Известь, это что?

Известь строительная негашеная, минеральный порошок, мука известняковая (доломитовая)

Известь
Получение извести, применение извести, формула извести, свойства извести, обжиг известняка, известковые удобрения, технология производства извести.
ИЗВЕСТЬ, вяжущий материал, получаемый обжигом и последующей переработкой известняка, мела и др. известково-магнезиальных горных пород. Чистая известь. — бесцветный продукт, плохо растворимый в воде (ок. 0,1% при 20 °С); плотность около 3,4 г/см3. В зависимости от химического состава и условий твердения известь подразделяют на воздушную, твердеющую в воздушно-сухих условиях, и гидравлическую, которая рая твердеет на воздухе и в воде. Воздушную известь получают обжигом главным образом известняка с малым содержанием глины (до 8%) при 1100-1300 °С в шахтных или вращающихся обжиговых печах. При этом карбонаты, входящие в состав породы, разлагаются, например: СаСО3 : СаО + СО2. В зависимости от содержания в породе MgO различают следедующие виды извести: кальциевую (содержит до 5% по массе MgO), магнезиальную (5-20%) и доломитовую (20-40%). В зависимости от способа обработки обожженного продукта получают негашеную комовую (кипелка), негашеную молотую и гашеную (гидратную) известь, или пушонку, а также известковое тесто. Первая представляет собой смесь кусков различной величины, образующихся после грубого помола продукта обжига. По химическому составу она состоит из СаО и MgO с небольшой примесью неразложившегося при обжиге СаСО3, а также из силикатов, алюминатов и ферратов Са. Негашеная молотая известь — продукт тонкого помола комовой извести. Гашеная известь — высокодисперсный сухой порошок, получаемый при взаимодествии комовой или молотой негашеной извести с небольшим количечеством воды или пара (гашением); состоит преимущественно из Са(ОН)2 и Mg(OH)2 с примесью СаСО3. При гашении извести большим кол-вом воды образуется пластичная тестообразная масса, так называемое известковое тесто. Активность воздушной извести как вяжущего материала определяется общим содержанием оксидов Са и Mg. Наибольшей активностью обладает кальциевая известь, содержащая 93-97% оксидов. Высококачественного сорта известь («жирная известь») характеризуются большим выходом известкового теста (больше 3,5 л на 1 кг негашеной И.); чем выше выход теста, тем оно пластичнее и может принять большее количество песка при приготовлении строительных растворов. Известь с низким выходом известкового теста называется «тощей». По скорости гашения различают быстрогасящуюся (длительность процесса не более 8 мин), среднегасящуюся (не более 25 мин) и медленногасящуюся известь (более 25 мин). За скорость гашения принимается время от момента смешивания порошка извести с водой до момента достижения максимальной температуры смеси. Твердение воздушной извести происходит в результате испарения воды и кристаллизации Са(ОН)2 из насышенного водного раствора, а также при взаимодействии с СО2 воздуха с образованием кристаллов СаСО3. Воздушную известь применяют для изготовления вяжущих строительных растворов, предназначенных для наземной кладки кирпича, искусственных камней и штукатурки, а также при получении известково-шлаковых, известково-пуццолановых и др. смешанных вяжущих (см. Цементы). В смеси с красителями известь используется в качестве декоративного материала. Гидравлическая известь — тонкомолотый порошок, получаемый обжигом при 900-1100 °С мергелистых известняков, содержащих 6-20% глинистых и тонкодисперсных песчаных примесей. Образующиеся при этом силикаты (2СаО.SiO2), алюминаты (СаО.Аl2О3.5СаО + 3Аl2О3) и ферраты (2CaO.Fe2O3) кальция придают этой извести способность длительно сохранять прочность в воде после предварительного твердения на воздухе. По содержанию свободных оксидов Са и Mg гидравлическую известь подразделяют на слабогидравлическую (15-60% оксидов) и сильногидравлическую (1-15%). Гидравлическая известь, в отличие от воздушной, характеризуется большей прочностью при меньшей пластичности. Гидравлическую известь используют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, пригодных для эксплуатации в сухих и влажных средах, легких и тяжелых бетонов низких марок, фундаментов и сооружений, подвергающихся действию воды. Все виды извести применяют также в химической промышленностисти (для получения хлорной извести, соды, нейтрализации кислотт и кислых газов в промышленных сбросах и др.), металлургии (флюсы при выплавлении чугуна из железных руд), сахарном производстве (для очистки свекловичных соков), сельском хозяйстве (для известкования почв, см. Известковые удобрения) и др. Кроме того, известь широко используется для производства силикатного кирпича и силикатных автоклавных изделий.
ИЗВЕСТКОВЫЕ УДОБРЕНИЯ
