Способ получения извести-пушонки Советский патент 1993 года по МПК C04B2/04 

Изобретение может быть использовано в химической промышленности для получения порошка гидроксида кальция различной : степени чистоты, а также в промышленности строительных материалов для получения порошка гидратированной извести.

Целью изобретения является повышение производительности процесса гашения извести и улучшения качества получаемого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения извести-пушонки содержатся общие признаки- с прототипом - измельчают негашеную известь, укладывают гонким слоем и подвергают термовлаж- ностной обработке насыщенным водяным паром, и отличительные - укладывают измельченную негашеную известь слоем вы- сотой не 1,5-2,0 мм, а 6-8 см, в результате чего при обработке насыщенным паром при нормальном давлении в течение 7-1.0 ч температура извести повышается за счет теплоты реакции до 250 300°С, что приводит к интенсификации процесса и улучшению качества продукта - повышению степени дисперсности порошка и повышению степени гашения не только оксида кальция, но и оксида магния. При этом производительность процесса возрастает по сравнению со способом-прототипом в 7-8 раз.

Повышение производительности достигается за счет увеличения высоты слоя извести, а улучшение качества продукта - за счет увеличения температуры процесса, ; Примеры осуществления способа.

В пропарочную камеру диаметром 240 мм с кипящей водой устанавливали над слоем воды цилиндрический сосуд, на дно которого укладывали предварительно измельченную известь слоем определенной высоты и пропаривали в течение нескольких часов, замеряя температуру извести при гидратации. В конце процесса гашения замеряли высоту слоя извести, взвешивали, определяли влажность извести и рассчитывали степень гидратации по привесу массы. Скорость испарения воды при кипении составляла 1,3-1,5 кг/ч.

Опыты показали, что при высоте слоя 2 мм полнота гашения кальциевой извести

ел

с

00

ел

-А

со

практически достигалась за 2 ч пропарки, При высоте слоя 1-1,5 см полное гашение наступало лишь после 3,5 ч пропаривания.

Однако в дальнейшем мы проводили опыты по получению извести-пушонки со степенью гашения 75-80 %, так как оказалось, что такая известь вполне пригодна для многих технических целей. При этих условиях полученный продуктспециально не высушивался, а выдерживался 1 сут в закрытой емкости, в результате чего свободная влага переходила в гидратационную.

Опыты проводились в основном с известковой мукой - пылевидным отходом вращающихся известково-обжигательных печей, Мариупольского завода Азовсталь. .Результаты этих опытов приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что чем больше высота слоя извести, тем выше производительность процесса гидратации (а тем более - всего производственного процесса с учетом загрузки и выгрузки извести и т. д.).

В опыте с первоначальной высотой слоя 8,0 см, в конце пропарки высота слоя достигала 15,1 см, т. е. увеличилась в 1,9 раза. Степень гидратации оказалась практически одинаковой как в верхнем слое, так и в среднем и нижнем слоях.

При попытке провести опыт при высоте слоя извести 10 см оказалось, что через 2 ч пропаривания нижний слой сильно уплотнился и разорвал нижнюю часть сосуда (ди- аметр сосуда 73 мм). Поэтому за максимальную высоту слоя принято 8 см, а минимальную - б см, ибо при ещё меньших высотах слоя извести резко уменьшится производительность и температура процесса гидратации, которая должна быть соответственно в пределах 250-300°С. Чтобы гарантировать получение извести-пушонки со степенью гидратации не ниже 80 % продолжительность пропарки должна составлять 7-10 ч (соответственно при высотах слоя извести 6 и 8 см).

Повышение температуры извести при гидратации сверх 300°С нецелесообразно, так как, хотя скорость химической реакции при гидратации и увеличится, общая скорость процесса будет уменьшаться из-за возрастающей десорбции водяных паров с поверхности частиц извести.

Таким образом, осуществление предлагаемого способа приведет к повышению производительности путем увеличения высоты слоя извести и к улучшению качества продуктов за счет увеличения температуры процесса гидратации.

Опыты показали, что полученная из пылевидных отходов известняково-обжигательных печей по предложенному способу известь-пушонка со степенью гидратации 80 % может применяться для штукатурных и кладочных растворов, для побелки и т. д.

Вопросы оптимальных режимов по температуре процесса и высоте слоя извести взаимосвязаны. Как показано в таблице зависимости температуры процесса от первоначальной высоты слоя извести (см. заявку),

при высоте слоя 6 см температура достигала 226°С, а при высоте слоя 8 см 286°С. Попытки использовать сосуд из тонкой жести диаметром 80 мм для гашения известковой муки слоем высотой 10 см приведет к тому,

5 что боковые стенки сосуда из-за давления извести деформировались, а в местах пропаянных соединений - разорвались. Поэтому за максимальную высоту слоя извести приняли 8 см. Максимальную температуру

0 процесса приняли не 286°С, а округленно - 300°С. Увеличение скорости реакции гидратации извести возможно способствовали более высокие температуры, но это потребовало бы подвода тепла извне, что эконо5 мически нецелесообразно.

