Вар (бучки)
Производство негасена вар еднократно включва следните основни етапи: екстракция и получаването на варовик, подготовка на горивото и изгаряне на варовик.
Варовикът е обикновено добиван в открити рудници. Плътни варо-магнезиева скали експлодират. За тази цел първо чрез ударно машина (с твърди скали) или ротационен пробиване (когато средната скала сила) се пробива с диаметър 105-150 мм дълбочина 5-8 м и 3.5-4.5 m на разстояние една от друга , Те определят подходящо количество експлозивна (igdanite, амонит) в зависимост от силата на скалата, резервоар за захранване и необходимите размери на камъка.
Понякога се наблюдава поява хетерогенност в варовикови отлагания (химичен състав, якост, плътност, и така нататък. Н.) изисква собствен дизайн полезни видове. Селективна добив на варовик увеличава стойността на продукта, така че при определяне на техническата и икономическата приложимост на развитието на различни области, необходими внимателни геоложки проучвания.
Получената теглото на варовик под формата на големи и малки парчета се потапят в занаята обикновено лопати. В зависимост от разстоянието между кариерата на варовик и растението се доставят в завода от лентови транспортьори, самосвали, железопътен и воден транспорт
Висока вар може да се получи само чрез изпичане на карбонатни скални късове, се различават малко по размер. По време на изпичане на материала на парчета с различни размери неравномерно получени калцинирана вар (глоби е мъртъв изгорени частично или напълно, в основата на големи парчета - неопечен). Освен това, когато зареждането на вала пещи парчета с различен размер значително увеличава степента на запълване на пещта и, следователно, намалява газовата пропускливост материал. което затруднява изпичане, така че преди да задейства варовик правилно приготвяне: сортирани по размер парчета, както и ", ако е необходимо, по-големи по размер парчета са смачкани.
В доменни пещи е най-препоръчително да горят варовик разделени от фракции 40-80, 80-120 mm в диаметър, и в ротационни пещи - 5-20 и 120 40 mm.
Тъй като размерите на блоковете, извлечени от скали често се достигне 500-800 мм или повече, съществува необходимост за сортиране и раздробяване на цялата маса, получена след разцепване на желаните фракции. Това се прави в трошене и пресяване растенията действащи върху отворен или затворен контур, като се използва челюстни трошачки, конусни трошачки и друг вид. Дребен и сортиран варовик е препоръчително директно в кариерата и транспортирани до мелницата работници само фракция.
Калциране - основна технологична операция в производството на въздух към отработените газове. Когато това се извършва редица сложни физични и химични процеси, които определят качеството на продукта. Целта на стрелба - може би по-пълно разлагане (разпадане) от СаС03 и MgC03-СаС03 на СаО, MgO и С02 и високо качество на продукта с оптимални частици микроструктура и пори.
Ако суровината е глина и пясък примес, по време на удар между тях и карбонати реакции се провеждат с образуването на силикати, алуминати и ферити на калций и магнезий.
Реакцията на разлагане (декарбонизация) на основния компонент на варовик - калциев карбонат е съгласно схемата: СаС03 ^ Ca04-С02. Теоретично декарбонизация СаС03 1 мола (100 г) се употребяват или 179 кДж 1790 кДж на 1 кг СаС03. От гледна точка на 1 килограм СаО получен с разходи, равни на 3190 кДж.
Процесът на дисоциация на калциев карбонат - обратима реакция. Неговата посока зависи от температурата и парциално налягане на въглероден диоксид в среда с С02 дисоциационната калциев карбонат.
Тъй СаО и СаС03 са твърди вещества и тяхната концентрация за единица обем е константа, константата на дисоциация / (Dis = Sso2. За концентрация на газ може да бъде изразена по отношение на частично налягане, след това /<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.
Разпадането на калциев карбонат е възможно само при условие, че налягането на дисоциация е по-голяма парциално налягане на С02 в околната среда. При нормални температури разлагането на СаС03 е невъзможно, тъй като налягането на дисоциация е незначителен. Това показва, че само при 600 ° С в среда, лишена от въглероден двуокис (във вакуум), дисоциацията на калциев карбонат започва, и е много бавен. По-нататъшно повишаване на температурата ускорява разпадането на (7) СаСОз.