Известковые удобрения содержат в качестве основного компонента известь. Применяются для устранения избыточной кислотности (известкования) почв, обработки нечерноземных дерново-подзолистых, серых лесных, а также торфяных почв. Известкование основано на замене ионов водорода и алюминия ионами Са и Mg. В результате усиливается жизнедеятельность полезных микроорганизмов; почва обогащается доступными для растений элементами питания, улучшаются ее структура, водопроницаемость и др. свойства; повышается эффективность минеральных и органических удобрений. В качестве известковых удобрений используют твердые и мягкие природные известковые породы, продукты их переработки, а также промышленные отходы, содержащие известь. Твердые известковые породы (известняк, мел и т. п.) перед внесением в почву измельчают или обжигают; мягкие породы (напр., туфы, доломитовая мука) не требуют измельчения, более эффективны и действуют быстрее, чем твердые породы. Известняковая мука (известняк молотый) — наиболее распространенное известковое удобрение; суммарное кол-во действующего начала (карбонатов Са и Mg) составляет не менее 85% (в пересчете на СаСО3); применяют на различных почвах под все сельскохозяйственные культуры. Доломитовая мука (до 42% MgCO3) — разрушенные верхние слои природного доломита; целесообразно вносить в песчаные и супесчаные почвы под бобовые, картофель, лен, корнеплоды. Озерная известь, или гажа (ок. 50% СаСО3), добывается со дна высохших озер; дешевый, ценный материал для всех культур. Известковый туф, или ключевая известь (до 96% СаСО3), залегает в пониженных местах по берегам рек, ручьев, ключей; используют под все культуры. Мергель (25-75% СаСО3) добывают из прир. залежей; пригоден для известкования легких почв. Известковые торфа, или торфотуфы (до 50% СаСО3), добывают из залежей в низинных торфяниках; особенно ценны для обработки кислых, бедных гумусом почв. Гашеная известь, или пушонка (до 75% СаО + MgO), — продукт взаимодействия с водой подвергнутых обжигу твердых карбонатных пород; рекомендуется для известкования (не менее чем за 10 дней до посева) тяжелых глинистых почв. Для различных почв дозы известковых удобрений колеблются в пределах 1-10 т/га. Эти дозы достаточны, как правило, для поддержания в течение 10-12 лет слабокислой реакции почвы, обеспечивающей значительную прибавку урожая (в ц/га) большинства с.-х. культур, например, зерновых колосовых на 0,5-4,0, зернобобовых на 1-3, кормовой свеклы на 30-60, картофеля на 5-15, капусты на 30-70, моркови на 15-45.
Страница «ИЗВЕСТКОВЫЕ УДОБРЕНИЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/
Технология производства негашеной извести.
Теоретические основы процесса производства негашеной извести.
Производство негашеной комовой извести состоит из следующих основных операций: добычи и подготовки известняка, подготовки топлива и обжига известняка.
Известняк добывают 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 известняка.
Наблюдающаяся иногда неоднородность залегания известняков в месторождениях (по химическому составу, прочности, плотности и т. п.) обусловливает необходимость выборочной разработки полезной породы. Полученную массу известняка в виде крупных и мелких кусков погружают в транспортные средства одноковшовым экскаватором. Известняк доставляют на комбинат автосамосвалами.
Высококачественную известь можно получить только при обжиге известняка в виде кусков, мало различающихся по размерам. При обжиге известняка в кусках разного размера получается неравномерно обожженная известь (мелочь оказывается частично или полностью пережженной, сердцевина крупных кусков — необожженной). Кроме того, при загрузке шахтных печей известняком разного размера значительно увеличивается степень заполнения шахтной печи, а следовательно, уменьшается газопроницаемость материала, что затрудняет обжиг известняка.
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.
Так как размеры добытого известняка нередко достигают 500 — 800 мм и более, то возникает необходимость дробления его и сортировки всей полученной после дробления массы на нужные фракции. Это осуществляется на дробильно-сортировочной установке, работающей по замкнутому циклу с использованием щековых дробилок.
Обжиг — основная технологическая операция в производстве негашеной извести. При этом протекает ряд сложных физико-химических процессов, определяющих качество продукта. Цель обжига — возможно более полное разложение (диссоциация) СаСО3 и МgСО3•СаСО3, на СаО, МgO и СО2 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: СаСО3-СаО+СО2. Теоретически на декарбонизацию 1 моля СаСО3 (100 г) расходуется 179 кДж или 1790 кДж на 1 кг СаСО3. В пересчете на 1 кг получаемого при этом СаО затраты равны 3190 кДж.
Продолжительность обжига определяется также размером кусков обжигаемого продукта. Для увеличения производительности известеобжигающих печей и снижения пережога поверхностных слоёв кусков желательно в допустимых пределах уменьшить их размеры. При обжиге кусков различной крупности режим процесса определяют исходя из времени, необходимого для обжига кусков средних размеров. Основное различие в технологиях производства негашеной комой извести — в способе обжига.
Шахтные печи для обжига извести.
Шахтные печи, представляют собой полый цилиндр, имеющий наружный стальной кожух толщиной около 1 см и внутреннюю огнеупорную кладку, вертикально установленный на фундаменте. Эти печи характеризуются непрерывностью действия и простотой в эксплуатации. Строительство шахтных печей 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 850oС , 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 850oС до 1200oС и затем 900oС; здесь известняк разлагается , из него удаляется углекислый газ.
Зона охлаждения — нижняя часть печи. В этой зоне известь охлаждается от 900oС до 50-100oС поступающим снизу воздухом , который далее поднимается в зону обжига.
Движение воздуха и газов в шахтных печах обеспечивается работой вентиляторов, 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.

