Технологическая линия по производству молотой негашеной извести

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образование

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

(ТГАСУ)

 

Кафедра «СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Технологическая линия по производству молотой негашеной извести .

Расчетно-пояснительная записка

 

 

 

 

                                     Выполнил студент

                                                  Сыркин О.О. 2 курса СФ

                                                                      Гр 1331

                                                                      Проверил и допустил к защите

Пименова Л.Н.

                                                                                       (дата)    (подпись)    (расшифровка подписи)

 

 

 

 

Томск 2015

Содержание

1. Вид и характеристика изготовляемого продукта………………………6

2. Исходные данные для  проектирования…………………………………10 

2.1. Характеристика сырьевых  материалов……………………………….10 

2.2. Режим работы завода  ………………………………………………….12

2.3 Расчет потребности сырья……………………………………………..12

3. Технологическая часть…………………………………………………..15

3.1 Физико – химические основы производства………………………….15

3.2 . Выбор и обоснование технологической схемы завода………………17

3.3 . Описание схемы………………………………………………………..20

3.4 Выбор и расчет оборудования…………………………………………22

4. Контроль качества технологического  процесса и выпускаемой продукции……………………………………………………………………25

5. Список используемой  литературы………………………………………27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                     Введение

   Чистый оксид кальция впервые описан немецким ученым-химиком И. Потт. Это произошло в 1746 году. 
А вот попытки получить металл кальций из оксида длительное время не удавалось. Впервые это сделал Г.Дэви. Вначале он пропускал электроток через увлажненную землю, которая сверху была закрыта от воздействия кислорода воздуха керосином. Результатом опытов и экспериментов Дэви стало то, что он разработал метод получения щелочных и щелочноземельных металлов. 
   Суть этого метода такова. Дэви брал влажную землю, смешивал с оксидом ртути. Приготовленную таким образом смесь он помещал в стакан из платины, через который проходил положительно заряженный ток. В середину смеси Дэви помещал ртутную капельку и погружал отрицательно заряженный платиновый электрод в эту капельку. Результатом прохождения электрического тока являлось образование амальгамы кальция, которую затем сравнительно легко разлагал на ртуть и кальций. Заслуга в выделении чистого кальция принадлежит также И. Берцеллиусу и М.Понтину. 
Название же элемента происходит от слова калкс, что при переводе с латинского языка, означает известь.

   Данное вещество достаточно широко используется в разных сферах человеческой деятельности. К наиболее крупным потребителям следует отнести: черную металлургию, сельское хозяйство, сахарную, химическую, целлюлозно-бумажную промышленность. Используется СаО и в строительной индустрии. Особое значение соединение имеет в сфере экологии. Известь используется для очистки от оксида серы дымовых газов. Соединение также способно смягчать воду и осаждать присутствующие в ней органические продукты и вещества. Кроме того, применение негашеной извести обеспечивает нейтрализацию природных кислых и сточных вод. В сельском хозяйстве при контакте с почвами соединение устраняет кислотность, вредную для культурных растений. Известь негашеная обогащает грунт кальцием. За счет этого повышается обрабатываемость земли, ускоряется гниение гумуса. Вместе с этим сокращается необходимость внесения азотных удобрений в больших дозах.

   Гидратная смесь применяется в птицеводстве и животноводстве для подкормки. Так устраняется недостаток кальция в рационе. Кроме того, соединение используют для улучшения общих санитарных условий при содержании и разведении скота. В химической промышленности гидратная известь и сорбенты применяются для получения фторида и гидрохлорида кальция. В нефтехимической промышленности соединение нейтрализует кислые гудроны, а также выступает в качестве реагента в основном неорганическом и органическом синтезе. Достаточно широко используется известь в строительстве. Это обусловлено высокой экологичностью материала. Смесь используют при приготовлении вяжущих материалов, бетонов и растворов, производства изделий для строительства. [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Вид и характеристики изготовляемого продукта

   Строительной 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, кварцевого песка и т. д. в карбонатных породах не должно превышать 6 - 8 %. При большем количестве этих примесей в результате обжига получают гидравлическую известь.

   Различают следующие виды в извести: известь негашеную комовую; известь негашеную молотую; известь гидратную (пушонку); известковое тесто.

