Номенклатура и характеристика строительной извести

 

1. Номенклатура и характеристика строительной извести

 

      Для производства извести используют природные кальциево-магниевые горные породы, состоящие из карбоната кальция СаСОз, карбоната магния MgCО₃ и примесей в виде песка и глины.

      При нагревании  в печи кальциево-магниевых пород  до температуры 800—1000 ° С они разлагаются на смесь окислов кальция СаО, магния MgO и углекислый газ СО. Продукт обжига, помимо чистых окислов, всегда содержит некоторое количество других веществ (SiО₂, А1₂0з, Fe₂0₃), а также их соединений с СаО и носит название извести.

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

     

            По назначению известь разделяют на строительную и технологическую. Первая используется для строительства, вторая — в технологических процессах, например, для получения силикатного кирпича, силикатных бетонов, при выплавке стали и др.

      По условиям твердения  строительная известь подразделяется  на воздушную, твердеющую только в воздушно – сухой среде, и гидравлическую, способную твердеть, наращивать прочность и сохранять ее как на воздухе, так и воде.

      Строительная воздушная известь. По виду основного окисла (СаО или MgО) строительная воздушная известь подразделяется на кальциевую, магнезиальную и доломитовую.

      Кальциевая известь содержит 70-90% СаО и в пределах 5% MgО, что достигается применением для обжига (в печах любого типа) чистых кальциевых известняков с низким содержанием MgСО₃.

      Магнезиальная известь  содержит до 20% MgО, а доломитовая до 40%. Магнезиальную и доломитовую известь получают обжигом чистых известняков в печах, обеспечивающих получение MgО в активной форме, т.е. способную гаситься водой в обычные сроки.

      Строительная воздушная  известь выпускается следующих  видов:

      известь негашеная  комовая (кипелка);

      известь молотая  совместно с минеральными добавками  или без них;

      известь гашеная.

      Негашеная комовая известь (кипелка) представляет собой воздушную известь после ее обжига в печи.

      Известь молотую получают помолом в мельнице негашеной комовой извести совместно с металлургическими и топливными шлаками, кварцевым песком, золой и др. минеральными добавками.

      Гашеную известь получают действием определенного количества воды на негашеную воздушную известь, в результате которого образуется продукт в виде порошка (пушонки), известкового теста или известкового молока.

      Пушонка — тончайший порошок, который получается, если при гашении используют столько воды, сколько необходимо 
для полного протекания реакции гидратации (соединения с 
водой).

      При гашении воздушной извести в пушонку происходит увеличение объема последней в 2—3,5 раза. Выделяющееся при гидратации СаО тепло вызывает интенсивное парообразование. Образующийся пар разрыхляет известь, превращая ее в тонкий порошок с размером частиц около 6 микрон (мк).

      Вследствие испарения влаги для получения пушонки требуется значительно большее количество воды, чем необходимо в 
соответствии с химической реакцией. Так, при гашении извести 
в пушонку на открытом воздухе воды необходимо брать не 
32,13% от веса СаО, а 70%. Однако слишком большое количество воды также нежелательно, так как выделяющегося при реакции тепла будет недостаточно для превращения ее в пар и 
часть воды останется в пушонке, ухудшая ее качество.

      Известковое тесто получается в том случае, когда при гаше- 
нии воздушной извести воду вводят в количестве, превышающем 
теоретически необходимое в десять раз. В среднем берут 2,5 л 
воды на 1 кг извести. Размер Са (ОН)₂ при этом меньше, чем при

гашении в пушонку.

      Известковое молоко образуется при введении количества во- 
ды, превышающего теоретически необходимое более чем в десять 
раз. Средний размер частиц при гашении в известковое молоко 
равен одному микрону. При дальнейшем увеличении количества 
воды продукт гашения носит название известковой воды.

      Строительная гидравлическая известь. Строительную гидравлическую известь получают при умеренном (1100 – 1200° С) обжиге в печах карбонатных пород с высоким (8 – 21%) содержанием глинистых веществ и последующим помолом полученной извести.[1]

Строительная  известь (комовая и порошкообразная) разделяется на сорта и должна удовлетворять требованиям ГОСТ 9179—77.

Воздушная негашеная известь без  добавок подразделяется на три сорта: 1, 2 и 3; негашеная порошкообразная  с добавками — на два сорта: 1 и 2; гидратная (гашеная) без добавок  и с добавками на два сорта: 1 и 2.

