Известь комовая негашеная – это полупродукт для получения известкового теста, гашеной извести.

Известью называют продукты прошедшие обжиг и впоследствии переработку: мел, известняк и другие карбонатные породы. Ее классификация зависит от химического состава, обычно под термином «известь» имеется в виду негашеная известь комовая и продукт взаимодействия ее с водной жидкостью.

Использование в сельском хозяйстве

Комовая известь зачастую применяется в сельском хозяйстве для устранения кислотности почвы, которая является вредной для восприимчивых культурных растений (озимая пшеница, свекла, многолетние травы подсолнечники и др.). Негашеная известь комовая обогащает почву кальцием. В результате повышается качество обрабатываемых земель, существенно ускоряется перегнивание гумуса. Существенно сокращается необходимость использования азотных удобрений.

Одна из причин усиления кислотной почвы является внесение физиологических кислых минеральных удобрений, азотных в том числе, для нейтрализации которых необходимо применение извести. Такое известкование должно опережать внесение минеральных удобрений.

Получение хорошего урожая с помощью известковых почв дает результат со значительно меньшими затратами (на 25–30%) минеральных удобрений. Как показывает опыт, аммиачная селитра обладает подкисляющим действием. Поэтому целесообразно использовать известково-аммиачную селитру, которая получается в результате смешивания с известковой пушонкой или мелом. Этим и объясняется популярность этого вида удобрения среди фермеров.

Следует отметить, по сравнению с другими удобрениями, комовая известь – более дешевое средство, т.к. является отходами промышленного производства. Их использование при возделывании почвы обеспечивает положительное действие, в зависимости от внесения положенной дозировки и состава почвы, в течение 5–15 лет.

При хранении или транспортировки вещества нужно обеспечить условия, при которых минимизирован риск попадания влаги. Само известковое вещество, в форме порошка, может погасить даже влага, которая находится в воздухе.

Срок годности продукта зависит от тары, которую используют. При нахождении извести в бумажных мешках, ее свойства будут сохраняться на протяжении 25 дней. При обеспечении необходимых условий комовая известь может приобрести неограниченный срок хранения.

В хранилищах, полы должны быть из дерева и подняты на высоту до 30 см. Необходимо избегать попадания воды в вещество, т.к. существует опасность возгорания. В результате того, что вода нагревает известковый материал, при возникновении вспышки пожара для тушения известкового состава нельзя использовать воду.

Вывод

1-2 Исходные данные

Производство комовой негашёной извести в шахтных печах

1. Производительность, м 3 /год 60000

2. Используемые материалы Известняк ракушечник

3. Максимальная крупность

сырья Д max , мм 500

4. Фракция готового продукта 80-120

1-2 Вводная часть

Строительной воздушной 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.

Воздушная известь относится к классу воздушных вяжущих: при обычных температурах и без добавок пуццолановых веществ она твердеет лишь в воздушной среде.

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

СаО. В небольшом количестве в ней могут присутствовать неразложившийся карбонат кальция, а также силикаты, алюминаты и ферриты кальция и магния, образовавшиеся во время обжига при взаимодействии глины и

кварцевого песка с оксидами кальция и магния.

Известь негашеная молотая - порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести. По химическому составу она подобна комовой извести.

Гидратная известь - высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды, обеспечивающим пере-

ход оксидов кальция и магния в их гидраты. Гидратная известь состоит преимущественно из гидроксида кальция Са(ОН) 2 , а также гидроксида магния Mg(OH) 2 и небольшого количества примесей (как правило карбоната кальция).

Качество воздушной извести оценивается по разным показателям, основным из которых является содержание в ней свободных оксидов кальция и магния (активность извести). Чем выше их содержание, тем выше качество

они относятся к осадочным породам и широко распространены на

территории нашей страны. В состав известняков входят углекислый кальций СаСО 3 , и небольшое количество различных примесей (глина, кварцевый песок, доломит, пирит, гипс и др.).

Теоретически карбонат кальция состоит из 56% СаО и 44% СО 2 . Он встречается в виде двух минералов - кальцита и арагонита.

Чистые известково-магнезиальные породы - белого цвета, однако они часто бывают окрашены примесями оксидов железа в желтоватые, красноватые, бурые и тому подобные тона, а углистыми примесями - в серые и даже черные цвета. Количество и вид примесей к карбонатным породам, размеры частиц примесей, а также равномерность распределения их в основной массе в большой степени отражаются на технологии производства извести, выборе печей для обжига, оптимальной температуре и продолжительности обжига, а также на свойствах получаемого продукта.

Обычно чистые и плотные известняки обжигают при 1100 - 1250 ˚С. Чем больше карбонатная порода содержит примесей доломита, глины, песка и т. п., тем ниже должна быть оптимальная температура обжига (900 - 1150 ˚С) для получения мягкообожженной извести. Такая известь хорошо гасится водой и дает тесто с высокими пластичными свойствами.