   Тонкоизмельченная негашеная известь имеет ряд преимуществ при изготовлении растворов и бетонов перед гидратной известью в виде порошка или теста. В этом случае нет отходов и все компоненты тонкоизмельченной извести рационально используются во время твердения (в том числе силикаты, алюминаты, ферриты и карбонат кальция). Молотая негашеная известь характеризуется меньшей водопотребностью, чем гашеная известь. Удельная поверхность молотой негашеной извести обычно значительно меньше удельной поверхности гидратной извести. Поэтому требуемую удобоукладываемость растворной или бетонной смеси на молотой негашеной извести получают при пониженном количестве воды. Снижение же водопотребности растворных и бетонных смесей способствует увеличению их прочности при твердении. Кроме того, негашеная известь, гидратируясь в уже уложенных в дело растворах и бетонах, связывает большое количество воды, переходящей в твердую фазу. Как известно, окись кальция при переходе в гидрат связывает 32,13% воды от своей массы. Все это способствует получению растворов, бетонов и изделий на молотой негашеной извести повышенной плотности и прочности по сравнению с получаемыми на гашеной извести.[10]

   При гидратном твердении молотой негашеной извести выделяется значительное количество тепла. Поэтому изделия на такой извести при температурах ниже нуля твердеют более спокойно и имеют лучшие показатели прочности, так как окружающие условия способствуют быстрому отводу тепла и уменьшению термических напряжений.

   Указанные преимущества молотой негашеной извести способствуют ее применению в производстве различных строительных материалов и изделий.

   Благоприятные результаты при гидратном твердении молотой негашеной извести можно получить лишь при следующих условиях, обеспечивающих нормальный ход процессов ее твердения:

• применение извести тонкого помола;

• соблюдение определенного водоизвесткового отношения;

• отвод тепла или использование других приемов, не допускающих разогревания твердеющего раствора или бетона до температур, вызывающих интенсивное испарение воды (особенно при кипении);

• прекращение перемешивания растворной или бетонной смеси на определенном этапе гидратации извести.

   При грубом помоле извести создаются условия для возникновения местных очагов перегрева материала, кипения воды и разрыхления структуры схватывающихся новообразований, что сопровождается появлением значительных растягивающих напряжений и деформаций, вызывающих снижение прочности, а иногда и разрушение твердеющего раствора или бетона. Поэтому негашеную известь следует измельчать до удельной поверхности 3500—5000 см2/г, причем остаток на сите № 02 должен быть близким к нулю, а на сите № 008 не превышать 4—6%.

   Отрицательно влияет на гидратное твердение негашеной извести пережог. Замедленная гидратация крупных кристаллов окиси кальция (крупнее 10—20 мкм) в уже затвердевшем известковом камне вызывает дополнительные неком-пенсируемые напряжения. Поэтому количество пережога в молотой негашеной извести не должно превышать 3—5%. Гидратное твердение негашеной извести протекает нормально при содержании воды в растворной или бетонной смеси лишь в пределах 100—150% массы извести. Точнее количество воды устанавливают с учетом интенсивности отвода тепла и скорости гидратации извести в растворной или бетонной смеси. При малом содержании воды (60—80% массы извести) температура резко повышается и интенсивно образуется пар, который разрыхляет структуру, препятствуя схватыванию и твердению массы. При избытке воды (200—250%) частицы извести отделяются одна от другой водными пленками, адсорбирующимися на их поверхности, и образуется несхватывающаяся и очень медленно твердеющая пластическая масса.

   При гидратации нормально обожженной извести практически в течение первого часа после затворения ее водой выделяется 1160 кДж на 1 кг окиси кальция. В результате изделие из раствора или бетона на молотой негашеной извести сильно разогревается, причем, если температура поднимается до 100° С, возникают те отрицательные явления, о которых говорилось раньше. Для предупреждения интенсивного разогревания смеси при гидратации извести используют различные приемы и, в частности, несколько увеличивают расход воды, охлаждают ее, частично гасят известь перед ее применением и т. п.

   Одним из простых способов является замедление скорости гидратации, а следовательно, и интенсивности тепловыделения с помощью различных веществ (гипса, сульфата натрия, сульфитно-дрожжевой бражки и др.). ССБ, СДБ и им подобные поверхностно-активные вещества, вводимые в воду для гашения в количестве 0,2—1%, адсорбируются на кристаллических зародышах гидрата окиси кальция, препятствуя их росту и замедляя вследствие этого дальнейшее растворение в воде и гидратацию окиси кальция. Возможно, что поверхностно-активные вещества уменьшают скорость гашения также вследствие адсорбции их на частичках окиси  кальция.