Известковый раствор, его состав и характеристики

Растворы на основе извести издавна использовались человеком в строительстве. Долгое время именно на таких растворах велась кладка. С появлением портландцемента известковые смеси были вытеснены цементными, но в отделочных работах эти смеси до сих пор не утратили популярность, и известковая штукатурка остается одним из самых простых и доступных средств черновой отделки стен.

В растворе это вещество играет роль вяжущего, то есть соединяющего заполнитель компонента. Соответственно, вяжущим в цементном растворе является цемент, а в гипсовых смесях — гипс.

Способ ее изготовления не меняется тысячелетиями. Основным сырьем для нее является одноименный минерал — известняк. Он представляет собой осадочную породу, где основным компонентом является карбонат кальция. Известняк перемалывают в порошок и пережигают в специальных печах, где от него отделяется углекислый газ. Получившиеся комки состоят из оксида кальция, который и называется негашеной известью.

Бытовое название ее — кипелка. Оно связано с тем, что при добавлении к негашеной извести воды она начинает ее присоединять и реакция эта протекает с большим выделением тепла. Полученная масса увеличивается в размерах и состоит уже из гидроксида кальция (или гашеной извести). Она и является вяжущим в известковом растворе.

Применение в штукатурных растворах

После нанесения известкового раствора на стену гашеная известь (ее еще называют пушонкой) реагирует с углекислым газом, находящимся в атмосфере. Для этой реакции необходима вода, поэтому помещение со свежей штукатуркой не должно пересушиваться. Через несколько дней штукатурный слой твердеет и превращается в камень, состоящий из песка и карбоната кальция.

Качество вещества

Известняк сам по себе редко является химически чистой породой. А если учесть то, что часть извести производят из промышленных отходов, то содержание в ней оксида кальция может варьироваться.

Содержание примесей определяет качество материала. Так, если исходное сырье содержало глину, то при обжиге в полученном продукте будет до 20% силикатов, алюминатов и ферритов кальция. Такая известь называется гидравлической и применяется в наружных работах, когда оштукатуренная поверхность испытывает воздействие воды.

Простая известь или воздушная делится на три основных типа в зависимости от действия примесей в ней:

  1. жирная;
  2. нормальная;
  3. тощая.

Такая классификация важна потому, что примеси оказывают влияние на скорость гашения, выступая в роли ингибиторов. Так, жирные сорта гасятся полностью в течение 8 минут, нормальные — до 25, а тощие — более 25 минут. В старину полного гашения могли добиваться еще дольше: при оштукатуривании поверхности под фреску этот процесс мог доходить до года, в течение которого известь промывали и перемешивали.

Это важно и сегодня, поскольку незавершенность процесса гашения ведет к расслаиванию штукатурного слоя, плохой адгезии с поверхностью стены и появлению высола.

Состав известкового раствора

Основных компонентов в такой смеси три: известь, песок и вода. Известь применяется гашеная, чаще всего в виде теста; порошок пушонки применяется реже ввиду дороговизны. Известковое тесто получается при разведении кипелки водой, причем количество последней должно быть в 10 раз больше нужного для гашения. Получается известковое молоко, в котором происходит процесс гашения. При приготовлении теста важно тщательно его перемешивать и убирать комки. Если в смеси попадается мусор, его необходимо удалять.

