Технология производства извести

Технология производства извести» Студентки ФМЭО, 1 курс, ДАЗ-3 (подпись) А.Н.Мурашко (дата) Руководитель (подпись) М.В.Михадюк (дата) МИНСК, 2009 СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Описание технологических процессов производства извести 1.1 Характеристика получаемой продукции 1.2 Характеристика используемого сырья 7 1.3

Характеристика технологии производства продукции 2. Динамика трудозатрат при развитии технологического процесса производства… 3. Уровень технологии технологического процесса производства 4. Структура технологического процесса 21 Заключение 25 Список литературы 26 ВВЕДЕНИЕ Экономика Республики

Беларусь представляет собой многоотраслевой народнохозяйственный комплекс, основой которого является индустрия. Быстрые темпы развития индустрии обусловлены широким применением достижений науки, техники и передовой технологии. Повышается технический уровень промышленного производства, расширяется номенклатура выпускаемых машин, станков, агрегатов, поточных линий, материалов, улучшается качество промышленной продукции, облегчаются условия труда, и растёт его производительность.

В современных условиях производство строительных материалов является одним из важнейших направлений нашей отечественной промышленности. Это объясняется ежегодно повышающимися темпами строительства и дефицитом высококачественных стройматериалов. Строительными вяжущими веществами называются порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичную удобнообрабатываемую массу, со временем затвердевающую в прочное камневидное тело. Почти все минеральные вяжущие вещества получают путем грубого и тонкого

измельчения исходных материалов и полупродуктов с последующей термической обработкой. В этих условиях протекают разнообразные физико-химические процессы, обеспечивающие получение продукта с требуемыми свойствами. Минеральные вяжущие используются в подавляющем большинстве случаев в смеси с водой и с так называемыми заполнителями, которые представляют собой минеральные (а иногда и органические) материалы, состоящие из отдельных зерен, кусков, волокон разных размеров.

Строительные изделия на основе вяжущих бывают различной формы и размеров, начиная от наибольших плиток и кончая крупными элементами сборных железобетонных конструкций. 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ИЗВЕСТИ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛУЧАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ 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. Строительная из¬весть, получаемая обжигом кальциевых и маг¬незиальных карбонатных пород, применяется для приготовления растворов и бетонов, вя¬жущих материалов и производства строитель¬ных изделий. В зависимости от условий твер¬дения она подразделяется на воздушную, обеспечивающую твердение и сохранение проч¬ности строительных растворов и бетонов в воз¬душно-сухих условиях, и на гидравлическую,

при которой растворы и бетоны твердеют, кроме того, сохраняют прочность на воздухе и в воде. В зависимости от соотношения содержания оксидов кальция и магния известь может быть кальциевая, магнезиальная и доломито¬вая. Ее выпускают в негашеном виде (кипелка) и в гашеном виде (пушонка). Гидравли¬ческая известь может быть сильногидравли¬ческая и слабогидравлическая. Известь имеет различную дисперсность. Кусковую известь негашеную называют комо¬вой.

Измельченную порошкообразную известь получают размолом или гашением (гидрата¬цией) комовой извести. При размоле извести в нее можно вводить минеральные добавки (шлаки, вулканические породы, кварцевый пе¬сок). В зависимости от времени гашения известь подразделяется на быстрогасящуюся (до 8 мин), среднегасящуюся (до 25 мин) и медленногасящуюся (более 25 мин).[1] Строительная известь (комовая и порошко¬образная) разделяется на сорта и должна удовлетворять требованиям

ГОСТ 9179—77. [6] Кальциевая известь первого сорта должна иметь суммарное содержание СаО и MgO не менее- 90 %, непогасившихся зерен не более 5%, магнезиальная и доломитовая известь — не более 8 %. В гашеной извести соответст¬венно содержание CaO-f MgO не менее 67 %, свободной влаги не более 4 %. Дисперсность измельченной порошкооб¬разной воздушной и гидравлической извести нормируется по степени

измельчения, которая характеризуется прохождением через сита № 02 и 008 соответственно не менее 98,5 и 85 % массы просеиваемой пробы. [1] Для приготовления строительных растворов и бетонов выпускают гидравлическое вяжущее, называемое известесодержащим . В качестве основного компонента оно содержит негашеную воздушную кальциевую или гидравлическую известь. В процессе Помола допускается ввод в известь минераль¬ных активных добавок (гранулированный доменный, электрофосфорный шлак или при¬родные активные добавки вулканического

про¬исхождения) и гипсового камня. Известесодержащее вяжущее с активными минеральными добавками должно содержать сумму свободных оксидов СаО и MgO 10—30 %, гипсового кам¬ня до 5 %. Для улучшения физико-механи¬ческих свойств этого вяжущего в него добав¬ляют около 5 % хлоридов кальция или магния и натрия. Начало схватывания известесодержащего вяжущего должно наступать не ранее 25 мин с момента затворения, окончание схватыва¬ния — не позднее 24 ч.

