Известь негашенная

ООО "Ромах" реализует комовую негашёную известь 1 сорта из кальциевого известняка ОАО «Комсомольское рудоуправление».

Производимая известь отвечает требованиям государственного стандарта Украины ДСТУ Б В.2.7-90-99. Известь не радиоактивна и имеет 1 класс использования. Высокое качество извести позволяет использовать ее в технических процессах, химическом производстве, для водоподготовки на котельных и ТЭЦ, а также для сельского и рыбного хозяйств.

Негашеная известь (комовая)


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 120— 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 — возможно более полное разложение (диссоциация) СаС03 и MgC03-CaC03 на CaO, MgO и С02 и получение высококачественного продукта с оптимальной микроструктурой частичек и 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: CaC03Ca04-C02. Теоретически на декарбонизацию 1 моля СаС03 (100 г) расходуется 179 кДж или 1790 кДж на 1 кг СаС03. В пересчете на 1 кг получаемого при этом СаО затраты равны 3190 кДж.

Процесс диссоциации углекислого кальция — обратимая реакция. Ее направление зависит от температуры и парциального давления углекислого газа С02 в среде с диссоциирующимся карбонатом кальция.

Так как СаО и СаС03 являются твердыми веществами и их концентрации в единице объема постоянны, константа диссоциации /(ДИс = Ссо2. Для газа его концентрацию можно выражать через парциальное давление, тогда /<дис = -Рсо2. Следовательно, динамическое равновесие в рассматриваемой системе устанавливается при определенном и постоянном для каждой данной температуры давлении Рсо2 и не зависит ни от количества карбоната кальция, ни от количества оксида кальция, находящихся в системе. Это равновесное давление Рсо2 называется давлением диссоциации или упругостью диссоциации.

Диссоциация углекислого кальция возможна лишь при условии, если давление диссоциации будет больше парциального давления С02 в окружающей среде. При обычной температуре разложение СаС03 невозможно, поскольку давление диссоциации ничтожно. Установлено, что лишь при 600 °С в среде, лишенной углекислого газа (в вакууме), начинается диссоциация углекислого кальция, причем она протекает очень медленно. При дальнейшем повышении температуры диссоциация СаСОз ускоряется ( 7).

При 880 °С давление (упругость) диссоциации достигает 0,1 МПа. При этой температуре (ее иногда называют температурой разложения) давление двуоксида углерода при диссоциации превосходит- внешнее атмосферное давление, поэтому разложение карбоната кальция в открытом сосуде протекает интенсивно. Это явление условно можно сравнить с интенсивным выделением пара из кипящей жидкости.

При температуре больше 900 °С повышение ее на каждые 100°С ускоряет декарбонизацию известняка примерно в 30 раз. Практически в печах декарбонизация начинается при температуре на поверхности кусков около 850 °С при содержании С02 в отходящих газах около 40—45 %• Скорость декарбонизации известняка при обжиге зависит также от размеров обжигаемых кусков и их физических свойств.

Разложение СаС03 происходит не сразу во всей массе куска, а начинается с его поверхности и постепенно проникает к внутренним его частям. Скорость передвижения зоны диссоциации внутрь куска увеличивается с повышением температуры обжига ( 8). В частности, при 800 °С скорость перемещения зоны диссоциации составляет примерно 12 мм, а при 1100°С — 14 мм в 1 ч, т. е. идет в 7 раз быстрее, чем при 800 °С.

Качество строительной воздушной извести зависит не только от содержания в ней свободных оксидов кальция и магния, но и от микроструктуры продукта, определяемой величиной и формой кристаллов СаО и MgO, a также величиной пор и распределением их в массе вещества.

При истинной плотности кальцита, основного компонента известняка, 2,72 г/см3 1 г вещества занимает абсолютный объем 1 :2,27 = 0,36 смг\ Из 1 г кальцита при обжиге образуется 0,56 г оксида кальция, который при плотности 3,4 г/см3 занимает объем 0,56:3,4 = 0,16 см3, т. е. в 2,25 раза меньше, чем исходный кальцит. Если предположить при этом, что оксид кальция равномерно распределится в объеме исходного кальцита и займет половину этого объема, то другая половина будет представлена порами различного размера, пронизывающими массу извести.

