - 900о С; здесь известняк разлагается и из него удаляется углекислый

газ. В зоне охлаждения – нижней части печи – известь охлаждается с 900 до

50 – 100о С поступающим с низу воздухом, который в свою очередь нагревается

и попадает в зону обжига для поддержания горения.

Противоточное движение обжигаемого материала и горячих газов в шахтной

печи позволяет хорошо использовать тепло отходящих газов на подогрев сырья,

а тепло обожженного материала – на подогрев воздуха, переходящего в зону

обжига. Поэтому пересыпные шахтные печи экономичны по расходу топлива,

однако известь в них загрязняется золой топлива. Обжиг на природном газе

или жидком топливе позволяет значительно улучшить качество извести, однако

конструкции шахтных печей, использующих эти виды топлива, требуют

усовершенствования, особенно в отношении подачи топлива в печь.

Вращающиеся печи для обжига извести позволяют получать мягкообожженную

известь высокого качества из известняка и мягких карбонатных пород ( мела,

туфа, ракушечника ) в виде мелких кусков. В них можно механизировать и

автоматизировать процессы обжига, применять все виды топлива – пылевидное,

твердое, жидкое и газообразное, но они отличаются большим расходом топлива,

Страницы: 1, 2, 3