Приготовление теста лучше делать в теплую погоду и в емкости с прочными стенками. При гашении температура может достигать 90 градусов, поэтому руками замес делать не стоит. Можно воспользоваться миксером или совковой лопатой.

Окончательно тесто будет готово через 15–30 дней. Срок зависит как от качества сухого материала, так и от температуры воздуха.

Песок, пригодный для штукатурных работ, должен иметь мелкую фракцию и не содержать камней. Для этого нужно его просеять через сито. Особенно важно это для укрывного слоя штукатурки — посторонние включения будут мешать затирке или, как говорят штукатуры, «рисовать».

Состав смеси

Базовый состав 1 кубометра раствора можно привести в виде таблицы:

компоненты, л 1:2 1:2,5 1:3
песок 910 990 106
известковое тесто 430 380 330
вода 182 197 212

Не стоит ориентироваться на эти цифры строго. После замеса следует обязательно проверить его качество. Это сделать просто: возьмите немного раствора на мастерок и посмотрите, как он с ним взаимодействует. Если он соскальзывает — значит, известь была тощей, и следует добавить еще. Если сильно прилипает, можно добавить песок.

Стоит такой раствор несколько суток, и при необходимости его можно разбавлять водой. Известковая штукатурка наносится в три приема — набрызг, грунт и укрывка. Для первого и последнего слоя делают более жидкий состав, для грунта — густой. Максимальные пропорции теста и песка — 1:5 и 1:6.

Известковые растворы с добавкой других вяжущих

Одним из недостатков известковых растворов является низкая скорость твердения и низкая прочность. Для компенсации этих слабых сторон применяют смесь извести с другими вяжущими. В первую очередь, это гипс и цемент. Соответственно, с первой добавкой это будет известково-гипсовый, а со второй — известково-цементный раствор. Гипс позволяет составу быстрее схватиться, поэтому его вводят в раствор на месте работы и в течение 10 минут наносят на стену.

Цемент придает штукатурному слою большую прочность, а замешивать его можно как централизовано, так и на месте. Пропорции цементно-известкового раствора зависят от марки цемента и марки получаемой штукатурки. В таблице приведено соотношение цемент:известь:песок для некоторых марок раствора:

Для внутренней отделки марочный раствор может показаться излишеством, и для ускорения схватывания количество цемента можно уменьшить, используя соотношения между цементом и известью 1:1, 1:2 и даже 1:3

Известь придает раствору пластичность, а цемент — жесткость. Чтобы наносить штукатурку было удобнее, можно ввести в нее пластификатор. В быту для этого часто применяют жидкое мыло, но оно понижает прочность штукатурки. Чтобы этого избежать, можно приобрести воздухововлекающий пластификатор в торговой сети. Такие жидкости могут даже сократить расход вяжущего, а главное — они помогают сохранять форму и не просаживаться, что свойственно цементным смесям.

Достоинства и недостатки раствора

К плюсам этого вида штукатурки можно отнести:

  1. пластичность и удобоукладываемость;
  2. дешевизна;
  3. адгезия с поверхностью стены;
  4. бактерицидность.

Недостатков у него тоже хватает, и главные из них такие:

  1. низкая прочность;
  2. невозможность выравнивания стены в один прием; такая штукатурка может растрескаться, поэтому число слоев, необходимых для выравнивания, может достигать семи;
  3. недолговечен во влажных помещениях (кроме гидравлической извести);
  4. большие сроки твердения.

В частном домостроении к извести относятся с некоторым предубеждением, считая ее советским пережитком. Возможно, это вызвано плохим качеством работ в домах советской постройки. Это несправедливое отношение к проверенному веками материалу. Ведь какой бы ни был современный материал расхваленным, конечный результат по большей части будет зависеть от соблюдения технологии и качества исполнения.

Типы химических реакций. Опыты

Опыт № 1. Взаимодействие оксида кальция с водой

Возьмем немного порошка оксида кальция и растворим его в воде. В результате реакции выделяется пар, т. е. вода нагревается и интенсивно испаряется. Историческое название оксида кальция – негашеная известь. Вещество, образующееся в результате данной реакции, называют гашеной известью.

Добавим в раствор полученного вещества несколько капель индикатора фенолфталеина. Цвет раствора стал малиновым, что свидетельствует о щелочной реакции среды (Рис. 1). Запишем уравнение реакции и определим ее тип по различным признакам.

