6.Производство строительного гипса

Строительный гипс (или алебастр) – воздушное вяжущее вещество, получаемое путем термообработки природного гипсового камня – двуводного гипса (CaSO₄*2H₂O) при температуре 130-170 ⁰С до превращения его в полуводный гипс (CaSO₄*0,5H₂O) с измельчением его в тонкий порошок до или после термообработки.

Теоретически двуводный гипс при переходе в полуводный теряет 15,76% массы. Следовательно, теоретический коэффициент выхода полуводного гипса равен 84,2%, а расход двугидрата 1188 кг на 1000 кг полугидрата.

Технология такова:

• Подготовка сырья

• ТО

• Помол (перед ТО; после ТО; либо помол до и после ТО)

Подготовка сырья.

Гипсовый камень поступает в виде кусков до 350 мм либо в виде щебня. Кусковый гипс подвергают предварительному дроблению. Влажный гипсовый камень подсушивают (т.к. он обладает повышенной вязкостью). Возможен как совместный помол и сушка, так и раздельный.

Основной технологический передел – ТО.

Возможны варианты этого процесса:

• Варка в котлах, в которых материал не соприкасается с топочными газами. При этом необходим предварительный помол сырья Это наиболее распространенный способ. Гипсоварочные котлы просты в конструкции, а продукт получается чистым и однородным. Недостатки – периодичность работы котла, вследствие временные затраты. При поступлении в котел гипс имеет температуру 60-70 ⁰С, в течение первых 30 мин нагревается до 120-150, при этом начинается интенсивная дегидратация. В течение процесса гидратации температура постоянная. По окончании процесса температура начинает подниматься. Обычно нагрев ведут еще на 20-30 ⁰С для более полной дегидратации гипса, т.к. даже 1-2 % двугидрата в готовом продукте резко ухудшают свойства, ускоряя сроки схватывания и увеличиваю водопотребность. Полный цикл варки составляет 1,5-3 часа. Из гипсоварочных котлов гипс поступает в бункер томления. Здесь дегидратируются остатки двугидрата за счет физического тепла материала, а пары идут на гидратацию растворимого ангидрита. Разработаны и эксплуатируются гипсоварочные котлы непрерывного действия. После варки гипс подвергается вторичному помолу для увеливения пластичности и активности.

• Дегидратация в сушильных барабанах. Помолу подвергается обожженный продукт. Основное преимущество – непрерывность процесса. Недостатки – неравномерность обжига

• Одновременный помол и дегидратация гипса. При этом гипсовый камень из дробилки попадает в мельницу, куда подаются топочные газы нужной температуры. В мельнице происходит сушка, дегидратация и помол одновременно. Недостаток способа – неравномерность состава гипса.

• ТО на агломерационной решетке. Сущность метода в том, что на бесконечную металлическую сетку подается гипсовый камень в виде щебня. Движущаяся лента с гипсом проходит камеру обжига: вверху горелки, внизу пылеосадительные устройства. Недостаток – большое содержание растворимого ангидрита.

• Др.

7.Производство высокопрочного гипса

Высокопрочный гипс состоит в основном из α-полугидрата. Его получают, когда вода выделяется из кристаллической решетки двугидрата в капельно-жидком состоянии. Такие условия создаются либо при дегидратации в автоклавах, либо при варке в жидких средах.

Автоклавная технология такова:

• Загрузка гипсового камня в виде кусков или щебня в автоклав

• Повышение давления (от 1,3 (0,13 МПа) до 7 ат) и нагрев материала в автоклаве (до 124-174 ⁰С)

• Пропарка под давлением

• Сушка полугидрата при температуре не ниже 90 ⁰С

Получение высокопрочного гипса в жидких средах:

Преимущества способа – в жидкой среде можно изменять температуру, давление, выбирать реагенты - активизаторы, их концентрацию и др. Все реакции в жидкой среде идут полнее. Лучше теплопередача. Процесс можно осуществлять непрерывно. Процесс дегидратации в жидкой среде идет несколько минут (в автоклаве несколько часов)

Недостатки способа – конечный продукт представляет собой жидкую массу с температурой 90-100 ⁰С. Если массу сразу не использовать для производства изделий, то требуется сушка массы.

Варка гипса по этому способу осуществляется в растворах солей (хлористый кальций), температура кипения которых 105-110 ⁰С. Возможна варка в растворах ПАВ, под давлением и при температуре 130 ⁰С.

Формовочный гипс предназначен для изготовления форм в фарфорово-фаянсовой, машиностроительной, металлургической и др. отраслях.

Медицинский гипс имеет короткие сроки схватывания, повышенную белизну и не содержит растворимых примесей.