ГАШЕНИЕ ИЗВЕСТИ ИЗ МЕЛА АО «ЛЕБЕДИНСКИЙ ГОК»

Известь – материал, применяемый в большинстве существующих отраслей, будь то промышленность или пищевая сфера. В качестве шихты для получения извести используется известняк и мел. В металлургии он используется как очищающий компонент, удаляющий лишнюю влагу и ненужные вещества из сплава, чтобы качество стали было еще более высоким.

Если обжиг извести в данном типе производства производится недолжным и некачественным образом, то такое отношение приводит к дополнительным расходам на электроэнергию. Предприятиям не выгодны такие потери, поэтому стандартами регламентированы определенные параметры, по которым известь проходит отбор для металлургической промышленности.

В металлургической промышленности, как правило, применяется известь негашеная, чтобы очистить металл от фосфорных, серных или кремниевых примесей. Введение в процесс производства происходит в три этапа: во-первых для производства окатышей (полуфабрикаты железа, которые и загружаются в плавильную печь) и во-вторых: после того, как к расплавленному материалу примешивается кислород, известь в твердом или измельченном состоянии добавляют в печи, чтобы образовались жесткие шлаки, которые легко можно удалить на данном этапе. Подобное использование делает сталь сверхчистой: именно в таком виде она больше всего ценится на рынке.

Так, конвертерное производство использует известь для наведения высокоосновного шлака. При этом из стали удаляются сера, фосфор, а также различные неметаллические включения, в том числе кислород. Благодаря кислороду осуществляют рафинирование жидкой стали. Такие действия значительно улучшают качество получаемой стали, ведь чем меньше подобных включений, тем качественнее происходит сплав железа с углеродом.

В состав извести входят в основном оксиды кальция. Гашеная известь получается из комовой. В производстве гашеной извести основной процесс — это гидратация оксида кальция, представляющая собой обратимую термохимическую реакцию соединения CaO с водой:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

Существует известь быстрогасящаяся (процесс занимает до восьми минут), среднегасящаяся (процесс занимает до 25 минут) и медленногасящаяся (процесс занимает более 30 минут).

Существует несколько вяжущих материалов, которые относятся к гидравлической группе.  Комовая известь – это полупродукт, который, после гашения, применяется в гидратной смеси или известковом тесте.

Свойства гашеной извести настолько обширны, что она нашла применение во многих сферах.

Гашеная известь масштабно используются при флотации (восстановлении) различных цветных металлов — это и флотация руды меди, в которой известь осаживает и обеспечивает нормальную щелочность в процессе флотации. Для удаления серы при извлечении ртути из киновари. Известь также используется при восстановлении цинка, никеля и свинцовых руд. А так же в качестве сохраняющего компонента для восстановления ксантогенатов и другой флотации химического вещества.

По ГОСТ 22688-77 время гашения извести определяется в сосуде Дьюара (рис.1), в учебной лаборатории можно использовать термостат.

1-сосуд, 2—термометр, 3-пробка, 4- известь

Рисунок 1. Сосуд Дьюара

Навеску измельченной извести массой m г помещают в стакан термостата, вливают 25 мл воды при температуре 20˚С и закрывают пробкой с термометром.

Термометр должен быть погружен в реагирующую смесь, которую периодически взбалтывают. Температуру реагирующей смеси отмечают каждые 30-60 с. Наблюдение ведут до начала снижения температуры. За время гашения принимают время с момента добавления воды в известь до начала снижения температуры.

Для выяснения применения мела в качестве шихты для получения извести, необходимо сравнить результаты гашения извести для двух вариантов.

В лаборатории кафедры металлургии и металловедения СТИ НИТУ «МИСиС» были проведены опыты по получению извести из известняка и  мела в печи СНОЛ. Затем исследовали гашение полученной извести.

В термостат (рис 2.) помещается 10 г измельчённой извести, туда же вливают; 20 мл воды, имеющей температуру 20°С.

Рисунок 2. Термостат для определения времени гашения

Сосуд закрывают пробкой с термометром так, чтобы ртутный шарик термометра был погружён в реагирующую смесь. Прибор осторожно встряхивают и оставляют в покое.

Через каждые 30 с, начиная с момента добавления воды, отмечают температуру реагирующей смеси до тех пор, пока она не начинает падать.

За время гашения принимают время от момента добавления воды в известь до начала снижения максимальной температуры.

Используя полученные результаты, был построен график изменения температуры гашения извести из мела (рис.3) по которому видно, что гашение достигается при t=270сек и температуре T=56 °C.

Рисунок 3. График изменения температуры гашения извести из мела

Аналогичным образом было проведено гашение извести из известняка. Гашение достигается при t=300сек и температуре T=65 °C.

По полученным данным можно понять, что целесообразнее использовать известь из мела, т.к. гашение извести из мела происходит быстрее, чем гашение извести из известняка.

Список литературы:

1. Домокеев А.Г. Учебник для строительных вузов, 2-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1989. - 495 с.: ил.
2. Производство извести [Текст]: учебник для подготовки рабочих на производстве / А. В. Монастырев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1975. - 223 с.
3. Строительные материалы и изделия [Текст]: Учебник / Л.Н. Попов. - М.: ГУП ЦПП, 2000. – 384.