Примеси гипса нежелательны. При содержании в извести даже около

0,5 - 1 % гипс сильно снижает пластичность известкового теста. Значительно влияют на свойства извести железистые примеси (особенно пирит), которые уже при 1200˚С и более вызывают образование в, процессе обжига легкоплавких эвтектик, способствующих интенсивному росту крупных кристаллов оксида кальция, медленно реагирующих с водой при гашении

извести и вызывающих явления, связанные с понятием «пережог».

(прочность на сжатие не менее 20 - 30 МПа). Куски породы должны быть однородными, неслоистыми; они не должны рассыпаться и распадаться на более мелкие части во время нагревания, обжига и охлаждения.

Рассыпаться во время обжига склонны крупнокристаллические известняки, состоящие из кристаллов кальцита размером 1 - 3 мм. Мягкие разновидности известково-магнезиальных пород (мел и т. п.) надо обжигать в печах, в которых материал не подвергается сильному измельчению (вращающиеся и др.).

1-3 Теоретические основы процесса

Производство комовой негашеной извести состоит из следующих основных операций: добычи и подготовки известняка, подготовки топлива и обжига известняка.

Известняки добывают обычно открытым способом в карьерах. Плотные известково-магнезиальные породы взрывают. Для этого вначале с помощью станков ударно-вращательного (при твердых породах) или вращательного бурения (при породах средней прочности) бурят скважины диаметром 105 - 150 мм глубиной 5 - 8 м и более на расстоянии 3,5 - 4,5 м одна от другой. В них закладывают надлежащее количество взрывчатого вещества (игданита, аммонита) в зависимости от прочности породы, мощности пласта и требуемых габаритов камня.

Наблюдающаяся иногда неоднородность залегания известняков в месторождениях (по химическому составу, прочности, плотности и т. п.) обусловливает необходимость выборочной разработки полезной породы. Выборочная добыча известняка повышает стоимость продукта, поэтому при определении технической и экономической целесообразности разработки тех или иных месторождений необходимы тщательные геологоразведочные

изыскания.

Полученную массу известняка в виде крупных и мелких кусков погружают в транспортные средства обычно одноковшовым экскаватором. В зависимости от расстояния между карьером и заводом известняк доставляют на завод ленточными конвейерами, автосамосвалами,

железнодорожным и водным транспортом.

Высококачественную известь можно получить только при обжиге карбонатной породы в виде кусков, мало различающихся по размерам. При обжиге материала в кусках разного размера получается неравномерно обожженная известь (мелочь оказывается частично или полностью пережженной, сердцевина крупных кусков - необожженной). Кроме того, при загрузке шахтных печей кусками разного размера значительно

увеличивается степень заполнения печи, а следовательно, уменьшается

газопроницаемость материала, что затрудняет обжиг.

Поэтому перед обжигом известняк соответствующим образом подготавливают: сортируют по размеру кусков и, если необходимо, более крупные негабаритные куски дробят.

В шахтных печах наиболее целесообразно обжигать известняк раздельно по фракциям 40 - 80, 80 - 120 мм в поперечнике, а во вращающихся печах -

5 - 20 и 20 - 40 мм.

Так как размеры глыб добытой горной породы нередко достигают

500 - 800 мм и более, то возникает необходимость дробления их и сортировки всей полученной после дробления массы на нужные фракции. Это осуществляется на дробильно-сортировочных установках, работающих по открытому или замкнутому циклу с использованием щековых, конусных и другого типа дробилок. Дробить и сортировать известняк целесообразно непосредственно на карьере и доставлять на завод лишь рабочие фракции.

Обжиг - основная. технологическая операция в производстве воздушной извести. При этом протекает ряд сложных физико-химических процессов, определяющих качество продукта. Цель обжига - возможно более полное разложение (диссоциация) СаСО 3 и МgСО 3 СаСО 3 , на СаО, МgO и СО 2 и получение высококачественного продукта с оптимальной микроструктурой частичек и их пор.

Если в сырье есть глинистые и песчаные примеси, то во время обжига между ними и карбонатами происходят реакции с образованием силикатов, алюминатов и, ферритов кальция и магния.

Реакция разложения (декарбонизация) основного компонента известняка - углекислого кальция идет по схеме: СаСО 3 ↔СаО+СО 2 . Теоретически на декарбонизацию 1 моля СаСО 3 (100 г) расходуется 179 кДж или 1790 кДж на

1 кг СаСО 3 . В пересчете на 1 кг получаемого при этом СаО затраты равны

Продолжительность обжига определяется также размером кусков обжигаемого продукта. Для увеличения производительности известеобжигающих печей и снижения пережога поверхностных слоёв кусков желательно в допустимых пределах уменьшения их размеров. При обжиге кусков различной крупности режим процесса определяют исходя из времени, необходимого для обжига кусков средних размеров.