Вяжущее должно вы¬держивать испытание на равномерность изме¬нения объема при пропаривании. Тонина помо¬ла должна соответствовать прохождению че¬рез сетку № 008 не менее 90 % массы просеи¬ваемой пробы. В сложившейся отечественной практике ассортимент строительной товарной извести представлен главным образом воздушной комо¬вой известью (около 90 %), другие виды из¬вести, включая гидравлическую, составляют лишь 10 % общего выпуска. Выпуск магнези¬альной и доломитовой не превышает 6—7 %.

Все виды извести имеют кристаллическое строение, но размеры кристаллов и расстоя¬ние между ними изменяются в широких пре¬делах. Чистые оксиды кальция и магния кри¬сталлизуются в кубической системе. Порис¬тость комовой воздушной извести изменяется в пределах 18—48 % (в среднем 35 %). Плот¬ность куска (с учетом внутренней пористости) 1,6—2,5 т/м3, насыпная плотность массы 0,8— 1 т/м3, твердость по шкале Мооса 2—3. Гидратная (гашеная) известь отличается белизной.

Примеси и пережог могут прида¬вать ей желтоватый оттенок. Она имеет микро¬скопическую структуру, кристаллы ее выражены в виде гексагональных пластин или призм. Насыпная плотность массы 0,4—0,65 т/м3. Удельная теплоемкость при 0 °С около 1,1 кДж, при 400° С до 1,5 кДж. Теплота гашения кальциевой извести составляет 1160 кДж/кг СаО. [2] Компоненты, показатель Слабогидравлическая

Сильногидравлическая Активные CaO+MgO, % Не более Не менее Активный MgO, %, не более CO2, %, не более Гидратная влага, %, не более 65 40 6 6 2 40 5 6 5 2 Табл 1.1. Технические требования, предъявляемые к гидравлической извести Компонент Негашеная, % по массе Гашеная, % по массе, сорта Кальцивая, сорта Магнезиальная и доломитовая, сорта первого второго третьего первого второго третьего

первого второго Активные CaO+MgO, не менее: Без добавок С добавками Активный MgO, не более: Без добавок С добавками Непогасившиеся зерна, не более 90 65 5 3 4 7 0 55 5 5 6 11 70 5 7 14 85 60 20(40) 5 6 10 75 50 20(40) 8 9 15 65 20(40) 11 20 67 50 3 2 60 40 5 4 Табл 1.2. Технические требования, предъявляемые к воздушной извести [2] 1.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗУЕМОГО СЫРЬЯ 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 СаСОз и небольшое количество различных примесей. Теоретически карбонат кальция состоит из 56% СаО и 44% СО2. Он встречается в виде двух минералов — кальцита и арагонита.

Кальцит или известковый шпат кристаллизуется в гексагональной системе. Его кристаллы имеют форму ромбоэдров. Плотность кальцита 2,6—2,8 г/см3; твердость по десятибалльной шкале (шкала Мооса) — 3. Кальцит хорошо растворяется при обычной температуре в слабой соляной кислоте с выделением углекислого газа. Доломит при таких условиях не разлагается (этим пользуются при определении вида горных пород). Арагонит — менее распространенный минерал, кристаллизуется в ромбической системе.

Его плотность 2,9—3 г/см3, твердость 3,5—4. При нагревании до температуры 300— 400° С арагонит превращается в кальцит, рассыпаясь в порошок. В доломитизированных известняках в качестве примеси присутствует доломит СаСОз • MgCOe. Теоретически доломит состоит из 54,27% СаСОз и 45,73% MgCO3 или 30,41% СаО, 21,87% MgO и 47,72%

СО2. Плотность доломита 2,85—2,95 г/см3. Доломитовые породы почти нацело слагаются минералом доломитом с тем или иным содержанием глинистых, песчаных, железистых и тому подобных примесей. Чистые известково-магнезиальные породы — белого цвета, однако они часто бывают окрашены примесями окислов 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 обжигаются при температурах до 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. [3] Раньше считали, что высококачественную известь можно получать только из чистых известняков с малым содержанием примесей (до 2—3%). Новые исследования показали, что из известняков со значительным количеством примесей глины и тонкодисперсного кварцевого песка (до 5—7%), равномерно распределенных в общей массе, при правильном ведении обжига также можно получать известь, дающую при гашении высокий выход пластичного теста.

