5.4 Производство воздушной извести

Воздушная известь – продукт умеренного обжига кальциево-магниевых карбонатных пород (мела, известняка, доломита) с содержанием глины не более 6%. Технология производства извести состоит из подготовки исходного сырья к обжигу, обжига его при 900-1200^оС для разложения карбонатов кальция и магния до оксидов и получения в результате комовой негашеной извести, из которой затем получают молотую негашеную известь, гидратную известь в виде порошка (пушонку) или гашеную воздушную известь в виде известкового теста.

В начальной стадии обжига известнякового материала при его нагрева более 100^оС из него удаляется физико-механическая влага. При дальнейшем повышении температуры до 400^оС начинается диссоциация MgCO₃ на MgO и CO₂. При повышении температуры до 600^оС процесс разложения MgCO₃ ускоряется и в это же время идет выгорание органических примесей, дегидратация глинистого вещества, начинается диссоциация СаСО₃ на СаО и СО₂. Дальнейшее повышение температуры до 900-1100^оС теоретически приводит к полному завершению процессов диссоциации MgCO₃ и СаСО₃, разложению глинистого вещества на Al₂O₃ и SiO₂ и к протеканию твердофазных реакций между СаО и оксидами других металлов с образованием 2СаО^.SiO₂, 2CaO^.Fe₂O₃, CaO^.Al₂O₃ и др.

Известняк обжигают чаще всего в шахтных печах, в которые он поступает в виде кусков размером 80-200мм. Печи имеют высоту 8-20м, диаметр до 4м. Шахтные печи работают на твердом топливе (кокс, антрацит) или на газовом топливе (природный или генераторный газ). В печах, работающих на твердом топливе (пересыпных печах), топливо загружают сверху слоями вперемежку с кусками известняка. Расход топлива 13-16% от массы обожженной извести.

Полученный в результате обжига сырья кусковой продукт называют комовой негашеной известью или "кипелкой". Она в основном состоит из СаО.

Молотую негашеную известь получают измельчением в шаровых мельницах комовой извести, предварительно прошедшей дробление в молотковых дробилках до крупности 5-10мм.

Гашение воздушной извести заключается в гидратации СаО водой

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂ + 65,5 кДж.

При стехиометрическом соотношении СаО и Н₂О получается известь "пушонка". Известковое тесто содержит воды больше – около 50% Са(ОН)₂ и Mg(ОН)₂ и около 50% Н₂О. Гашение извести производят на специальных машинах. В процессе гашения куски негашеной извести самопроизвольно распадаются на тонкие частицы Са(ОН)₂ размером в несколько микронов.

5.5 Производство минераловатных изделий

Минераловатные изделия применяют в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов. Для их производства используют минеральную вату, которая является искусственным волокнистым материалом, состоящим из тонких стекловидных волокон диаметром 5-15мкм. Ее получают путем распыления расплавленных стекломасс (стекловата), легкоплавких горных пород (доломитов, мергелей, базальта и др.), металлургических и топливных шлаков, золы электростанций.

Если исходным сырьем являются твердые материалы, то их плавят при температуре около 1300^оС наиболее часто в вагранках, реже в ванных печах или в других печных агрегатах. При использовании жидких шлаков их от печного агрегата в жидком виде транспортируют в другую печь, где корректируют состав шлака минеральными добавками и поддерживают необходимую температуру шлака.

При небольшом содержании в сырье оксидов железа, марганца и щелочных металлов (R₂О) шихту для расплава можно подбирать по формуле:

(SiO₂ + Al₂O₃)/(CaO + MgO) = 1,2-1,4.

При большом содержании Fe₂O_3, FeO, MnO и R₂О их добавляют к сумме СаО и MgО. Содержание оксидов берут в процентах по массе.

Волокна получаются при воздействии на струю непрерывного вытекающего расплавленного материала, подаваемого под давлением через сопло пара или воздуха (дутьевой способ) или путем подачи пара на валки или диски центрифуги (центробежно-дутьевой способ). Главным распыляющим органом в центрифуге служит металлический или керамический огнеупорный диск, вращающийся со скоростью 3000-4000 об/мин. Получающиеся при распылении расплава волокна осаждаются в камере волокнообразования на ее движущийся под.

Из полученных волокон изготовляют минеральную или шлаковую вату, войлок, маты, плиты и другие теплоизоляционные изделия и материалы, используемые в гражданском и промышленном строительстве.