Воздушная известь должна соответствовать требованиям, указанным в табл. 1.

Таблица 1

 

	Норма для извести, %, по массе
	негашеной						гидратной
Наименование показателя	кальциевой			магнезиальной и  доломитовой
	сорт
	1	2	3	1	2	3	1	2
Активные СаО + МgO, не менее:
без добавок	90	80	70	85	75	65	67	60
с добавками	65	55	¾	60	50	¾	50	40
Активный МgO, неболее	5	5	5	20(40)	20(40)	20 (40)	¾	¾
СО2, не более:
без добавок	3	5	7	5	8	11	3	5
с добавками	4	6	¾	6	9	¾	2	4
Непогасившиеся  зерна, не более	7	11	14	10	15	20	¾	¾

 

Примечания:

1. В скобках указано содержание  МgO для доломитовой извести.

2. СО₂ в извести с добавками определяют газообъемным методом.

3. Для кальциевой извести 3-го  сорта, используемой для технологических  целей, допускается по согласованию  с потребителями содержание непогасившихся  зерен не более 20 %.

     

Гидравлическая известь по химическому составу должна соответствовать требованиям, указанным в табл. 2.

Таблица 2

Химический состав	Норма для извести, %, по массе
	слабогидравлической	сильногидравлической
Активные СаО + МgО;
не более	65	40
не менее	40	5
Активный МgO, не более	б	6
СО2, не более	6	5

      Тонкость помола извести должна соответствовать остатку частиц не более: на сите №02 – 1,0%, №008 – 10%. Предел прочности при сжатии образцов из слабогидравлической извести через 28 суток комбинированного хранения(7 суток во влажном воздухе и 21 сутки в воде) не менее 20 кг/см², из сильногидравлической извести – через 7 суток – не менее 10 кг/см², через 28 суток – не менее 50 кг/см². [4]

В сложившейся  отечественной практике ассортимент  строительной товарной извести представлен  главным образом воздушной комовой  известью (около 90 %), другие виды извести, включая гидравлическую, составляют лишь 10 % общего выпуска. Выпуск магнезиальной и доломитовой не превышает 6—7 %.  [2]

 

 

 

 

 

 

 

2. Анализ существующих технологий производства строительной извести.

 

 

          Наиболее рациональной схемой производства извести является такая, при которой известняк, а для пересыпных печей и топливо поступают на заводской склад в сортированном виде. При 
этом сырье сортируют на дробильно-сортировочной фабрике 
(ДСФ) или установке (ДСУ) карьера, а твердое топливо — на 
шахте.

          Если сырье и топливо поступают на заводской склад в несортированном виде, то на заводе предусматривают дробильно-сор- 
тировочное отделение (ДСО), которое имеет в своем составе 
дробильно-сортировочные установки и обеспечивает шахтные 
печи сырьем и твердым топливом определенного фракционного 
состава. На рисунке 1 изображена дробильно-сортировочная 
установка карьера, предназначенная для выпуска фракционированного известняка для известкового завода мощностью до 
100 тыс. т извести в год.

 

 

 

Технологическая схема  производства молотой извести в  шахтных газовых печах представлена на рис. 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2

 

          Мостовой  грейферный кран 1 загружает фракционированный известняк со склада сырья в промежуточный бункер 2, откуда он пластинчатым питателем 3 подается на виброгрохот 4 для отсева кусков размером менее 50 мм. Отсеянная мелочь известняка накапливается 
в бункере отходов 5, из которого она вывозится автотранспортом на склад отходов известняка.

          В зависимости от количества отходов и наличия потребителей фракция известняка менее 50 мм используется в дальнейшем 
либо для переработки на известняковую муку, либо продается 
другим организациям (заводам силикатного кирпича, строительным организациям).

          Очищенная фракция известняка наклонным ленточным 
транспортером 6 подается на горизонтальный ленточный транспортер 7 с плужковыми сбрасывателями и далее в приемные 
бункера 8 печей. Из бункера определенная фракция известняка 
автоматическим дозатором 9 .подается в ковш 10 скипового 
подъемника и далее загружается в шахтную печь 11.

          В печи известняк, по мере опускания, подвергается нагреванию до 1000—1200° С и разлагается на СаО и С0₂. Образующиеся газообразные продукты удаляются из печи дымососом через газоочистное устройство, а известь, охлажденная в нижней части печи движущимся навстречу холодным воздухом, через выгрузочный механизм поступает на общий для всех печей пластинчатый транспортер 12.