При этом лучшую по качеству известь получают из пород, в которых равномерно распределенные примеси присутствуют в виде частичек размером до 1 мкм. 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 пирита), которые уже при температурах 1200° С и более вызывают образование в процессе обжига легкоплавких эвтектик, способствующих интенсивному

росту крупных кристаллов окиси кальция, медленно реагирующих с водой при гашении извести и вызывающих явления, связанные с понятием «пережог». Сырье Содержание, % Получаемая известь CaCO3 MgCO3 Глини¬стые примеси Известняк: Чистый 95 - 100 0-3 0-2,5 Маломагнезиальная жирная Обычный 87-95 0-3 3-8 Маломагнезиальная тощая Мергелистый 75-90 0-5 8-25

Гидравлическая Доломитизированный 75-90 5-20 0-8 Магнезиальная Доломит 55-75 25-45 0-8 Доломитовая Магнезиальная гидрав- лическая Доломитизированный мерге- листый известняк 50-70 5-25 8-30 Табл 1.3. Примерная классификация сырья для производства известковых вяжущих веществ 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. [3] Рассыпаться во время обжига склонны крупнокристаллические известняки, состоящие из кристаллов кальцита размерами 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.). Известково-магнезиальные породы в зависимости от их химического состава явля¬ются сырьем для производства не только воздушной, но и гидравлической извести, а также портландцемента. По ГОСТ 21-27-76 в зависимости от химического состава карбонатные породы делят на семь классов. А, Б, В, Г, Д, Е, Ж (табл. 1.4) Компоненты Содержание, % ржание, %

А Б В Г Д Е Ж СаСОз, не менее MgCO3, не более Глинистые примеси (SiO2 + AI2O3 + РегОз), не более 92 5 3 86 6 8 77 20 3 72 20 8 52 45 3 47 45 8 72 8 20 Табл 1.4. Требования к химическому составу известняков для производства известковых вяжущих веществ Для производства воздушной извести применяют следующие виды известково-магнезиальных карбонатных пород: зернисто-кристаллический мраморовидный известняк; плотный кристаллический известняк; землисто-рыхлый

известняк (или мел); известковый туф; известняк-ракушечник; оолитовый известняк; доломитизированный известняк. Мрамор по химическому составу (СаСОз или СаСОз + МgСОз) — наиболее чистое сырье, однако в связи с высокими декоративными свойствами он используется в качестве отделочного материала, и поэтому в производстве извести, за редким исключением, не Плотные известняки имеют мелкозернистую кристаллическую структуру, содержат обычно небольшое количество

примесей и отличаются высокой прочностью. Плотные известняки наиболее широко используются для получения извести. [4] Мел — мягкая рыхлая горная порода, легко рассыпающаяся на мелкие куски. Его обычно обжигают лишь во вращающихся печах, так как при обжиге в шахтных печах он легко крошится, что нарушает процесс обжига. Известняковый туф отличается ноздреватым строением и большой пористостью; иногда его используют для производства извести во вращающихся и шахтных печах (в за¬висимости от прочности).

Известняк-ракушечник состоит из раковин, сцементированных углекислым кальцием. Представляет собой малопрочную горную породу, поэтому редко применяется для изготовления извести. Оолитовый известняк — горная порода, состоящая из отдельных шариков карбоната кальция, сцементированных тем же веществом. Доломитизированные известняки и доломиты по своим физико-механическим свойствам сходны с плотными известняками. Иногда доломиты залегают в природе в виде рыхлых скоплений.

Объемная масса плотных известняков составляет 2400— 2800, мела — 1400—2400 кг/м8. Влажность известняков колеблется в пределах 3—10, а мела —15—25%. Широкое распространение карбонатных горных пород способствует развитию производства извести почти во всех экономических районах страны. Сырьем для производства воздушной извести могут служить не только специально добываемые для этой цели карбонатные породы, но и отходы при добыче известняков для нужд

металлургической, химической, строительной и других отраслей промышленности. Наконец, для этой цели в ряде случаев используются побочные продукты в виде дисперсного карбоната кальция или гидрата окиси кальция (карбонатные отходы сахарного и содового производства, гидратная известь от производства ацетилена и др.). [4] 1.3. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ. Строительную известь получают путем обжига (до удаления углекислоты)

из кальциево-магнитных горных пород – мела, известняка, доломитизированных и мергелистых известняков, доломитов. Для производства тонкодисперсной строительной извести га¬сят водой или размалывают негашеную известь, вводя при этом минеральные добавки в виде гранулированных доменных шлаков, активные минеральные добавки или кварцевые пески. Строитель¬ную известь применяют для приготовления строительных раство¬ров и бетонов, вяжущих материалов и в производстве искусст¬венных камней, блоков и строительных деталей.

В зависимости от условий твердения различают строительную известь воздушную, обеспечивающую твердение строительных растворов и бетонов и сохранение ими прочности в воздушно-сухих условиях, и гидравлическую, обеспечивающую твердение растворов и бетонов и сохранение ими прочности как на воздухе, так и в воде. Воздушная известь по виду содержащегося в ней основного оксида бывает кальциевая, магнезиальная и доломито¬вая. Возд