   Замедление скорости гидратации при добавках 2—5% гипса от массы извести объясняют образованием пленок гидрата окиси и сульфата кальция на поверхности еще не прореагировавших частичек окиси кальция.

   В тех случаях, когда известь наряду с очень активными частичками окиси кальция содержит медленно гасящиеся частички пережога, целесообразно в соответствии с рекомендациями Б. Н. Виноградова применять комбинированную добавку, состоящую из замедлителя и ускорителя гашения. Ускоритель в составе добавки действует преимущественно на пережженные частички, значительно ускоряя их гашение и обеспечивая их превращение в гидрат до твердения системы. Так влияет, например, смесь СДБ и хлористого кальция. Необходимое количество добавок нужно устанавливать опытом для каждой партии извести с учетом ее свойств.

   Наконец, при гидратном твердении молотой негашеной извести необходимо на определенной ступени взаимодействия ее с водой прекращать механические воздействия на растворную или бетонную смесь.

   Перемешивание, вибрация и т. п. в течение всего периода гидратации извести нарушают ее схватывание и твердение. Точным же регулированием продолжительности механических воздействий на растворные и бетонные смеси во время их перемешивания в мешалках или вибрации в формах можно добиться гидратации какой-то части окиси кальция. Она будет происходить в условиях свободных деформаций смеси с последующим гидратным твердением остальной части в спокойном состоянии без нарушения возникающих структурных связей между образующимися частичками гидрата окиси кальция.

   На практике такой эффект дает двухступенчатое перемешивание растворных или бетонных смесей на молотой негашеной извести, заключающееся в следующем. Вначале смесь извести с заполнителями и водой, взятой в количестве 80—90% общего ее содержания, перемешивают 2—3 мин и затем выдерживают 0,5—1 ч. При этом гидратируется наиболее активная часть извести, что сопровождается интенсивными объемными деформациями. После такой выдержки, продолжительность которой в зависимости от извести уточняют опытным путем, вторично перемешивают смесь с остальной частью воды и укладывают ее в формы (при изготовлении изделий). В формах в спокойном состоянии и протекает твердение бетона, обусловливаемое гидратацией еще непрореагировавшей части окиси кальция. Возникающие при этом деформации уже не столь интенсивны и не разрушают изделия.[2]

   По ГОСТ 9179-77 в зависимости от суммарного количества оксидов кальция и мания известь подразделяют на три сорта для негашёной извести, на два сорта для гашеной извести. Содержание активных CaO + MgO (в пересчете на сухое вещество) для негашеной извести без добавок должно быть соответственно для 1,2 и 3-го сортов 90,80 и 70%; для негашеной извести с добавками для 1-о и 2-го сортов – 65 и 55%. Строго нормируется допустимое содержание не погасившихся частиц (в %). Прочность извести стандартом не нормируется, так как она невелика; у пушонки через 28 суток 0,5 – 1,0 Мпа, у молотой извести 1,0 – 6,0 Мпа. Средняя плотность пушонки равна 400 – 450 кг/. Прочность растворов и бетонов на строительной воздушной извести, прежде всего, зависит от условий ее твердения. Прочность растворов и бетонов на строительной извести возрастает также с увеличением ее активности и уменьшением до некоторого предела водоизвесткового отношения.

  Кроме того, в соответствии с ГОСТ 9197-77 извести различают по скорости гашения. К быстрогасящимся относят извести со скоростью гашения не более 8 мин, к среднегасящимся – не более 25 мин, к медленногасящимся – более 25 мин. За скорость гашения принимается время от момента смешивания порошка извести с водой до момента достижения максимальной температуры и начала ее снижения. Растворы на негашеной извести схватываются через 15-60 мин после затворения. Скорость их схватывания зависит от скорости гидратации окиси кальция и условий твердения. [3]

 

Известь должна соответствовать требованиям, указанным в табл. 1[3]

Таблица 1. – Показатели качества воздушной извести.

	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	-	60	50	-	50	40
Активный МgO, не более	5	5	5	20(40)	20(40)	20 (40)	-	-
СО2, не более:
без добавок	3	5	7	5	8	11	3	5
с добавками	4	6	-	6	9	-	2	4
Не погасившиеся зерна, не более	7	11	14	10	15	20	-	-