Технологические процессы, производства и оборудование. Учебное пособие

сложенные преимущественно из округлых зерен кварца, сросшихся между собой или сцементированных аморфной кремнекислотой.

Минералогический состав глин представлен преимущественно гидратами алюмосиликатов и кварцем. Их химический состав колеблется в широких пределах: SiO2 – 45-80%, А1

О – 3 –15%. В небольших количествах в глинах могут присутствовать

– 10-40%,

Каолины — важнейшее сырье для производства тонкой керамики (фарфора, фаянса), а также входят в состав стекольных шихт.

Полевые шпаты в керамических массах играют роль плавня, а в стекольных шихтах обеспечивают повышение механической прочности и химической стойкости стекла. По химическому составу они представляют собой алюмосиликаты щелочных металлов и кальция. Калиевые полевые шпаты (К2ОА1

Перлит, пемза, туф, трасс - высокоактивные алюмосиликатные породы вулканического происхождения - используются в керамическом производстве в качестве плавней, в цементной промышленности — в качестве активных минеральных добавок. Туфы и трассы образовались из вулканических пеплов, а пемза и перлит — из лавы.

К а р б о н а т н о е с ы р ь е

Известняк, мел — основное сырье для производства извести, портландцемента, глиноземистого цемента, важный компонент стекольных и керамических шихт. Известняк и мел состоят в ос­новном из минерала кальцита — СаСО3 и отличаются лишь плот­ностью. Известняк — твердая и плотная осадочная порода. Мел — осадочная микрозернистая, слабосцементированная и рыхлая порода, состоящая из мельчайших скелетных частей и панцирей простейших организмов.

реходная горная порода от известняков к глинам; она представляет собой природную смесь из 20—50% глинисто-песчаных веществ и 50—80% мельчайших частиц углекислого кальция.

Наиболее ценное сырье — известковый мергель, содержащий при­мерно 75—80% СаСО3 и 20—25% глины. По химическому составу он близок к портландцементной сырьевой смеси, что упрощает производство портландцемента. В стекольные шихты введение мергеля желательно при производстве бутылочного стекла.

в

бокситах, используемых в силикатной технологии, составляет

этих пород являются соленые озера. Используют их в стекольном производстве и для изготовления жидкого стекла.

Наибольшее распространение для производства извести получили шахтные печи (рис. 1.3), высота которых достигает 20 м. В шахтной печи различают (считая сверху вниз) три зоны: подогрева, обжига и охлажден ия. В зоне по догрева из изве стняка и топлива (в случае использования твердого топлива — кокса или антрацита) удаляется влага. Известняк нагревается до температуры начала диссоциации, а топливо — до температуры воспламенения. В зоне обжига за счет сгорания топлива или поступления продуктов его сгорания из топок (в случае работы печи на жидком или газообразном топливе) достигается максимальная температура материала и активно пр оисходит диссоциация СаСО3 % и MgCO3. В третьей зоне материал охлаждается поступающим в печь снизу воздухом.

Шахтные печи различают по виду применяемого в них топлива и по способу его сжигания. В пересыпных печах твердое топливо подается вместе с сырьем в печах с выносными топками последние расположены по внешнему периметру печи.

Вращающиеся печи обеспечивают компактность технологической схемы, позволяют автоматизировать процесс и снизить капитальные затраты на строительство цехов. Во вращающихся печах может быть получена известь высокого качества обжигом при средних и достаточно высоких температурах. Из-за малого времени пребывания материала в печи опасность пережога в них минимальна, известь значительно более однородна по составу и содержит меньше примесей.

Рис. 1.3. Шахтная печь: распределение зон обжига в шахтной печи;

контактировать с водой даже в виде паров.

Воздушная известь отличается от всех других вяжущих тем, что может превращаться в порошок не только при помоле, но и при гашении. Комовая негашеная известь является полуфабрикатом, из которого в зависимости от принятой схемы — помол или гашение — получают соответственно молотую негашеную или гашеную известь.

П р о и з в о д с т в о г а ш е н о й и з в е с т и

Гашение — специфический технологический процесс, используемый только в производстве извести. При гидратации известипроисходит реакция СаО + Н2О > Са(ОН)2, в результате которой выделяется значительное количество теплоты — 1160 кДж на 1 кг оксида кальция. Выделяющаяся теплота вызывает кипение воды, поэтому негашеную известь называют «кипелкой». Проникая вглубь зерен, вода вступает во взаимодействие с СаО, и теплота, выделя­ющаяся при этом, превращает воду в пар.