Рис. 1. Изменение цвета фенолфталеина в растворе Са(ОН)2

В результате взаимодействия оксида кальция с водой образуется одно вещество – гидроксид кальция.

Гидроксид кальция – малорастворимое основание, но, несмотря на это, оно относится к щелочам (поэтому фенолфталеин стал малиновым). Реакция оксида кальция с водой сопровождается выделением теплоты, это экзотермическая реакция.

Са+2О-2 + Н+2О-2 = Са+2(О-2Н+1)2 +Q

Степени окисления элементов в ходе проведенной реакции не изменились, следовательно, эта реакция не окислительно-восстановительная.

Мы видели, что реакция протекала быстро и без участия катализатора, поэтому она относится к некаталитическим реакциям.

При обычных условиях и достаточном количестве воды практически весь оксид кальция превращается в гидроксид, поэтому в таких условиях эта реакция необратима. Но при повышенных температурах будет одновременно протекать и обратная реакция – разложение гидроксида кальция на оксид кальция и воду:

Са(ОН)2 = СаО + Н2О — Q

Понятие обратимости очень условно и зависит от условий проведения реакции.

Опыт № 2. Реакция нейтрализации

В раствор гидроксида натрия добавим несколько капель индикатора – метилоранжа. Желтая окраска индикатора свидетельствует о щелочной среде раствора. Будем добавлять по каплям разбавленную соляную кислоту до тех пор, пока окраска индикатора не станет оранжевой – соответствующей нейтральной среде (Рис. 2). В результате данной реакции щелочная среда гидроксида натрия нейтрализуется соляной кислотой, продуктами реакции являются хлорид натрия и вода:

NaOH + HСl = NaCl + H2O

Реакция нейтрализации – частный случай реакции обмена.

Рис. 2. В нейтральной среде метилоранж стал оранжевого цвета

Опыт № 3. Взаимодействие цинка с раствором сульфата меди (II)

В раствор сульфата меди опустим две гранулы цинка. Через некоторое время цвет раствора изменится, а на поверхности цинка образуется красный налет выделившейся меди (Рис. 3).

Рис. 3. Реакция замещения между цинком и растром сульфата меди (II)

Запишем уравнение проведенной реакции и определим ее тип по числу и составу участников реакции.

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

В результате реакции более активный металл – цинк – вытесняет менее активный металл – медь – из раствора соли. Данная реакция относится к типу замещения.

В ходе реакции степень окисления цинка и меди меняется, следовательно, это окислительно-восстановительная реакция.

Опыт № 4. Нагревание бихромата аммония («Вулкан»)

Поместим оранжевый порошок дихромата аммония на негорючую поверхность. Для начала реакции необходимо нагревание. Для этого поднесем горящую лучинку к вершине горки из дихромата аммония. Далее реакция протекает самопроизвольно. В результате реакции выделяются теплота и свет. Оранжевый дихромат аммония превращается в зеленый оксид хрома (III), кроме него выделяются вода и азот (Рис. 4).

Рис. 4. Разложение дихромата аммония

Запишем уравнение проведенной реакции и определим ее тип.

(N-3H+4)2Cr2+6O-27 = N02 + Cr+32O-23 + 4H+2O-2 + Q

Из одного вещества образуются три продукта реакции, значит, данная реакция относится к типу разложения. Кроме того, она экзотермическая (т. е. протекает с выделением теплоты), окислительно-восстановительная (т. к. степени окисления азота и хрома изменились в ходе реакции), необратимая и некаталитическая (протекает без использования катализаторов).

Подведение итога урока

На уроке были рассмотрены опыты по изучению типов химических реакций по различным признакам. Вы узнали, как протекают некоторые реакции, относящиеся к типам: соединение, обмен, разложение и замещение.

Список литературы

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (видеоопыты по теме) (Источник).
  2. Himhelp.ru (Источник).
  3. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» (Источник).

Более экономичны по расходу топлива и простоте конструкции печи, работающие по пересыпному способу на короткопламенном топливе (антрацит или тощий каменный уголь). Производительность шахтных пересыпных печей составляет 100-110 тонн в сутки. К недостаткам пересыпных печей относится загрязненность извести золой топлива. Более чистая известь получается в шахтных печах с выносными топками, работающих на длиннопламенном топливе (бурый уголь, дрова, торф), и в печах газовых. Однако эти печи имеют несколько меньшую производительность.

В шахтных печах можно обжигать только твердые породы (известняк, мрамор и др.), а во вращающихся — как твердые породы, так и шламы мягких пород, например мела. Основная задача при обжиге — обеспечение максимальной степени декарбонизации СаСО при минимальной температуре. Повышение температуры ускоряет реакцию разложения карбоната кальция, но излишне высокая температура обжига негативно сказывается на качестве продукта, так как развивается явление «пережога».

