Оглавление

Введение 4

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6

1.1. Различные схемы производства вяжущего 6

1.2. Технология производства строительного гипса на базе гипсоварочных котлов периодического действия 13

2. ПРИРОДНОЕ И ТЕХНОГЕННОЕ СЫРЬЕ 21

2.1. Природный гипсовый камень 21

2.2. Техногенное сырье 22

2.2.1. Состав и свойства фосфогипса 22

2.2.2. Способы переработки фосфогипса в гипсовое вяжущее 24

2.2.3. Область применения фосфогипса 26

● Получение редкоземельных металлов из фосфогипса 26

● Производство цемента из фосфогипса 27

● Производство серной кислоты и извести из фосфогипса 28

● Переработка фосфогипса в сульфат аммония 28

3. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 29

Грейферным мостовым краном производится загрузку камня в щековую дробилку и разгрузка камня из вагона. Влажность подаваемого камня должна быть не выше 20%, размер кусков от 50 до 320 мм или в виде щебня от 5 до 50 мм. Содержание CaSO₄·2H₂O не менее 70%. Разрешается добавление отходов производства не более 20 % от количества подаваемого камня с равномерным дозированием. Видимые металлические предметы необходимо удалять за пределы склада. Выборка камня производится грейферным краном равномерно без разделения крупной и мелкой фракции; Затем гипсовый камень попадает в щековую дробилку, она обеспечивает получение гипсового щебня, фракцией до 80 мм при этом максимальный размер камня при входе в дробилку должен быть не более 300 мм. Размер выгрузочного отверстия 100–110 мм. После дробилки предварительно раздробленный камень поступает на наклонный ленточный конвейер, который обеспечивает бесперебойную загрузку гипсовым щебнем бункер щебня № 1. Также для более тщательной работы над конвейером ставят электромагнитный барабан, он должен обеспечить улавливание металлических включений. 46

4. МАТЕРИАЛЬНЫЕ И ТЕПЛОВЫЕ БАЛАНСЫ 54

4.1. Материальный баланс котла непрерывного действия на часовую производительность гипсового вяжущего 54

4.1.1. Материальный баланс стадии первичного помола гипсового камня в щековой дробилке 55

4.1.2. Материальный баланс сушильно-помольной установки (мельница) 56

4.1.3. Материальный баланс стадии очистки газов в циклоне 59

4.1.4. Материальный баланс стадии варки гипса в котле непрерывного действия 60

4.2. Тепловой баланс стадии варки гипса 61

4.3. Тепловой баланс шахтной мельницы 64

Таблица 17 – Теплоемкости смеси газов 65

5. КОНСТРУКЦИОННЫЙ РАСЧЕТ КОТЛА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ 68

● Методика расчета двухлопостной мешалки 72

● Расчет винтового конвейера 78

6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 81

Введение 81

6.1. Обоснование и расчет производственной мощности 82

6.2. Расчет дополнительных капитальных затрат 83

6.3. Расчет материальных затрат 84

6.4. Расчет изменения себестоимости продукции 88

7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 96

Введение. 96

7.1. Характеристики вредных веществ 98

7.2. Вентиляция рабочего помещения 99

7.3. Электробезопасность 100

7.4. Меры безопасности в случаях избыточного тепловыделения 101

7.5. Микроклимат производственного помещения 102

7.6. Производственное освещение 102

7.7. Шум 103

7.8. Пожарная безопасность, чрезвычайные ситуации 104

7.9. Чрезвычайные ситуации 106

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 109

27. СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95». 112

Целью работы является разработка технологической схемы непрерывного действия производства гипсового вяжущего с заменой 20% природного гипсового камня на нейтрализованный техногенный отход – фосфогипс.

В ходе работы установлено, что на ОАО «Свердловский завод гипсовых изделий» существует возможность заменить часть природного сырья на техногенный отход производства фосфорной кислоты – фосфогипс, который схож с природным.

Для увеличения производительности предприятия предложен котел непрерывного действия, который позволит производить гипсовое вяжущее в больших объёмах, отличающийся высоким качеством, фракционным и модификационным составом. Загрузка и выгрузка в котел будет производиться непрерывно.

В ходе работы получены зависимости водоудерживающей способности гипсового вяжущего с добавлением отхода – фосфогипса, подвижности, сроков схватывания, насыпной плотности, прочности на сжатие и изгиб.

На основании полученных зависимостей определены оптимальные режим варки гипсовой муки и выявлен наиболее выгодный тип котла непрерывного действия.

В работе показана возможность решения проблемы утилизации фосфогипса посредством частичной замены гипсового вяжущего на нейтрализованный техногенный отход без ухудшения качества готового продукта с частичной заменой оборудования на ОАО «Свердловский завод гипсовых изделий».