При 880 ° С под налягане (устойчивост) дисоциация достига 0,1 МРа. При тази температура (понякога се нарича температура разлагане), налягането при дисоциацията на въглероден dvuoksida prevoskhodit- външен атмосферно налягане, така че разграждането на калциев карбонат в отворен съд потоци интензивно. Този феномен може да бъде приблизително в сравнение с интензивно отделяне на пара от течност на кипене.
При температури над 900 ° С, за да му се увеличават всеки 100 ° C ускорява декарбонизиране варовик около 30 пъти. Почти декарбонизация пещи започва при температура на повърхността на парчета от около 850 ° С, когато съдържанието на С02 в димните газове от около 40-45% • Скорост декарбонизиране на варовик при калциниране зависи също от размера калцинира парчета и техните физични свойства.
Разлагането на СаС03 не е непосредствено в цялата маса парче, и започва с повърхността си и постепенно прониква към вътрешната част. скоростта на дисоциация движение зона на парчета се увеличава с повишаване на температурата изпичане (8). По-специално, при 800 ° С скоростта на движение на зоната на дисоциация е около 12 мм, и при 1100 ° С - .. 14 мм 1 час, т.е. е 7 пъти по-бързо, отколкото при 800 ° С
Изграждане на качеството на въздуха вар зависи не само от неговото съдържание на свободни калциеви и магнезиеви оксиди, но също така и от микроструктурата на продукта, се определя от размера и формата на кристали на СаО и MgO, размер на порите и разпределението им в масата на вещество.
Когато истинска плътност от калцит, основният компонент на варовик, 2,72 г / см3, 1 г вещество се абсолютния обем от 1: 2.27 = 0.36 cm '\ От 1 г калцит произведени 0.56 грама на калциев оксид при печене, което при плътност 3 4 г / см3 заема обем от 0.56: .. 3,4 cm3 = 0.16, т.е. 2.25 пъти по-малък от първоначалния калцит. Ако приемем, че тук на калциевия оксид се разпределя равномерно в обема на оригиналната калцит и вземе половината от този обем, а другата половина ще бъдат осигурени от пори с различни размери, проникващи тегло вар.
В действителност, средната гъстота на варовици от различни депозити, в зависимост от химичния им и петрографски състав, плътност, микроструктура и на режима на горене се различават по различни начини. Обикновено при ниски температури на изпичане (850- 900 ° С) варови парчета варовик от различни депозити само леко намалени по обем, въпреки че се наблюдава понякога известно увеличение. Чрез повишаване на температурата на изпичане до 1000, особено 1200-1300 ° С, докато обемът се обикновено значително намалена. Изключения са рядкост.
Естествено, намаляването на обема се придружава от намаляване на общия порьозността на парчета, и увеличаването на тяхната средна плътност. Ако средната плътност на вар, получен чрез калциниране при 850-900 ° С, 1,4 достига 1,6 грама / cm3, след вар, изпечен при 1100-1200 ° С, се повишава до 1.5-2.5 г / cm3 и повече (на парче). Характерно е, че плътността на чист калциев оксид, според Н. В. Vinogradova, практически не зависи от температурата на изпичане в обхвата 650-1500 ° С и е равна на 3,43 гр / cm3. Когато стрелят е ловкост триъгълна решетка калцит кубически калциев оксид.
Декарбонизация на варовик при ниски температури (800-850 ° С) води до образуването на калциев оксид под формата на шуплеста маса структура, съставена от размера на кристалита от около 0,2-0,3 цт и най-фините капиляри пробита с диаметър от около 8-10
Специфичната повърхност на такава вар. Изследвания и F. R. Gaul Raalya достига около 50 m2D трябва да предопределят високо реакционната способност на продукта чрез реакция с вода. Все пак, това не се наблюдава, очевидно поради проникването на вода през тесни пори в масата на калциев оксид е трудно. Ефект форма кристали калциев окис по отношение на техническите характеристики на варта все още не е проучена.