Для нижнего предела высоты слоя извести мы приняли б см, так как при высоте меньше б см понизится производительность процесса и температура, необходи0 мая для эффективной гидратации медленногасящихся частиц извести. Минимальной температурой оптимального режима процесса мы приняли не 226°С, округленно 250°С, так как такая температу5 ра вполне достижима при гидратации извести с высотой слоя в пределах 6-8 см.

Как видно из данных, приведенных в той же таблице, для получения извести-пушонки со степенью гашения не менее 700 80%, необходимо время пропаривания не менее 7 ч (при высоте слоя негашеной извести 6-8 см). Для верхнего предела достаточно было бы 8 ч непрерывной пропарки. « Это - что касается получения извести5 пушонки для строительных целей из известковой муки - отхода вращающихся известково-обжигательных печей.

Если потребуется получать гидррксид кальция с более высокой степенью гидрата0 ции, то и продолжительность термовлажно- стной обработки исходного оксида кальция должна быть большей.

Однако мы не ставили своей задачей обработку параметров процесса для получе5 ния гидроксида кальция с 100 % степенью гашения, хотя предлагаемый способ вполне пригоден и для этих целей.

Так что можно интервалы продолжительности термовлажностной обработки значениями 7-8 ч. Более продолжительное

пропаривание сверх указанного времени улучшит качество продукта, но экономически нецелесообразно при использовании в качестве исходного сырья пылевидных отходов производства извести.

Пример. Известковую муку, получающуюся за счет измельчения обжигаемого материала во вращающихся известково-об- жигательных печах, уклэдываюттонким слоем на дно пропарочной камеры и подвергают термовлажностной обработке насыщенным водяным паром. В нашем опы- те применялась пропарочная камера диаметром 240 мм с кипящей водой, над которой на сетке устанавливался гидратор- цилиндрический сосуд диаметром 148 мм. На дно сосуда-гидратора укладывали измельченную негашеную известь - известковую муку - пылевидный отход вращающихся известково-обжигательных печей Мариупольского завода Азовсталь. Высота слоя исходной извести 8,0 см. Содержание соединений кальция и магния в виде оксидов и карбонатов в -этой извести составляло 80,1% в пересчете на оксид кальция, в том числе соединений магния - 6,5% в пересчете на оксид магния. Суммарное содержание активных оксидов кальция и магния составляло 42,9 % в расчете на оксид кальция.

Насыпная плотность известковой муки 1060 кг/м3.

Вес исходной - извести в гидраторе 1463 г.

После 7-часового пропаривания высота слоя извести увеличилась до 15,1 см., вес полученной извести-пушонки - 1610 г, а объемная масса пушонки в гидраторе составляла 616 кг/м .

Температура извести в процессе пропарки достигала 286°С.

Степень гидратации (гашения) извести в общем случае определяли по формуле:

С.Г.

ДР-УУ 2 0,32

где АР - прирост массы извести при пропарке, %;

W - влажность извести после пропарки,

%;

2 - сумма активных оксидов кальция и магния в исходной извести в долях единицы,.

В данном случае мы пренебрегаем влажностью, так как при хранении такой извести в течение не более 1 сут эта влага практически полностью расходуется на до- гашивание извести.

Таким образом получаем:

С.Г.

10,1

«; 0,429-0,32

73,7%.

Содержание активных оксидов кальция и магния в полученной извести-пушонке составило 36,5 %, что близко к норме для II сорта гашеной извести с добавками по ГОСТ 9179-77 Известь строительная. Полученная известь пушонка в смеси, с кварцевым песком 1:1 и водой в форме кубиков 7х х 7 х 7 см после затвердевания 28 суток (без высушивания) показала среднюю прочность на сжатие 5,6 кг/см , что выше минимально допустимой прочности 4 кг/см2 (Справочник мастера-строителя. - М,: Стройиэдат, 1989).

Известковые растворы составов пушон- ка: песок 1 : 1 и 1 : 3 были опробованы для оштукатуривания участков стен и дали положительные результаты. Известь-пушонка пригодна для побелки и т. п.

Таким образом, полученная известь-пу- шонка может быть использована при различных строительных работах.

Формула изобретения

Способ получения извести-пушонки путем измельчения негашеной извести, укладки ее тонким слоем и термообработки насыщенным водяным паром при нормальном атмосферном давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения, производительности, укладку осуществляют слоем толщиной 6-8 см, а термообработку ведут При 250-300°С в течение 7-10 ч.

Сущность изобретения: способ получения извести-пушонки предусматривает измельчение негашеной извести, укладку ее слоем толщиной 6-8 см -и термообработку, насыщенным водяным паром при нормальном атмосферном давлении при температуре 250-300°С в течение 7-10 ч. Характеристики способа: степень гашения 74-83 %, температура извести при гидратации 11.0-286°С, 1 табл.