В действительности средняя плотность известняков различных месторождений в зависимости от их химического и петрографического состава, плотности, микроструктуры, а также условий обжига изменяется по-разному. Обычно при низких температурах обжига (850— 900°С) куски извести из известняков различных месторождений лишь немного уменьшаются в объеме, хотя наблюдается иногда некоторое его увеличение. При повышении температуры обжига до 1000 и особенно до 1200—1300 °С объем обычно значительно уменьшается. Исключения наблюдаются редко.

Естественно, что уменьшение объема сопровождается уменьшением общей пористости кусков и увеличением их средней плотности. Если средняя плотность извести, полученной обжигом при 850—900 °С, достигает 1,4— 1,6 г/см3, то для извести, обожженной при 1100—1200°С, она повышается до 1,5—2,5 г/см3 и более (в куске). Характерно при этом, что плотность чистого оксида кальция, по данным Б. Н. Виноградова, практически не зависит от температуры обжига в пределах 650—1500 °С и равна 3,43 г/см3. При обжиге идет быстрая перестройка тригональной кристаллической решетки кальцита в кубический оксид кальция.

Декарбонизация известняков при низких температурах (800—850 °С) приводит к образованию оксида кальция в виде массы губчатой структуры, сложенной из кристаллитов размером около 0,2—0,3 мкм и пронизанной тончайшими капиллярами диаметром около 8-10~3 мкм.

Удельная поверхность такой извести, по исследованиям Р. Гауля и Ф. Рааля, достигающая порядка 50 м2Д, должна бы предопределять высокую реакционную способность продукта при взаимодействии с водой. Однако этого не наблюдается, по-видимому, потому, что проникновение воды через узкие поры в массу оксида кальция затруднено. Влияние формы кристаллитов оксида кальция на технические свойства извести до сих пор не изучено.

Повышение температуры обжига до 900° и особенно до 1000°С обусловливает рост кристаллов оксида кальция до 0,5—2 мкм и значительное уменьшение удельной поверхности — до 4—5 м2/г, что должно бы отрицательно отражаться на реакционной способности продукта. Но одновременное возникновение крупных пор в массе материала создает предпосылки к быстрому прониканию в него воды и энергичному их взаимодействию. Наиболее энергичным взаимодействием характеризуется известь, полученная обжигом известняка при температурах около 900 °С. Обжиг при более высоких температурах приводит к дальнейшему росту кристаллов оксида кальция (до 3, 5—10 мкм), уменьшению удельной поверхности, усадке материала и понижению скорости взаимодействия его с водой.

Наконец, обжиг при 1400°С и выше вызывает увеличение средней плотности, резкое уменьшение пористости и образование кристаллов оксида кальция и их конгломератов значительных размеров—10—20 мкм и больше ( 9), что предопределяет замедленное их взаимодействие с водой, характерное для пережженной извести.

Некоторые примеси в известняках, особенно железистые, способствуют быстрому росту кристаллов оксида кальция и образованию «пережога» и при температурах около 1300 °С. Это вызывает необходимость обжигать сырье с такими примесями при более низких температурах.

Пережог в извести вредно сказывается на качестве изготовляемых на ней растворов и изделий. Запоздалое гашение такой извести, протекающее обычно в уже схватившемся растворе или бетоне, вызывает механические напряжения и в ряде случаев разрушение материала. Поэтому наилучшей будет известь, обожженная при минимальной температуре, обеспечивающей полное разложение углекислого кальция и экономию топлива.

Выбор температуры обжига известняка зависит и от наличия в нем примесей углекислого магния. В отличие от углекислого кальция MgC03 при нагревании разлагается при более низкой температуре: начало около 400 °С и полная диссоциация при 600—650 °С. Реакционная же способность образующегося при этом MgO, как и СаО, с повышением температуры обжига значительно уменьшается. Уже при 1200—1300°С получается намертво обожженный оксид магния — периклаз, который практически вяжущими свойствами не обладает и только при очень тонком измельчении начинает медленно взаимодействовать с водой. Достаточно активный оксид магния получается при обжиге доломитов и доломитизированных известняков при 850—950 °С.

Так как известняк обжигают при более высокой температуре, чем это необходимо для разложения углекислого магния, известь со значительным содержанием в ней оксида магния гасится медленно. Поэтому обжигать карбонатные породы с повышенным содержанием углекислого магния следует при температурах не выше 900— 1000°С. В противном случае не будут использованы вяжущие свойства оксида магния, полученная же известь может характеризоваться неравномерным изменением объема.