Наибольшее распространение для производства извести получили шахтные печи, высота которых достигает 20 м.

Шахтные печи различают по виду применяемого в них топлива и по способу его сжигания. В пересыпных печах твердое топливо подается вместе с сырьем и сгорает между кусками обжигаемого материала. Здесь применяют топливо с малым содержанием «летучих» — антрацит, кокс и тощие сорта каменного угля, дающие при горении короткое пламя. В печах с выносными топками последние расположены по внешнему периметру печи. В них сжигается твердое топливо (полностью или частично) и образующиеся горячие газы поступают в зону обжига. Применяют длиннопламенное топливо с высоким содержанием «летучих», а также торф, дрова, горючие сланцы. В газовых печах топливом чаще всего служит природный газ, который подается непосредственно в шахтную печь и сжигается в слое материала.

Вращающиеся печи позволяют получать мягкообожженную известь высокого качества из мелкокускового известняка и из мягких карбонатных пород (мела, туфа, известняка-ракушечника), которые нельзя обжигать в шахтных печах из-за склонности этих материалов к «зависанию» в шахте, приводящему к нарушению технологии обжига.

Длина известеобжигательных вращающихся печей составляет 30 — 100 м при диаметре 1,8 — 3 м, производительность достигает 400 — 500 т/сут., что в 2-4 раза выше, чем у шахтных печей. Одно из важнейших технологических преимуществ обжига извести во вращающихся печах — малое время прохождения материала от места загрузки до выхода из печи, что обеспечивает оперативность управления процессом. 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. При этом известь значительно более однородна по составу и содержит меньше примесей.

Рис 1.2.

Схема обжига молотого известняка во вращающейся печи

Значительно снижает качество комовой извести наличие в ней негасящихся кусков (недожог) и кусков, гасящихся медленно (пережог), которые могут образоваться из-за неравномерного распределения температур в известеобжигательных печах или неравномерного содержания в сырье примесей (например, углекислого магния).

Негашеную комовую известь нельзя непосредственно использовать в качестве вяжущего, ее требуется дополнительно измельчать либо размолом на мельницах (получается негашеная молотая известь), либо гашением водой (гашеная известь).

Для облегчения помола в мельнице комовую известь предварительно дробят до зерен размером 15 — 20 мм. Помол осуществляют обычно в шаровых одно- и двухкамерных мельницах, но возможно применение также валковых и роликовых мельниц, а при необходимости получения очень тонкого порошка используют вибромельницы.

Наряду с бездобавочной известью выпускают также известь с активными минеральными добавками (золы, шлаки), в последнем случае их вводят в мельничный агрегат, где происходит совместное измельчение и одновременно перемешивание.

Тонкость помола негашеной извести оказывает существенное влияние на ее свойства, особенно при наличии «пережога».

В соответствии с требованиями ГОСТ негашеную известь следует измельчать до тонкости, при которой остаток при просеивании пробы через сита № 02 и № 008 должен быть соответственно не более 1,5 и 15%. Обычно заводы выпускают известь, характеризующуюся остатками на сите № 008 до 2-7%, что примерно соответствует удельной поверхности 3500-5000см /г.

Строительная известь подразделяется на воздушную, которая обеспечивает затвердевание строительных растворов и сохранение ими прочности в условиях нормальной влажности, и гидравлическую, обеспечивающую затвердение и сохранение прочности растворов, применяемых как на воздухе, так и в воде.

Известь гасят путем обработки водой негашеной комовой извести. В зависимости от количества воды, необходимой для гашения, получают гидратную известь (пушонку), известковое тесто и известковое молоко.

Порошковая гидратная известь получается в том случае, если объем воды составляет 60–70 %. В результате гашения объем извести увеличивается в 2–3 раза. Гашеная известь представляет собой белый порошок, состоящий из мельчайших частиц гидрата оксида кальция с плотностью от 400 кг/мЗ(в рыхлом состоянии) до 500–700 кг/мЗ(в уплотненном состоянии).

Для получения известкового теста при гашении воды берут в 3–4 раза больше, чем извести. Объем получившегося теста в 2–3 раза превышает объем извести, взятой для его приготовления.

Известковое тесто представляет собой пластическую массу белого цвета плотностью до 1400 кг/мЗ.

Известь, которая погасилась хорошо, увеличившись в объеме не менее чем в 3 раза, называется жирной. Известь, увеличившаяся в объеме менее чем в 2,5 раза – тощей.