Основное различие в технологиях производства комой негашеной извести – в способе обжига.

1-4 Выбор и описание технологической схемы производства

Вращающиеся печи для обжига извести позволяют получать мягкообожженную известь высокого качества из известняка и мягких карбонатных пород (мела, туфа, ракушечника) в виде мелких кусков. Вращающиеся печи допускают возможность полной механизации и автоматизации процесса обжига. Наконец, в них можно применять все виды топлива - пылевидное твердое, жидкое и газообразное.

Расход условного топлива во вращающихся печах значителен и достигает 25 - 30% массы извести, или 6700 - 8400 кДж на 1 кг. Недостатки вращающихся печей - большой расход металла на 1 т мощности, повышенные капиталовложения и значительный расход электроэнергии.

Для обжига извести применяют вращающиеся печи длиной 30 - 100 м, диаметром 2 - 4 м, с углом наклона 3 - 4˚ и частотой вращения 0,5 - 1,2 об/мин. Удельная суточная производительность их достигает 500 - 700 кг/м 3 в расчете на полный объем обжигательного барабана. С увеличением длинны печей производительность их возрастает, а расход топлива снижается.

Для уменьшении расхода топлива на обжиг извести во вращающихся печах и для утилизации теплоты газов, выходящих из печей с температурой 750 - 800˚С, при меняют разные способы. В частности, за печами ставят

нагреватели, в которые направляют предназначенный для обжига кусковой материал. Отсюда с температурой 500 - 800˚С он поступает во вращающуюся печь, а из нее в холодильник. При таком способе работы печи расход теплоты на обжиг снижается до 4бОО - 5030 кДж/кг извести.

Применяют самые разные представляющие собой сочетание шахтной печи диаметром до 6 - 8 м с вращающейся печью диаметром около 2,5 м. При этом мелкокусковой фракционированный известняк обжигается на 80% в шахте с применением кокса и окончательно - во вращающейся печи. Суточная производительность подобной установки достигает 400 - 500 т при затрате теплоты около 4200 кДж/кг.

В последние годы ведется интенсивная разработка способов и установок, предназначенных преимуществен но для получения извести из мелкокусковых и даже пылевидных материалов. Такие способы позволяют не только использовать мелочь, но и резко интенсифицировать процесс обжига и увеличить удельную производительность установок.

Обжиг известняка в кипящем слое по технико-экономическим показателям характеризуется высоким съемом и повышенным расходом топлива - 4600 - 5480 кДж на 1 кг извести. Обжиг материала в условиях кипящего слоя высотой до 1-1.2 м длится 10-15 мин. Работа этих печей легко поддаётся полной автоматизации.

Применение в известковой промышленности установых для обжига карбонатных пород в кипящем слое позволяет рационально использовать большие количества мелких фракций сырья, образующихся обычно на карьерах, а также на заводах, оборудованных шахтными печами и даже вращающимися печами. Недостатком этих установок является повышенный расход топлива и электроэнергии.

Обжиг измельченного известняка во взвешенном состоянии в опытном порядке осуществляют в циклонных топках. В них тонкоизмельченные частички карбонатного сырья увлекаются потоком раскаленных газов и обжигаются. Осаждается обожженная известь из газового потока в пылеосадительных устройствах.

Выбор типа печи для обжига извести определяется производительностью завода, физико-механическими свойствами и химическим составом известняка, видом топлива и требуемым качеством извести.

Наибольшее распространение получили шахтные печи, представляющие собой полый цилиндр, имеющий наружный стальной кожух толщиной около 1 см и внутреннюю огнеупорную кладку, вертикально установленный на фундаменте. Эти печи характеризуются непрерывностью действия, пониженным расходом топлива и электроэнергии, а так же простотой в эксплуатации. Строительство их требует относительно небольших капиталовложений.

В зависимости от вида применяющегося топлива и способа его сжигания различают шахтные печи, работающие на короткопламенном твёрдом топливе, вводимом обычно в печь вместе с обжигаемым материалом; т.к. известняк и кустовое топливо при этом загружают в шахту перемежающимися слоями, то иногда такой способ обжига называют пересыпным, а сами печи – пересыпными; на любом твердом топливе, газифицируемом или сжигаемом в выносных потоках, размещаемых непосредственно у печи; на жидком топливе; на газовом топливе, натуральном или искусственном.

По характеру процессов, протекающих в шахтной печи, различают три зоны по высоте: подогрева, обжига и охлаждения. В зоне подогрева, к которой относят верхнюю часть печи с температурой пространства не выше 850˚С, материал подсушивается и подогревается поднимающимися раскалёнными дымовыми газами. Здесь выгорают также органические примеси. Поднимающиеся газы, в свою очередь, благодаря теплообмену между ними и загруженным материалом охлаждаются и далее отводятся вверх печи.