          Пластинчатый транспортер подает комовую известь в мо- 
лотковую дробилку 13, где она измельчается до размера кусков 
менее 25 мм и ковшовым элеватором 14 загружается в бункер 
15. Из бункера дробленая известь тарельчатым питателем 16 
равномерно загружается в шаровую мельницу 17. Молотая из- 
весть из мельницы забирается пневматическим насосом 18 и 
транспортируется на силосный склад молотой извести 19, откуда 
она направляется потребителю автомобильным или железнодорожным транспортом.

          При выпуске извести в комовом виде пластинчатый транспор- 
тер 12 направляет ее в промежуточный бункер, откуда она либо 
отгружается потребителям, либо транспортируется ленточным 
транспортером «а склад комовой извести.

          В длинных вращающихся печах без запечных теплообменников на известь обжигают чистые карбонатные породы любой 
механической прочности, включая влажный мел, известняковый 
туф, известняк-ракушечник, рыхлый известняк и т. д. В коротких вращающихся печах с запечными теплообменниками целесообразно обжигать известняки средней и высокой механической 
прочности. Карбонатные породы фракции до 50 мм при обжиге 
во вращающихся печах со слоевыми запечными теплообменниками необходимо использовать в виде узких фракций, например 
10—20 и 20—50 мм

          Технологическая схема производства комовой извести во вращающейся печи со слоевым запечным теплообменником (рис. 3).

          Известняк фракции 20—50 мм ленточным транспортером 5 
загружается в приемный бункер 2, откуда электровибрационным 
питателем 1 подается в ковш 3 скипового подъемника 4. По сиг- 
налу автоматического уровнемера, расположенного в .подогрева- 
теле 7, скиповой подъемник загружает в него известняк. Подо- 
гретый в теплообменнике отходящими печными газами до температуры 600—625° С известняк равномерно выгружается из него 
кареточным питателем и по течке 8 поступает во вращающуюся 
печь 10.

          Выходящие из печи газообразные продукты проходят через 
пылеосадительную камеру 9 и с температурой 700—750° С поступают в теплообменник шахтного типа, где отдают часть своего тепла известняку, охлаждаясь до температуры 430—450° С.После теплообменника печные газы по газоходу 6 .просасываются дымососом Д-18 через две группы циклонов НИИОГАЗ ЦН-15 диаметром 800 мм и выбрасываются в дымовую трубу.

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3

          Во вращающейся печи размером 2,7X50,6 м известняк подогревается до температуры 1100—1200° С и разлагается на известь и углекислый газ. Жидкое топливо вводится в печь через форсунку 12. Выходящая из вращающейся печи с температурой 1000° С известь поступает в однобарабанный холодильник 13 размером 1,8х20,7 м, где охлаждается вторичным воздухом до температуры 100—120° С. Из холодильника известь поступает на один из пластинчатых конвейеров 14 (один резервный), которым транспортируется в дробильно-помольное отделение.

 

Технологическая схема производства воздушной гашеной из- 
вести в гидраторах непрерывного действия показана на рис. 4.

Воздушная комовая известь .поступает  в приемный бункер 1 
производства гидратной извести и ленточным питателем 2 подает- 
ся в молотковую дробилку 3. Дробленая известь элеватором 4 
подается в питательные бункера 5 гидраторов. Из бункера 
известь дисковым питателем 6 равномерно загружается через 
течку 7 в гидратор 8 непрерывного действия.

Через полый вал в гидратор поступает  вода с постоянной 
температурой, равной 80°С. Впервой половине аппарата (в ка- 
мере с цилиндрическим ситом) происходит увлажнение, гашение 
я разрыхление извести. Непогасившиеся частицы при этом 
выходят из гидратора и накапливаются в бункере 9. Во вто- 
рой половине аппарата происходит догашивание и сушка 
извести.

Выдаваемая из аппарата лопастным  валом гашеная известь 
ковшовым элеватором 10 загружается в сепаратор 11. В сепараторе происходит окончательное отделение пушонки от примесей, которые собираются в бункере 14. Известь необходимого фракционного состава поступает из сепаратора в бункер 12, откуда она пневмонасосом 13 загружается в силосный склад гашеной извести 15.