В работе показана универсальность технологической схемы производства гипсового вяжущего, рентабельность производства гипсового вяжущего на основе техногенного отхода, а также экологичность данного проекта.

Введение

В незапамятные времена люди заметили, что обожженный на костре гипс при соединении с водой охотно поглощает ее, превращаясь сначала в тестообразную массу, а затем в камень. Такое превращение происходит за каких-нибудь 20–30 минут. Гипсовая масса, твердея, увеличивается в объеме, сохраняет его при высыхании и плотно прилегает к любой, даже очень сложной форме, позволяя снимать с нее точные слепки, что сыграло не последнюю роль в литейном деле. Но первая и, пожалуй, самая главная область применения гипса – строительство. Этот материал, обычно в смеси с известью, – один из самых первых надежных и дешевых видов цемента. Из вяжущих материалов на основе гипса изготовляли даже искусственный мрамор [6].

Этот материал наряду с естественными облицовочными камнями умело использован в отделке интерьеров. И примерно четыре пятых добываемого в наше время гипса идет для приготовления различных вяжущих материалов. Наибольшее распространение среди них получил строительный, или, как его еще называют, штукатурный гипс. Из этого дешевого и экономичного материала готовят стеновые панели и блоки, перегородки, плиты покрытий и перекрытий, архитектурные детали, сухие штукатурные смеси со специальными добавками для механизированной обработки больших поверхностей и многое другое [7]. Производство гипсового вяжущего на удивление несложно. Раньше для приготовления этого материала куски гипса сыпали на угли костров, разведенных в вырытых в земле ямах.

Сегодня этот процесс немногим усложнился. Измельченный природный гипсовый камень нагревают при температуре 140–190 °С в течение нескольких часов в варочных котлах, вращающихся печах или других емкостях. Во время нагрева гипс теряет полторы молекулы своей кристаллизационной воды и превращается в полуводную разновидность – практически готовый для широкого использования ценнейший строительный материал. Несколько иным способом получают другую разновидность гипсового вяжущего – высокопрочный гипс. Его готовят, обрабатывая гипсовый камень насыщенным паром под давлением. Это несколько более энергоемкий процесс, зато получаемый материал становится намного прочнее. Высокопрочный гипс используют там, где требуется вяжущее с быстрым схватыванием и твердением, например, для изготовления железобетонных конструкций. Нетрудно убедиться, что высокопрочный гипс представляет собой полиморфную разновидность ангидрита. Именно это открывает возможность новых безобжиговых технологий получения вяжущего из природного ангидрита, который пока еще используется явно недостаточно. В процессе обжига гипсового камня при температурах от 600 до 1000 °С из него уходит вся кристаллизационная вода и образуется так называемый «мертвый» гипс, потерявший свои ценные вяжущие качества. Оживить его, придать активность помогают различные добавки – катализаторы, особенно известь. Из такого «реанимированного» гипса изготовляют бетоны для наземных сооружений, смеси для строительных растворов, наливные бесшовные полы, подоконные доски, ступени и другие строительные элементы, отличающиеся высоким сопротивлением истиранию, морозостойкостью, хорошими тепло- и звукоизоляционными качествами. Области использования гипса и ангидрита поистине неисчерпаемы. Без них не могут обойтись бумажная, химическая, стекольная, металлургическая и многие другие отрасли хозяйства. В России ежегодно добывают около 13 млн т гипсового сырья. Однако активно эксплуатируется менее трети разведанных месторождений, большей частью в европейской части нашей страны. Многие месторождения приходится разрабатывать подземным способом. При этом значительная часть сырья теряется. Например, на Новомосковском месторождении в Тульской области работы идут на глубине более 130 м. Около 66% запасов остается в поддерживающих кровлю выработок целиках и межкамерных пространствах. Значительны запасы гипса и ангидрита в Приуралье, особенно в Пермской и Оренбургской областях, а также в Башкирии. Здесь гипс и ангидрит нередко слагают целые горы, образуют скалистые утесы по берегам рек. Это районы классического развития карста со множеством знаменитых пещер, гротов, таинственных подземных коридоров, провалов. К востоку от Урала гипсовое изобилие кончается. Здесь единственная мощная база по производству вяжущих – Заларинское месторождение в Иркутской области. Именно этим материалом снабжаются вся Восточная Сибирь и Дальний Восток [8].

Гипсовые вяжущее – химическая формула CaSO₄×0,5H₂O, - получаемые путем термической обработки гипсового сырья – химическая формула CaSO₄×0,5H₂O – в гипсоварочных котлах, применяются для изготовления изделий:

- СП (строительные плиты для сухой штукатурки стен);

- плиты пазогребневые гипсовые литые;

- смеси сухие строительные.

Гипсовое вяжущее является также и товарным продуктом, отгружается потребителю в упаковках (в мешках) и навалом в крытых и специализированных вагонах.