Повишаването на температурата на изпичане до 900 ° С и особено до 1000 ° С води до растеж на кристалите калциев оксид към 0.5-2 микрона и значително намаляване на специфичната повърхност - до 5.4 m2 / г, които трябва да влияят отрицателно на способността на реакционния продукт. Въпреки това, едновременното настъпване на големи пори в масата на материала създава предпоставки за бързо проникване на вода в нея и тяхното взаимодействие енергичен. Най-енергичен характеризиращ се с това вар получени чрез изпичане варовик при температури от около 900 ° С Калцинирането при по-високи температури води до допълнително нарастване на кристали от калциев оксид (3, 5-10 микрона), намаляване на специфичната повърхност свиването на материала и да се намали неговото взаимодействие с скоростта на вода.
Накрая, удар при 1400 ° С и по-горе води до увеличаване на средната плътност, рязко намаляване на порьозността и образуване оксид на калция кристали и техни конгломерати значителен размер, 10-20 микрона и по-големи (9), което предопределя забави взаимодействия им с вода, мъртъв изгори вар характеристика ,
Някои примеси в варовик, особено белооката, допринасят за бързото нарастване на кристали от калциев оксид и образуването на "прегаряне" и при температура от около 1300 ° С Това налага отгряване суровини такива примеси при по-ниски температури.
Burnout вар вредно въздействие върху качеството на произведена по него решения и продукти. Късно закаляване като вар, появяващи се обикновено вече грабна разтвор или бетон, което води до механично напрежение, а в някои случаи липса на материала. Ето защо, най-добре да вар, калциниран при минимална температура, която позволява пълно разлагане на калциев карбонат и икономия на гориво.
Избор на температура варовик калциниране зависи от наличието на примеси магнезиев карбонат. За разлика MgC03 калциев карбонат се разлага при нагряване при по-ниска температура: с начало 400 ° С и пълно разпадане при 600-650 ° С Реактивност е способността на образуваните с MgO, CaO и други подобни, с повишаване на температурата на изпичане е значително намален. Още в 1200-1300 ° С се получава плътно калциниран магнезиев окис - periclase, които практически не са стягащи свойства, и само за много фино смилане започва да взаимодейства с вода бавно. Достатъчно активен магнезиев оксид, получен чрез калциниране на доломит и варовик, доломит при 850-950 ° С
По време на изпичане варовик с пясък и глина примеси реакции възникват в твърдо състояние между CaCOs, MgC03, СаО и MgO и кисели окиси Si02j А1203 и Fe203, съдържаща се в тези примеси. При високи температури (800-1200 ° С и повече) значително повишава подвижността на аниони и катиони, съставляващи кристалната решетка на тези вещества. Резултатът е интензивен обмен на решетъчни елементи и образуването на силикати, алуминати и калциев ферити. Следователно, в варовик на угарки, освен преобладаващ размер на свободен калциев оксид, обикновено включва дикалциев силикат (3-2CaO-Si02, Odnokaltsievy алуминат СаО-А1203 и дикалциев феритни 2CaO «• Fe203.
За практически цели важни показатели като вар продукция от единица маса изгоряла материали, потреблението му на единица тегло, произведена вар и практически и теоретически е възможно да чуя активност по време на изстрелването на суровина. Всички тези параметри с достатъчна точност за практически цели се определят от AV Volzhenskogo. като се вземе предвид химичния състав на изгорелия материал.
Когато степента на декарбонизация е равна на единство, можем да зададем теоретичен добив на сурово вар даден химичен състав. В съвременните инсталации и съоръжения в момента получава, дори когато степента на декарбонизиране myagkoobozhzhennoy вар достигне 0,95-0,98.
Следва да се отбележи, че при удар пещи и смесване вар в пепелта е обогатен гориво в количество от около 1% от теглото суров материал. Този факт не се взема под внимание в по-горните формули, тъй като тя има малък ефект върху крайната стойност.