ВОЗДУШНАЯ ИЗВЕСТЬ.

Подразделяется на негашеную и гашеную (гидратную).

Область применения воздушной извести – приготовление известково-песчаных и смешанных строительных растворов, которые используют в каменной кладке и при оштукатуривании поверхностей, а также для побелки и в производстве силикатных изделий.

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ИЗВЕСТЬ.

Подразделяется на слабогидравлическую и сильногидравлическую. Применяется для приготовления кладочных и штукатурных растворов, а также бетонов низких марок, предназначенных для твердения как на воздухе, так и в условиях повышенной влажности.

ИЗВЕСТЕСОДЕРЖАЩИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА.

Подразделяются на известково-шлаковые с добавлением гранулированных шлаков, известково-пуццолановые с добавлением осадочных или вулканических активных пород, известково-зольные с добавлением зол некоторых видов топлива. Известесодержащие вещества участвуют в приготовлении низких марок бетонов и растворов, которые применяются в подземных сооружениях.

Известесодержащие гидравлические вещества выпускаются марок 50, 100, 150, 200.

При покупке извести необходимо обращать внимание на наличие инструкции по приготовлению и хранению раствора.

Известны два способа приготовления извести: сухой и мокрый. Для строительства больше всего подойдет второй способ. Для этого способа понадобится ящик и яма для замачивания. Ящик, или творило, должен быть глубиной 30 см, шириной 2 м и длиной 1 м. В стенке ящика вам нужно будет сделать отверстие с заслонкой, которая будет задерживать большие куски извести.

Возьмите измельченную кусковую известь и поместите ее в ящик, постепенно залейте ее водой. При образовании пара известь будет распадаться, превращаясь в известковое молоко. С помощью граблей хорошо перемешайте молоко и снова разведите его водой. После этого откройте заслонку ящика, выпустите содержимое ящика в яму и оставьте его мокнуть на время, указанное в инструкции. Если у вас по какой-то причине нет инструкции, готовность извести вы можете определить по трещинам (1–1,5 см шириной), появившимся на ее поверхности. Чтобы избежать попадания в яму с известью посторонних предметов, держите яму закрытой. При приготовлении раствора не используйте нижние слои, потому что в них могут находиться непогашенные частички материала, которые станут причиной растрескивания штукатурки.

Что такое негашеная известь и ее свойства

Негашеная строительная известь – вещество белого оттенка с кристаллической структурой. Ее формирование происходит при обжиге мела, доломитов, известняка и других ископаемых кальциево-магниевого типа. При этом доля примесей не может быть выше 6-8%. В общем виде формулу соединения можно представить как CaO, хотя в ее составе есть и оксиды магния, и иные соединения.

Изготавливается материал согласно с требованиями ГОСТа 9179-77 под названием «Известь строительная. Технические условия». Ее делают из карбонатных пород, используя добавки, имеющие минеральную природу: кварцевый песок, доменный или электротермофосфорный шлак и т. п.

Согласно требованиям госстандарта, известь нужно измельчать до такого размера, чтобы остаток после пропускания сквозь сито № 02 и № 008 был не выше 1,5% и 15% соответственно.

Негашеную известь относят ко 2-му классу опасности. Чистая известь воздушного типа может иметь 1-й, 2-й и 3-й сорт, с примесями – 1-й и 2-й сорт. Гидратная известь имеет 1-й и 2-й сорт.

Производство негашеной извести

В прошлом для образования извести выполняли тепловую обработку известняка. В последние годы данный метод используется все реже, поскольку в результате реакции выделяется диоксид углерода. Альтернативным методом является термическое разложение кальциевых солей, содержащих кислород.

Первый этап – добыча известняка, которая проводится в карьере. Вначале порода дробится, сортируется, а потом обжигается. Обжиг производят в обжигательных печах, которые могут быть вращающимися, шахтными, напольными или кольцевыми.

В большинстве случаев применяются печи шахтного типа, которые функционируют на газе, пересыпным способом или с выносными топками. Наибольшую экономию дают устройства, которые работают пересыпным способом на антраците или тощем каменном угле. Объем производства с помощью таких печей – в районе 100 т в сутки. Их недостатком является высокая степень загрязнения топливной золой.

Получить более чистую известь можно в устройстве с выносной топкой, которое работает на дровах, буром угле или торфе, или в газовом устройстве. Однако мощность подобных печей значительно ниже.