Зона обжига размещается в средней части печи, где температура обжигаемого материала изменяется от 850˚С до 1200˚С и затем 900˚С; здесь известняк разлагается, из него удаляется углекислый газ.

Зона охлаждения – нижняя часть печи. В этой зоне известь охлаждается от 900˚С до 50-100˚С поступающим снизу воздухом, который далее поднимается в зону обжига.

Движение воздуха и газов в шахтных печах обеспечивается работой вентилятор, нагнетающих в печь воздух и отсасывающих из неё дымовые газы. Противоточное движение обжигаемого материала и горячих газов в шахтной печи позволяет хорошо использовать теплоту отходящих газов на прогрев сырья, а теплоту обожённого материала – на подогрев воздуха, идущего в зону обжига. Поэтому для шахтных печей характерен низкий расход топлива. Расход условного топлива в этих печах примерно 13-16% массы обожённой извести, или 3800-4700 кДж на 1 кг.

Недостатки шахтных печей: известь загрязняется золой и остатками не сгоревшего топлива. Возможно так же образование значительного количества пережога в следствие соприкосновения раскалённых кусков антрацита или кокса с обжигаемым материалом. Это особенно заметно при нарушении теплового режима и чрезмерным форсированием печей за счёт высоких температур обжига.

Выбор типа печи для обжига извести определяется производительностью завода, физико-механическими свойствами химическим составом известняка, видом топлива и требуемым качеством извести.

Исходя из выше написанного выбираем шахтную печь.

Рис. 1 Технологическая схема производства комовой негашеной

извести в шахтных печах.

Рис. 2 Химико – технологическая схема

1- стадия подготовки сырья к химическим превращениям; 2- химические превращения; 3- получение и доводка целевых продуктов.

Если рассматривать процесс обжига в шахтной печи, то можно хорошо различить три стадии.

Процесс диссоциации углекислого кальция (основной части сырья) – обратимая реакция. Её направление зависит от температуры и парциального давления углекислого газа в среде с диссоциирующимся карбонатом кальция.

Так как СаО и СаСО 3 не является твёрдыми веществами и их концентрации в единице объёма постоянны, константа диссоциации К дис =Р СО2 . Следовательно, динамическое равновесие в рассматриваемой системе устанавливается при определённом и постоянном для каждой данной температуры давления Р СО2 и не зависит ни от количества оксида кальция, ни от количества карбоната кальция, находящихся в системе. Это равновесие давления называют давлением диссоциации или упругостью диссоциации.

Диссоциация углекислого кальция возможна только лишь при условии, если давление диссоциации будет больше чем парциальное давление СО 2 в окружающей среде При обычной температуре разложение СаСО 3 невозможно, поскольку давление диссоциации ничтожно. Установлено, что лишь при 600˚С в среде, лишённой СО 2 (в вакууме), начинает диссоциация углекислого кальция, причём она протекает очень медленно. При дальнейшем повышении температуры диссоциация СаСО 3 ускоряется.

При 880˚С давление (упругость диссоциации) достигает 0.1 МПа при этой температуре (её иногда называют тем-рой разложения) давление двуокиси углерода при диссоциации превосходит атмосферное давление, поэтому разложение карбоната кальция в открытом сосуде протекает интенсивно. Это явление можно сравнить с интенсивным выделением пара из кипящей жидкости.

При тем-ре больше 900˚С повышение её на каждые 100˚С ускоряет декарбонизацию известняка примерно в 30 раз. Практически в печах декарбонизация начинается при тем-ре, на поверхности кусков, 850˚С при содержании СО в отходящих газах около 40-45%.

Скорость декарбонизации известняка при обжиге зависит также от размеров обжигаемых кусков и их физ. свойств.

Разложение СаСО 3 происходит не сразу во всей массе куска, а начинается с его поверхности и постепенно проникает к внутренним его частям. Скорость движения с зоны диссоциации внутрь куска увеличивается с повышением тем-ры обжига. В частности при 800˚С скорость перемещения зоны диссоциации составляют примерно

2 мм, а при 1100˚С - 14 мм в час, т.е. идет быстрее.

Качество воздушной извести исходя из выше изложенного, будет определяться тем-рой обжига. Так средняя плотность извести полученной при 850-900˚С, достигает 1.4-1.6 г/см 3 , а для извести обоженной при 1100-1200˚С она повышается до 1.5-2.5 г/см 3 и более (в куске). При обжиге идёт быстрая перестройка тригональной кристаллической решетки кальцита в кубический оксид кальция.

Декарбонизация известняков при низких тем-рах (800-850˚С) приводит к образованию оксида кальция в виде массы губчатой структура, сложенной из кристаллов размером около 0.2-0.3 мкм и пронизанной тончайшими капиллярами диаметром около 8*10 -3 .

Удельная поверхность такой извести, достигающая порядка 50 м 2 /г должна бы предопределять высокую реакционную способность продукта при взаимодействии в водой. Однако этого не наблюдается, по-видимому, потому, что проникновение воды через узкие поры в массу оксида кальция затруднено.

Повышение тем-ры обжига до 900˚С и особенно до 1000˚С обуславливает рост кристаллов оксида кальция до 0.5-2 мкм и значительное уменьшение удельной поверхности до 4-5 м 2 /г, что должно бы отрицательно отражаться на реакционной способности продукта. Но одновременное возникновение крупных пор в массе материала создаёт предпосылки к быстрому проникновению в него воды и энергичному их взаимодействию. Наиболее энергичным взаимодействием характеризуется известь полученная обжигом известняка при тем-рах 900˚С. Обжиг при более высоких тем-рах приводит к дальнейшему расту кристаллов оксида кальция до 3,5-10 мкм, уменьшению удельной поверхности, усадки материала и понижению скорости взаимодействия его с водой.

Некоторые примеси в известняках, особенно железистые, способствуют быстрому росту кристаллов оксида Са и образованию пережога и при тем-рах около1300˚С. Это вызывает необходимость обжигать сырьё с такими примесями и при более низких тем-рах.

Пережог в извести вредно сказывается на качестве изготовляемых на ней растворов и изделий. Запоздалое гашение такой извести протекающей обычно уже в схватившемся растворе или бетоне вызывают мех. напряжения и в ряде случаев разрушению материала. Поэтому наилучшеё будет известь обоженная при минимальной тем-ре, обеспечивающей полное разложения углекислого Са и экономию топлива

2. СПЕЦИАЛЬНЯ ЧАСТЬ

Разработанный передел состоит из добычи сырья, транспортирования, хранения, дробления, и обжига.

Транспортировка может производиться ленточными конвейерами, если расстояние от карьера до завода не более 5 км, железнодорожным транспортом. Выбираем автотранспорт, что упростит подъезд к карьеру и механизацию на заводе при выгрузке.

Хранение может быть в открытых и закрытых складах. Сейчас применяют закрытые склады, так как они защищают от агрессии среды.

Дробление может производится в щековых дробилках, если загрузочный материал твердый или средней твёрдости. Недостатком щековой дробилки является большое количество расходуемой энергии, большие потери мощности, дают зерна лещадкой формы.

Т.к. загруженный материал (известняк ракушечник) мягкий, то выбираем конусную дробилку. Преимуществом конусной дробилки является отсутствие холостого хода, а следовательно меньший расход энергии, меньшая мощность электродвигателя.

Недостатки: сложные по конструкции и требуют строгого соблюдения технологических условий на монтаж, систематического ухода и обслуживания квалифицированным персоналом.

2-2 Расчёт разрабатываемого передела.

Определение годового фонда рабочего времени:

Т год =(Д-В-П)∙С∙Т см;

Т год =(365-100-10) ∙8∙1=2040ч.

Т год – годовой фонд рабочего времени технологического передела,ч;

Д =365 – количество календарных дней в году;

В – число выходных дней. При пятидневной рабочей неделе с учётом

4-х рабочих суббот в году;(В=52∙2-4=100)

П – расчетное количество праздничных дней в году; П=10

С – количество смен в сутки С=1;

Т см – продолжительность смены; Т см =8ч.

Далее рассчитываем материальный баланс заданного технологического процесса. Вид материального баланса зависит от поставленной задачи. Например, материальный баланс по компоненту может быть досчитан по формуле:

если М о и М п заданны в процентах от М н,

где М н – количество сырья, которое должно поступить на переработку за год.

М п – технологические потери; М п =3,5

М о =0 – количество отходов.

М к – количество материала в полезном продукте, выпускаемом в год.

где П год – годовая производительность предприятия в натуральных

единицах.

M – количество материала в единице продукции; m=1,1

М к = 60000∙1,1=66000 (м 3 / год)

(м 3 / год)

По данным материального баланса заданного передела определяют его необходимую часовую производительность:

, где

П треб – требуемая часовая производительность аппарата.

М возв – количество материалов, повторно вводимых в процесс при

работе аппарата в замкнутом цикле; М возв =0.

П треб =33,5 м 3 / ч.

2-3 Расчёт аппарата.

Необходимое количество аппаратов для реализации заданного процесса определяют по формуле:

где Р – необходимое количество единицу оборудования.

П треб – необходимая часовая производительность

рассчитываемого процесса.

К р – коэффициент резерва производительности. Этот

коэффициент должен быть больше 1,05;

П э – эксплуатационная производительность подобранного аппарата.

Р=0,054 следовательно 1 дробилка ККД 1200 / 150

РАСЧЕТ КОНУСНОЙ ДРОБИЛКИ

Общие сведения о конусных дробилках.

В конусных дробилках дробящим органом является подвижный конус, помещенный внутри неподвижного конуса (рис 2.1.)

Рис. 2.1 Схема устройства конусной дробилки крупного дробления.

Дробление материала осуществляется в кольцевом рабочем пространстве между двумя усечёнными конусами. Подвижный конус плотно насажен на вал, нижний конец которого свободно входит в отверстие, эксцентрично расположенное на валу.

Конусные дробилки характеризуются: Б – ширина загрузочного отверстия, В – ширина разгрузочной щели, С – наименьший размер щели дробилки.

Размер конусных дробилок для крупного дробления принято характеризовать шириной загрузочного отверстия Б и шириной разгрузочного отверстия В. Размер конусных дробилок для мелкого и среднего дробления характеризуется диаметром Д нижнего основания дробящего конуса.

Угол захвата обычно в пределах 24-28˚, производительность в зависимости от размеров машины колеблется от 25 до 3500 т/ч.

Преимущество конусных дробилок перед щековыми состоит в непрерывности дробящего усилия, действующего в каждый момент по какой-нибудь образующей конуса. В результате этого производительность конусных дробилок больше, а расход энергии на дробление меньше, чем в щековых. Крупность дроблённых кусков более равномерная.

К недостаткам можно отнести сложность конструкции, большую высоту, что удорожает изготовление и ремонт дробилок, а также их непригодность для измельчения вязких и глинистых материалов.

Определение производительности дробилки.

Производительность конусных дробилок П (м 3 /ч) с крупными конусами определяется по формуле:

где Д к – наружный диаметр подвижного конуса, м;

r – радиус окружности, описываемой точкой оси подвижного

конуса, лежащей в плоскости разгрузочной щели, м

b 1 – наименьшая ширина разгрузочной щели или ширина

параллельной зоны при сближении конусов, м

l – длина параллельной зоны, м (l=0.08 дм)

α 1 и α 2 – углы между вертикалью и образующими конусов,

r о – угловая скорость вращения эксцентретика, рад/с.

К р – коэффициент разрыхления измельчённого материала

(К р =0,25 – 0,6)

ρ – плотность дробимого материала;

П=117 (м 3 / ч)

Определение мощности двигателя дробилки.

Мощность двигателя N(кВт) конусных дробилок с крутыми конусами определяется по формуле:

где σ – предел прочности материала при сжатии, Н/м 2

Е – модуль упругости материала, Н/м 2

Д н – нижний диаметр подвижного конуса, м

d – диаметр выгружаемых кусков материала, м

Д – диаметр загружаемых кусков материала, м

η – КПД привода (η= 0,8-0,85)

N=11.62 (кВт).

Список используемой литературы:

1. А.В. Волженский «Минеральные вяжущие вещества» Строиздат, 1986 – 464 с.

2. А.Г. Комар, Ю.М. Баженов, Л.М. Сулименко «Технология производства строительных материалов» «Высшая школа» 1990.

3. Н.К. Морозов «Механическое оборудование заводов сборного железобетона». Киев «Высшая школа» 2977.

4. Ткаченко Г.А. «Методические указания». Ростов-на-Дону государственная академия строительства.

1-1 Исходные данные

1-2 Вводная часть

1-3 Теоретические основы процессы

1-4 Выбор и описание технологической схемы производства

1-5 Системный анализ технологического процесса

2-1 Описание разрабатываемого технологического передела

2-2 Расчет разрабатываемого технологического передела

2-3 Расчет аппарата

Известь

Строительной воздушной 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. п. в карбонатных породах не должно превышать 6-8 %. При большем количестве этих примесей в результате обжига получают гидравлическую известь.

Известь негашеная комовая представляет собой смесь кусков различной величины. По химическому составу она почти полностью состоит из свободных оксидов кальция и магния с преимущественным содержанием СаО. В небольшом количестве в ней могут присутствовать неразложившийся карбонат кальция, а также силикаты, алюминаты и ферриты кальция и магния, образовавшиеся во время обжига при взаимодействии глины и кварцевого песка с оксидами кальция и магния.

Известь негашеная молотая - порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести. По химическому составу она подобна комовой извести.

Гидратная известь - высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды, обеспечивающим переход оксидов кальция и магния в их гидраты. Гидратная известь состоит преимущественно из гидроксида кальция Са(ОИ)2, а также гидроксида магния Mg(OH)2 и небольшого количества примесей (как правило, карбоната кальция).

Известковое тесто - продукт, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести водой в количестве, обеспечивающем переход оксидов кальция и магния в их гидраты Са(ОН)2 и Mg(OHb и образование пластичной тестообразной массы. Выдержанное тесто содержит обычно 50-55 % гидроксидов кальция и магния и 50-45 % механически и адсорбционно связанной воды.

Магнезия MgO содержится обычно в карбонатных породах в широких пределах - от 0,5-3 до 10-20% и более. Присутствуя в извести в количестве до 5-8 %, она относительно мало влияет на свойства продукта. При повышенном содержании магнезии известь приобретает слабые гидравлические свойства, что должно учитываться при длительном хранении известкового теста. В зависимости от содержания оксида магния различают следующие виды воздушной извести: кальциевую-MgO не более 5 %, магнезиальную - MgO от 5 до 20 % и доломитовую - MgO от 20 до 40 %.

По ГОСТ 9179-77 в зависимости от суммарного количества оксидов кальция и магния известь делят на три сорта. В негашеной кальциевой извести 1-го сорта активных оксидов кальция и магния должно быть не менее 90 %, 2-го сорта не менее 80 % и 3-го сорта не менее 70 %. В магнезиальной и доломитовой извести количество свободных оксидов кальция и магния должно быть: в 1-м сорте не менее 85 %, во 2-м сорте не менее 75 % и в 3-м сорте не менее 65 %.

Известь, предназначенная для производства автоклавных изделий , не должна содержать более 5 % оксида магния. Активность высококачественных сортов маломагнезиальных известей достигает 93-97 %.

Негашеная комовая и молотая известь оценивается также по содержанию в них углекислоты и потерям при прокаливании при 950-1000 °С в течение 30 мин.

Важным показателем строительных свойств воздушной извести является выход теста. Он определяется количеством известкового теста (в л), получаемого при гашении 1 кг извести. Чем выше выход теста, тем оно пластичнее и тем больше его пескоемкость, т. е. тем больше песка оно может принять при изготовлении удобообрабатываемых пластичных растворов. Высококачественные сорта извести при правильном гашении характеризуются выходом теста в 2,5-3,5 л и больше. Такие извести называют жирными. Известь с меньшим выходом теста считают тощей.

Кроме того, в соответствии с ГОСТ 9179-77 извести различают по скорости гашения. К быстрогасящимся относятся извести со скоростью гашения не более 8 мин, к среднегасящимся - не более 25 мин, к медленногася-щимся - более 25 мин. За скорость гашения принимается время от момента смешивания порошка извести с водой до момента достижения максимальной температуры и начала ее снижения.

К молотой негашеной извести предъявляются требования не только по суммарному содержанию свободных оксидов кальция и магния, но и по тонкости измельчения.

Основным показателем гидратиой извести (пушонки), а также известкового теста является содержание в них активных оксидов кальция и магния. По этому признаку эти виды извести делят на два сорта: минимально допустимое содержание активных СаО и MgO в высушенном продукте 1-го сорта - 67%, 2-го сорта - 60%.

В молотую негашеную известь, а также в гидратную известь допускается вводить тонкоизмельченные минеральные добавки (доменные и топливные шлаки, золы, вулканические породы, кварцевые пески, трепел и т. п.) в таком количестве, чтобы содержание CaO+MgO в кальциевой негашеной извести 1-го сорта было не менее 65 %, а 2-го сорта-55 %. При введении тех же добавок в гидратную известь активность должна быть не менее 50 % (1-й сорт) и 40 % (2-й сорт).

Влажность гидратиой извести не должна быть более 5 % Воздушная известь 1-го сорта без добавок с Государственным Знаком качества должна отвечать дополнительным требованиям, в частности коэффициент вариации по содержанию активных СаО и MgO не должен быть более 3 %. Содержание же активных СаО и MgO в гидратиой извести должно быть не менее 70 %, а влажность должна быть не более 4 %. При поставке извести, аттестованной Государственным Знаком качества, в паспорте и ярлыке должно быть нанесено изображение Государственного Знака качества по ГОСТ 1.9-67 (с изм.).

Определение физико-механических свойств и химический анализ всех видов извести производят по ГОСТ. 22688-77.

Исходные материалы

Исходными материалами для производства воздушной извести являются многие разновидности известково-магнезиальных карбонатных пород (известняки, мел, доломитизированные известняки, доломиты и др.). Все они относятся к осадочным породам и широко распространены на территории нашей страны. В состав известняков входят углекислый кальций СаС03 и небольшое количество различных примесей (глина, кварцевый песок, доломит, пирит, гипс и др.).

Теоретически карбонат кальция состоит из 56 % СаО и 44 % С02. Он встречается в виде двух минералов - кальцита и арагонита.

Кальцит, или известковый шпат , кристаллизуется в гексагональной системе. Его кристаллы имеют форму ромбоэдров. Истинная плотность кальцита 2,6-2,8 г/см3; твердость по десятибалльной шкале (шкала Мооса) - 3, Кальцит хорошо растворяется при обычной температуре в слабой соляной кислоте с выделением углекислого газа. Доломит при таких условиях не разлагается (этим пользуются при определении вида горных пород).

Арагонит - менее распространенный минерал, кристаллизуется в ромбической системе. Его истинная плотность 2,9-3 г/см3, твердость 3,5-4. При нагревании до 300-400 °С арагонит превращается в кальцинит, рассыпаясь в порошок.

В доломитизированиых известняках в качестве примеси присутствует доломит CaC03-MgC03. Теоретически доломит состоит из 54,27 % СаС03 и 45,73 % MgC03 или 30,41 % СаО, 21,87 % MgO и 47,72 % С02. Истинная плотность доломита 2,85-2,95 г/см3. Доломитовые породы почти нацело слагаются минералом доломитом с тем или иным содержанием глинистых, песчаных, железистых и тому подобных примесей.

Чистые известково-магнезиальные породы - белого цвета, однако они часто бывают окрашены примесями оксидов железа в желтоватые, красноватые, бурые и тому подобные тона, а углистыми примесями - в серые и даже черные цвета. Количество и вид примесей к карбонатным породам, размеры частиц примесей, а также равномерность распределения их в основной массе в большой степени отражаются на технологии производства извести, выборе печей для обжига, оптимальной температуре и продолжительности обжига, а также на свойствах получаемого продукта.

Обычно чистые и плотные известняки обжигают при 1100-1250 °С. Чем больше карбонатная порода содержит примесей доломита, глины, песка и т. п., тем ниже должна быть оптимальная температура обжига (900- 1150 °С) для получения мягкообожженной извести. Такая известь хорошо гасится водой и дает тесто с высокими пласт ичиым и свойствами.

Примеси гипса нежелательны . При содержании в извести даже около 0,5-1 % гипс сильно снижает пластичность известкового теста. Значительно влияют на свойства извести железистые примеси (особенно пирит), которые уже при 1200 °С и более вызывают образование в процессе обжига легкоплавких эвтектик, способствующих интенсивному росту крупных кристаллов оксида кальция, медленно реагирующих с водой при гашении извести и вызывающих явления, связанные с понятием «пережог».

Физико-механические свойства пород также отражаются на технологии извести. Для обжига в высоких шахтных печах пригодны лишь те породы, которые характеризуются значительной механической прочностью (прочность на сжатие не менее 20-30 МПа). Куски породы должны быть однородными, неслоистыми; они не должны рассыпаться и распадаться на более мелкие части во время нагревания, обжига и охлаждения.

Рассыпаться во время обжига склонны крупнокристаллические известняки, состоящие из кристаллов кальцита размером 1-3 мм. Мягкие разновидности известко-во-магнезиальных пород (мел и т. п.) надо обжигать в печах, в которых материал ие подвергается сильному измельчению (вращающиеся и др.).

Известково-магнезиальные породы в зависимости от их химического состава являются сырьем для производства ие только воздушной, но и гидравлической извести, а также портландцемента

В зависимости от химического состава карбонатные породы делят на семь классов: А, Б, В, Г, Д, Е, Ж

Для производства воздушной извести применяют следующие виды известково-магнезиальных карбонатных пород: зернисто-кристаллический мраморовидный известняк, плотный кристаллический известняк, землисто-рыхлый известняк (или мел), известковый туф, известняк-ракушечник, оолитовый известняк, доломитизирован-ный известняк, доломит.

Мрамор по химическому составу (СаС03 или CaC03+MgC03 - наиболее чистое сырье. Однако в связи с высокими декоративными свойствами он используется в качестве отделочного материала, и поэтому в производстве извести, за редким исключением, не применяется.

Плотные известняки имеют мелкозернистую кристаллическую структуру, содержат обычно небольшое количество примесей и отличаются высокой прочностью. Их наиболее широко используют для получения извести.

Мел - мягкая рыхлая горная порода, легко рассыпающаяся на мелкие куски. Его обычно обжигают лишь во вращающихся печах, так как при обжиге в шахтных печах он легко крошится, что нарушает процесс обжига.

Известняковый туф отличается ноздреватым строением и большой пористостью. Иногда его используют для производства извести во вращающихся и шахтных печах (в зависимости от прочности).

Известняк-ракушечник состоит из раковин, сцементированных углекислым кальцием. Он представляет собой малопрочную горную породу, поэтому редко применяется для изготовления извести.

Оолитовый известняк - горная порода, состоящая из отдельных шариков карбоната кальция, сцементированных тем же веществом.

Доломитизироваиные известняки и доломиты по своим физико-механическим свойствам сходны с плотными известняками. Р1ногда доломиты залегают в природе в виде рыхлых скоплений.

Средняя плотность известняков составляет 2400- 2800 кг/м3, мела - 1400-2400 кг/м3. Влажность известняков колеблется в пределах 3-10 %, а мела- 15- 25%.

Широкое распространение карбонатных горных пород способствует развитию производства извести почти во всех экономических районах страны.

Сырьем для производства воздушной извести могут служить не только специально добываемые для этой цели карбонатные породы, но и отходы при добыче известняков для нужд металлургической, химической, строительной и других отраслей промышленности. Наконец, для этой цели в ряде случаев используются побочные продукты в виде дисперсного карбоната кальция или гидроксида кальция (карбонатные отходы сахарного и содового производства, гидратная известь от производства ацетилена и др.).