Nestins (noduli)

Fabricarea varului umflătură cuprinde următoarele etape de bază: extracția și prepararea calcarului, prepararea combustibilului și arderea calcarului.

Calcarul este de obicei minat în minele din cariere. Dense roci de var-magneziene exploda. Pentru a face acest lucru, mai întâi prin mașină rotativă percuție (cu rocă dură) sau de foraj rotativ (când rezistența rocă medie) este perforat cu o adancime mm diametru 105-150 de 5-8 m și o 3,5-4,5 m, la o distanță una față de alta . Ei stabilesc o cantitate adecvată de exploziv (igdanite, amonit), în funcție de rezistența rocii, rezervorul de alimentare și de dimensiunile cerute ale pietrei.

observate uneori apariție eterogenitate în depozite de calcar (compoziția chimică, rezistență, densitate, și așa mai departe. N.), este necesar ca design personalizat specii utile. exploatare selectivă a calcar crește valoarea produsului, astfel încât în ​​determinarea fezabilitatea tehnică și economică a dezvoltării diferitelor domenii necesare studii geologice atent.

Greutatea rezultată calcar sub formă de bucăți mari și mici sunt scufundate în ambarcațiune de obicei lopeți. În funcție de distanța dintre cariera de calcar și planta sunt livrate la instalația de benzi transportoare, basculanta, feroviar și apă

Ridicată de var poate fi obținut numai prin arderea unei bucăți de rocă carbonatice diferă puțin în dimensiune. În timpul arderii materialului în bulgări de diferite dimensiuni obținute neregulat var calcinat (amenzi este mort ars parțial sau complet, miezul de piese mari - necoapte). In plus, atunci când încărcarea cuptoarele cu cuvă, bucăți de dimensiuni diferite crește semnificativ gradul de umplere a cuptorului și, în consecință, materialul permeabilitatea la gaz redus. ceea ce face dificil de ardere, deci înainte de ardere de calcar se pregătească în mod corespunzător: sortate după mărime bucăți, și „dacă este necesar, bucăți de dimensiuni mai mari sunt zdrobite.

In furnal este cel mai recomandabil să ardă calcar separate prin fracții de 40-80, 80-120 mm în diametru, iar în cuptoare rotative - 5-20 și 120 40 mm.

Deoarece dimensiunile blocurilor extrase din rocă sunt de multe ori ajunge la 500-800 mm sau mai mult, este nevoie de sortare și concasare a întregii mase obținute după clivaj la fracțiunile dorite. Acest lucru se face în instalațiile de concasare și sortare care funcționează pe o buclă deschisă sau închisă, folosind concasoare cu fălci, concasoare conice si alte tipuri. Pisată și calcar sortat este recomandabil direct la cariera și transportat la muncitorii moara doar fracțiunii.

Calcinarea - operațiune tehnologică de bază în producția de aer evacuat. Atunci când acest lucru are loc o serie de procese fizice și chimice complexe, care determină calitatea produsului. Scopul arderii - poate descompunerea mai completă (disociere) din CaC03 și MgC03-CaC03 pentru CaO, MgO și un produs și C02 de înaltă calitate, cu particule de microstructură optime și pori.

În cazul în care materia primă este argilă și impuritate nisip, în timpul arderii reacțiilor și carbonați, dintre ele au loc cu formarea de silicați, aluminați și feritele de calciu și magneziu.

Reacția de descompunere (decarbonatarea) componentului principal din calcar - carbonat de calciu este în conformitate cu schema: CaC03 ^ Ca04-C02. Teoretic CaC03 decarbonatare 1 mol (100 grame) consumate sau 179 kJ 1790 kJ per 1 kg CaC03. In termeni de 1 kg CaO obținut cu costuri egale cu 3190 kJ.

Procesul de disociere a carbonatului de calciu - reacția reversibilă. direcția sa depinde de temperatura și presiunea parțială a dioxidului de carbon într-un mediu cu un carbonat de calciu C02 disociativ.

Deoarece CaO și CaC03 sunt solide și concentrația acestora pe unitatea de volum este constant, constanta de disociere / (Dis = Sso2. Pentru concentrația sa de gaz poate fi exprimată în termeni de presiune parțială, atunci /<дис = -Рсо2. Следовательно, динамическое равновесие в рассматриваемой системе устанавливается при определенном и постоянном для каждой данной температуры давлении Рсо2 и не зависит ни от количества карбоната кальция, ни от количества оксида кальция, находящихся в системе. Это равновесное давление Рсо2 называется давлением диссоциации или упругостью диссоциации.

Disocierea de carbonat de calciu este numai cu condiția posibil ca presiunea de disociere este presiunea parțială mai mare a mediului în C02. La temperaturi obișnuite descompunerea CaC03 este imposibilă, deoarece presiunea de disociere este neglijabilă. Aceasta a constatat că numai la 600 ° C într-un mediu lipsit de bioxid de carbon (în vid), disocierea de carbonat de calciu începe, și este foarte lent. Cu creștere suplimentară a temperaturii accelerează disocierea CaCO (7).

La presiune 880 ° C (elasticitate) disociere atinge 0,1 MPa. La această temperatură (este uneori numită temperatură de descompunere), presiunea în disocierea carbonului dvuoksida presiunea atmosferică exterioară prevoskhodit-, astfel încât descompunerea carbonatului de calciu într-un vas deschis curge intens. Acest fenomen poate fi aproximativ în comparație cu eliberarea intensă a aburului din lichidul de fierbere.

La temperaturi de peste 900 ° C pentru a crește sau la fiecare 100 ° C accelerează decarbonatarea calcarului de aproximativ 30 de ori. Practic, cuptoarele decarbonatare începe la o temperatură pe suprafața bucăților de aproximativ 850 ° C, atunci când conținutul de C02 din gazele de ardere de aproximativ 40-45% decarbonatarea • Viteza de calcar în timpul calcinării depind și de dimensiunea calcinate piesele și proprietățile fizice ale acestora.

Descompunerea CaC03 nu este imediat în piesa de masă întreagă, și începe cu suprafața sa și, treptat, pătrunde în porțiunea din interiorul acesteia. zonă de disociere ratei mișcării în bucăți crește odată cu creșterea temperaturii de ardere (8). În special, la 800 ° C, viteza de deplasare a zonei de disociere este de aproximativ 12 mm, iar la 1100 ° C, - .. 14 mm în 1 oră, adică este de 7 ori mai rapid decât la 800 ° C,

Var de constructii calitatea aerului nu depinde numai de conținutul său de calciu liberi și magneziu oxizi, dar și prin microstructura produsului, determinată de dimensiunea și forma cristalelor de CaO și MgO, dimensiunea porilor, precum și distribuția acestora în masa substanței.

Atunci când densitatea reală a calcit, componenta principala a calcarului, 2,72 g / cm3, 1 g de substanță ia volumul absolut de 1: 2,27 = 0,36 cm „\ De la 1 g de calcit produs 0,56 g de oxid de calciu la ardere, care, la o densitate de 3 , 4 g / cm3 ocupă un volum de 0,56: .. 3,4 cm3 = 0,16, adică de 2,25 ori mai mic decât calcitul original. Presupunând aici că oxidul de calciu este distribuit uniform în volumul calcit original și ia jumătate din acest volum, iar cealaltă jumătate va fi asigurată de pori de diferite dimensiuni, penetrante greutate var.

De fapt, densitatea medie a calcarelor de diferite depozite, în funcție de compoziția chimică a acestora și petrografic, densitatea, microstructură și condițiile de ardere variază în moduri diferite. În mod normal, la temperaturi de ardere scăzute (850- 900 ° C), bucăți de var de calcar de diferite depozite doar ușor reduse în volum, deși se observă uneori o anumită creștere. Prin creșterea temperaturii de ardere la 1000, în special 1200-1300 ° C, până când volumul este de obicei redus în mod semnificativ. Excepțiile sunt rare.

Firește, scăderea volumului este însoțită de o scădere a porozitatea totală a pieselor, precum și creșterea densității medii a acestora. Dacă densitatea medie a varului obținut prin calcinarea la 850-900 ° C, 1,4- atinge 1,6 g / cm3, apoi var, coaptă la 1100-1200 ° C, acesta este crescut la 1,5-2,5 g / cm3 și mai mult (în piesa). Caracteristic, densitatea de oxid de calciu pur, în conformitate cu N. B. Vinogradova, practic nu depinde de temperatura de ardere în intervalul 650-1500 ° C și este egală cu 3,43 g / cm3. Când ardere este agilitate trigonala zăbrele calcita oxid de calciu cubic.

Decarbonizare de calcar la temperaturi joase (800-850 ° C) conduce la formarea de oxid de calciu sub forma unei structuri de masă spongioasă compusă din dimensiunea cristalitelor de aproximativ 0,2-0,3 um și cele mai fine vase capilare străpunse cu un diametru de aproximativ 8-10

Suprafața specifică a unui astfel de var. Cercetare și F. R. Gaul Raalya ajungând la aproximativ 50 M2D trebuie sa fie predetermina capacitatea ridicată de reacție a produsului prin reacția cu apă. Cu toate acestea, acest lucru nu se observă, aparent din cauza pătrunderea apei prin pori înguști, în masa de oxid de calciu este dificil. Efectul de formă cristalite de oxid de calciu asupra proprietăților tehnice ale varului încă nu a fost studiată.

Creșterea temperaturii de ardere la 900 ° și în special până la 1000 ° C determină o creștere a cristalelor de oxid de calciu la 0,5-2 microni și o scădere semnificativă a suprafeței specifice - până la 5,4 m2 / g, care trebuie să fie negativ afectează capacitatea produsului de reacție. Cu toate acestea, apariția simultană a pori mari în masa materialului creează premise pentru penetrarea rapidă a apei în ea și interacțiunea lor energetică. Cel mai energic caracterizat prin reacția de var obținută prin arderea calcarului la temperaturi de aproximativ 900 ° C Calcinarea la temperaturi mai ridicate conduce la o creștere în continuare a cristalelor de oxid de calciu (3, 5-10 microni), o reducere a contracției suprafeței specifice a materialului și scad interacțiunea cu viteza apei.

În cele din urmă, trăgând la 1400 ° C și peste determină o creștere a densității medii, o scădere accentuată a porozității și formarea de oxid de cristale de calciu și conglomerate lor de dimensiuni considerabile, 10-20 microni și mai mare (9), care predetermină lent interacțiunile lor cu apă, mort caracteristic var ars .

Unele impurități în calcar, în special feruginos, contribuie la creșterea rapidă a cristalelor de oxid de calciu și formarea de „epuizare“ și la temperaturi de aproximativ 1300 ° C Acest lucru necesită ca intermediari de sinteză recoacere astfel de impurități la temperaturi mai scăzute.

Burnout var efect negativ asupra calității produse pe acestea soluții și produse. călirea târzie astfel de var, care se produc soluție sau beton, de obicei, deja prins, cauzand stres mecanic și, în unele cazuri, eșecul a materialului. Prin urmare, cel mai bun varul nestins, calcinat la o temperatură minimă, care permite descompunerea completă de carbonat de calciu și economia de combustibil.

Selectarea temperaturii de calcinare calcar depinde de prezența carbonatului de magneziu impurități. Spre deosebire de MgC03 carbonat de calciu se descompune la încălzire la o temperatură mai scăzută: începe la 400 ° C și disociere completă la 600-650 ° C Reactivitatea este capacitatea cu MgO formate, CaO și altele asemenea, cu o creștere a temperaturii de ardere este redusă substanțial. Deja la 1200-1300 ° C, se obține magnezie calcinată strâns - periclaz, care, practic, nu are proprietăți astringente, și numai pentru măcinarea foarte fină începe să interacționeze cu apă încet. Este suficient de oxid de magneziu activ obținut prin calcinarea dolomitei și calcar dolomitic la 850-950 ° C

În timpul arderii de calcar cu reacții de nisip și argilă impurități apar în stare solidă între CaCOs, MgC03, CaO și MgO și oxizii acizi Si02j A1203 și Fe203, conținute în aceste impurități. La temperaturi ridicate (800-1200 ° C și mai mult) crește semnificativ mobilitatea anioni și cationi care formează rețeaua cristalină a acestor substanțe. Rezultatul este un schimb intens de elemente cu zăbrele și formarea de silicați, aluminați și feritele de calciu. Prin urmare, în calcar calcinat, pe lângă cantitatea predominantă de oxid de calciu liber, include în mod tipic silicat dicalcic (3-2CaO-Si02, Odnokaltsievy aluminat CaO-A1203 și dicalcic ferită 2CaO «• Fe203.

Pentru scopuri practice indicatori importanți, cum ar fi producția de var pe unitatea de masă de material ars, consumul pe unitatea de greutate produs de var și practic și teoretic posibil să se audă activitatea în timpul arderii unei materii prime. Toți acești parametri, cu o precizie suficientă pentru scopuri practice, sunt definite de către AV Volzhenskogo. ținând seama de compoziția chimică a materialului ars.

Când gradul de decarbonatare este egal cu unitatea, putem stabili un randament teoretic de var crud dat compoziției chimice. În plante și facilități moderne este în prezent primește, chiar și atunci când gradul de var decarbonatare myagkoobozhzhennoy ajunge la 0,95-0,98.

Trebuie remarcat faptul că în cazul arderii furnale și amestecarea varului în cenușă este îmbogățit de combustibil într-o cantitate de aproximativ 1% din greutatea materiei prime. Acest fapt nu este luată în considerare în formulele de mai sus, deoarece are un efect redus asupra valorii finale.