Высшее качество у вещества, обработанного во вращающейся печи, но такие механизмы используются довольно редко. Печи кольцевого и напольного типа имеют невысокую мощность и требуют больших объемов топлива, поэтому на новых предприятиях их не устанавливают.

Разновидности

Строительная известь делится на два типа: воздушный и гидравлический. Воздушная известь делает возможным застывание бетона в обычных условиях, а гидравлическая – и в сухих условиях, и в водной среде. Поэтому воздушная известь пригодна для проведения наземных работ, а гидравлическая – для возведения опор мостов.

Исходя из нюансов обработки обожженного материала, выделяют известь различных видов:

  • Комовая известь изготавливается в виде смеси разных по размеру кусков. Она состоит главным образом из оксидов кальция (преобладающая часть) и магния. Также в ее состав могут входить алюминаты, силикаты и ферриты магния или кальция, которые формируются при обжигании, и карбонат кальция. Функцию вяжущего ингредиента она не выполняет.
  • Молотую известь делают, перемалывая комовую известь, поэтому их состав практически идентичен. Она используется в негашеном виде. Это позволяет избежать появления отходов и ускорить затвердение. Изделия из нее имеют прекрасные прочностные свойства, они водостойки и отличаются высокой плотностью. Чтобы ускорить процесс затвердения материала, добавляют хлористый кальций, а чтобы замедлить застывание – серную кислоту или гипс. Это позволяет предупредить появление трещин после высыхания. Транспортируется молотая известь в герметичных емкостях из бумаги или металла. Хранить ее разрешается не больше 10-15 дней в сухих условиях.
  • Гидратная известь – высокодисперсное сухое соединение, формирующееся при гашении извести. В ее состав входят гидроксиды кальция и магния, карбонат кальция и иные примеси.
  • При добавлении жидкости в объеме, которого хватает, чтобы оксиды превратились в гидраты, образуется пластичная масса, имеющая название известкового теста.

Самыми популярными в использовании на сегодняшний день являются гашеная и негашеная извести.

Гашеная известь

(формула – Ca(OH)2) является сильным основанием. Может часто встречаться в некоторых источниках под названием гидроксида кальция или «пушонки».

Свойства: Представлена белым порошком, который мало растворим в воде. Чем меньше температура среды, тем меньше растворимость. Продуктами его реакции с кислотой являются соответствующие соли кальция. Например, при опускании гашеной извести в серную кислоту получатся сульфат кальция и вода. Если оставить раствор «пушонки» на воздухе, то она будет взаимодействовать с одной из составляющих последнего – углекислым газом. При данном процессе раствор мутнеет. Продукты этой реакции представлены карбонатом кальция и водой. Если продолжать барботацию углекислого газа, реакция закончится образованием гидрокарбоната кальция, который разрушается при повышении температуры раствора.

Гашеная известь и угарный газ будут взаимодействовать при t около 400оС, его продуктами станут уже известный карбонат и водород. Вещество может реагировать и с солями, но только в том случае, если процесс закончится выпадением осадка, например, если смешать «пушонку» с сульфитом натрия, то продуктами реакции станут гидроксид натрия и сульфит кальция. Из чего делают известь: Само название «гашеная» уже говорит о том, что для получения этого вещества что-то погасили. Как всем известно, любое химическое соединение (да и вообще что-либо) обычно гасят водой. А ей есть с чем реагировать. В химии существует вещество с названием «негашеная известь». Так вот, добавляя к ней воду, получают искомое соединение.

Применение: Гашеную известь используют для побелки любого помещения. Также с ее помощью смягчают воду: если добавить «пушонку» к гидрокарбонату кальция, то образуется оксид водорода и нерастворимый осадок – карбонат соответствующего металла. Гашеную известь применяют в дублении кож, каустификации карбонатов натрия и калия, получении соединений кальция, различных органических кислот и множества других веществ. С помощью раствора «пушонки» – небезызвестной известковой воды – можно обнаружить наличие углекислого газа: при реакции с ним она мутнеет .

Стоматология не может обойтись без обсуждаемого сейчас гидроксида кальция, ведь благодаря ему в этой отрасли медицины можно дезинфицировать корневые каналы зубов. Также с помощью гашеной извести делают известковый строительный раствор, смешивая ее с песком. Подобная смесь использовалась еще в древние времена, тогда без нее не обходилась ни одна строительная кладка. Однако сейчас из-за ненужного выделения воды при реакции «пушонки» с песком данный раствор успешно заменяют цементом. С помощью гидроксида кальция производят известковые удобрения, также он является пищевой добавкой E526… И еще многие отрасли не могут обойтись без его использования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *