Гидратная известь

ВСЁ ПРО ИЗВЕСТЬ.

 

В России на сегодняшний день производство гидратной извести составляет не более 5% от общего объема извести. По данным разных источников, выпускает около 11 млн. тонн отечественной извести  в год. Из них на гидратную приходиться  немногим более 100 тыс. тонн.

Известно не более десятка ее производителей:

1. «Экстор», п. Видное, Московская  обл.

2. «Угловский известковый комбинат»,  п. Угловка, Новгородская обл.

3. «КОА-ГАЗ» п. Красково, Московская  обл.

4. «Урализвесть», г. Екатеринбург

5. «Завод производства извести», Мелихово, Владимирская обл.

6. «Елецизвесть», г. Елец, Липецкая  обл. 

7. «Оскольский металлургический  комбинат», Старый Оскол, Белгородская  обл.

8. «Копанищенский комбинат строительных  материалов», Копанище, Воронежская  обл.

9. ОАО «ХМЗ», г. Красноярск

10. ООО «Фель Известь», Калужская  область, Дзеринский район, Товарково  пгт, Промышленный мкр., 18

Возможно, есть еще производители, но они в большинстве своём, производят её только для своих собственных  нужд или в небольшом количестве.

Кроме того, часть продукта импортируется  на рынок России белорусскими производителями:

1. ОАО «Красносельскстройматериалы», Волковысский район Гродненской  области

2. ОАО «Забудова», пос. Чисть  Молодечненского района Минской  области

 

Перечисленные предприятия являются на сегодняшний день основными производителями гидратной строительной извести (пушонки) для отечественного рынка.

Известь получают путем обжига известняков  в специальных вращающихся или  шахтных печах. В зависимости  от состава сырья она бывает кальциевая, магнезиальная и доломитовая первого, второго и третьего сортов. После обжига при температуре 1100...1200° до полного удаления углекислого газа происходит разложение углекислого кальция с выделением углекислого газа и образованием окиси кальция, или так называемой извести-кипелки, в виде кусков разного размера (комовой извести). Комовая известь делится на быстрогасящуюся с началом гашения не более 8 мин., среднегасящуюся — не более 25 мин. и медленногасящуюся (более 25 мин.). Для получения известкового теста комовую известь гасят. При правильном гашении получается высококачественное известковое тесто в большом количестве. Комовую известь хранят в сухом сарае на дощатом полу или в ящиках на расстоянии 50 см от земли. В сырых местах, постепенно впитывая влагу, известь гасится, превращаясь в пушенку (тонкий порошок), которая потом также гасится. Получается тесто. Лучше всего известь сразу погасить в тесто. При хороших условиях ее можно хранить в течение долгих лет. Вяжущие свойства ее в результате правильного хранения улучшаются. Для получения раствора известковое тесто смешивают с песком в определенных пропорциях и используют для кладки фундаментов под печи, головки труб (выше крыши), а также коренные трубы высотой до двух этажей. Кроме того, известковые растворы применяют при оштукатуривании печей и стен домов.

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 и  кварцевого песка 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 она твердеет лишь в воздушной среде. Различают следующие виды воздушной извести:

• известь негашёную комовую;

• известь негашёную молотую;

• известь гидратную (пушонку);

• известковое тесто.

 

Магнезия MgO содержится обычно в карбонатных породах в широких пределах – от 0,5-3 до 10-20% и более. Присутствуя в извести в количестве до 5-8%, она относительно мало влияет на свойства продукта. При повышенном содержании магнезии известь приобретает слабые гидравлические свойства.

В зависимости от содержания оксида магния различают следующие виды воздушной извести:

• кальциевую – MgO не более 5%,

• магнезиальную – MgO от 5 до 20%

• доломитовую – MgO от 20 до 40%.

 

Качество воздушной извести  оцениваются по разным показателям, основным из которых является содержание в ней свободных оксидов кальция и магния. Чем выше их содержание, тем выше качество извести.

Известь, предназначенная для производства автоклавных изделий, не должна содержать  более 5% оксида магния. Активность высококачественных сортов маломагнезиальных известей достигает 93-97%.

Негашёная комовая и молотая  известь оценивается также по содержанию в них углекислоты  и потерям при прокаливании при 950-1000ºС в течение 30 минут.

Важным показателем строительных свойств воздушной извести является выход теста. Он определяется количеством известкового теста, получаемого при гашении 1кг извести. Чем выше выход теста, тем оно пластичнее и тем больше его пескоёмкость. Высококачественные сорта извести при правильном гашении характеризуются выходом теста в 2,5-3,5л и больше. Такие извести называются жирными. Известь с меньшим выходом теста считают тощей.

К молотой негашёной извести  предъявляются требования не только по суммарному содержанию свободных  оксидов кальция и магния, но и по тонкости измельчения.

Основным показателем гидратной  извести, а также известкового теста  является содержание в них активных оксидов кальция и магния.

По этому признаку эти виды извести  делят на два сорта:

• 1-го сорта – 67%

• 2-го сорта – 60%

(%-минимально допустимое содержание  активных СаО и MgO ).

В молотую негашёную известь, а  также в гидратную известь  допускается вводить тонкоизмельчённые  минеральные добавки в таком  количестве, чтобы содержание СаО+ MgO в кальциевой негашёной извести 1-го сорта было не менее 65%, а 2-го сорта – 55%.

При введении тех же добавок в  гидратную известь активность должна быть не менее 50% (1-й сорт) и 40% (2-й  сорт).

Влажность гидратной извести не должна быть более 5%.

Воздушная известь 1-го сорта без  добавок с Государственным Знаком качества должна отвечать дополнительным требованиям, в частности коэффициент вариации по содержанию активных СаО и MgO не должен быть более 3%. Содержание же активных СаО и MgO в гидратной извести должно быть не менее 70%, а влажность должна быть не более 4%.

 

Исходные материалы

Исходными материалами для производства воздушной извести являются многие разновидности известково-магнезиальных  карбонатных пород. Все они относятся  к осадочным породам. В состав известняков входят углекислый кальций СаСО3 и небольшое количество различных примесей.

Карбонат кальция состоит из 56% СаО и 44% СО2. Он встречается в  виде двух минералов – кальцита и аргонита.

Кальцит, или известковый шпат, кристаллизуется в гексагональной системе. Его кристаллы имеют форму ромбоэдров. Истинная плотность кальцита 2,6-2,8г/см3; твёрдость по десятибалльной шкале – 3. Кальцит хорошо растворяется при обычной температуре в слабой соляной кислоте с выделением углекислого газа.

Арагонит – менее распространённый минерал, кристаллизуется в ромбической системе. Его истинная плотность 2,9-3г/см3, твёрдость – 3,5-4. При нагревании до 300-400оС арагонит превращается в кальцинит, рассыпаясь в порошок.

Чистые известково-магнезиальные  породы – белого цвета, однако они  часто бывают окрашены примесями оксидов железа и углистыми примесями. Количество и вид примесей к карбонатным породам, размеры частей примесей, а также равномерность распределения их в основной массе в большей 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 1100-1250оС. Чем больше карбонатная порода содержит примесей доломита, глины, песка, тем ниже должна быть оптимальная температура обжига для получения мягкообожжённой извести. Такая известь хорошо гасится водой и даёт 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 и железистые примеси, которые уже при 1200оС 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 20-30МПа). 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 1-3мм. Мягкие разновидности известково-магнезиальных пород надо обжигать в печах, в которых материал не подвергается сильному измельчению. Известково-магнезиальные породы в зависимости от их химического состава являются сырьём для производства не только воздушной, но и гидравлической извести, а также портландцемента.

В зависимости от химического состава  карбонатные породы делят на семь классов: А, Б, В, Г, Д, Е, Ж (таблица 1).

 

Из сырья классов А и Б  получают соответственно жирную (пластичную) и тощую маломагнезиальную известь, из сырья классов В и Г –  магнезиальную, из сырья классов  Д и Е – доломитовую, а из сырья класса Ж – гидравлическую известь.

По структуре известняки делят на: кристаллические зернистые мраморовидные, плотные тонкозернистые, оолитовые, известковые туфы, известняки-ракушечники, мел, доломитизированные известняки и доломиты.

Мрамор по химическому составу - наиболее чистое сырьё. Однако в связи  с высокими декоративными свойствами он используется в качестве отделочного материала, и поэтому в производстве извести, за редким исключением, не применяется.

Плотные известняки имеют мелкозернистую кристаллическую структуру, содержат обычно небольшое количество примесей и отличаются высокой прочностью. Их наиболее широко используют для получения извести.

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 зависимости от прочности).

Известняк-ракушечник состоит из раковин, сцементированных углекислым кальцием. Он 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. В доломитезированных известняках в качестве примеси  присутствует доломит СаСО3 * MgCO3. Теоретически доломит состоит из 54,27% СаСО3 и 45,73% MgCO3 или 30,41% СаО, 21,87% MgO и 47,72% СО2. Истинная 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.

Средняя плотность известняков  составляет 2400-2800 кг/м3, мела – 1400-2400 кг/м3.

Влажность известняков колеблется в пределах 3-10%, а мела – 15-25%.

Сырьём 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. Для этой цели в ряде случаев используют побочные продукты в виде дисперсного карбоната кальция или гидроксида кальция (карбонатные отходы сахарного и содового производства, гидратная известь от производства ацетилена и др.).

 

Негашёная известь (комовая)

Известь негашёная 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.

Производство комовой негашёной  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 твёрдых породах) или вращательного  бурения (при породах средней  прочности) бурят скважины диаметром 105-150мм глубиной 5-8м и более на расстоянии 3,5-4,5м одна от другой. В них закладывают надлежащее количество взрывчатого вещества в зависимости от прочности породы, мощности пласта и требуемых габаритов камня.

Наблюдающаяся иногда неоднородность залегания известняков в месторождениях обуславливает 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. Поэтому перед обжигом известняк соответствующим образом подготавливают: сортируют по размеру кусков и, если необходимо, более крупные негабаритные куски дробят.