технология производства гипса | Новости в строительстве
Гипс широко используется в строительстве при производстве различных изделий и строительных растворов.Гипс вещество белого цвета или белого с серым оттенком, который очень быстро твердеет, но имеет очень низкую водостойкость. Технология производства гипса сводится к обжигу природного гипса в производственных печах а полученный в результате обжига гипсовый камень измельчают.
Состав статьи:
♣ Технология производства гипса во вращающихся печах.
♣ Производство гипса способом совмещенного помола и обжига гипса.
♣ Производство гипса в варочных котлах.
Гипс является быстродействующее и быстросхватывающееся воздушное вяжущее.Гипсовые вяжущие вещества делятся на :
♦ Высокопрочный гипс,
♦ Строительный гипс,
♦ Ангидритовое вяжущее.
Гипсовые вяжущие вещества изготавливаются из гипсового камня CaSO4*2h3O,ангидрита CaSO4 и некоторых отходов химической промышленности которые содержат безводный или двуводный сульфат кальция.в природном гипсе отсутствуют обычно примеси глины,известняка,песка и других веществ. Гипс получают путем обжига при высокой температуре двуводного природного гипса,в следствии протекания реакции CaSO4*h3O =CaSO4*0.5h3O+1.5h3O.
Читать далее на http://stroivagon.ru гипсовые вяжущие вещества
Строительный гипс.
♦ В природном гипсе обычно присутствуют примеси следующих пород: песка, известняка, глины которые снижают прочность и качество строительного гипса. Поэтому для получения качественного гипса, которого можно использовать в строительстве, в медицине и других областях его приходится обрабатывать термически. На сегодняшний день гипс обрабатывают несколькими способами, которые отличаются методом обжига в печах.
Обжигают гипс :
1. В шахтных печах, кольцевых, камерных и вращающихся печах. После обжига полученный гипсовый камень измельчают.
2. В варочных котлах с предварительным помолом гипсового камня.
3. Одновременно с помолом в одном аппарате.
Рисунок -1. Технологическая схема производства строительного гипса во вращающихся печах
1- лотковый питатель, 2-бункер гипсового камня, 3-ленточный транспортер , 4- молотковая дробилка, 5- элеватор.
6- шнеки, 7- бункер гипсового щебня, 8-тарельчатые питатели, 9-бункер угля, 10-топка, 11-вращающаяся печь типа сушильного барабана.
12-бункер обожженного щебня, 13- пылеосадительная камера, 14-вентилятор,15-бункер готового гипса, 16-шаровая мельница.
В зависимости от величины кусков исходного сырья ( гипсового камня) а также от величины требуемых размеров кусков направляемых в печь с целью обжига проводят дробление сырья по одноступенчатой схеме или по двухступенчатой схеме в дробилках-4. Для этого сырье загружают в бункер гипсового камня-2, затем с помощью лоткового питателя-1 непрерывно сырье поступает на ленточный транспортер-3, который направляет ее в дробилку-4.
Дробилки могут быть молотковые или щековые и они дробят исходный гипсовый камень на щебень с размерами частиц от 0 …20-35 мм.
Полученный таким образом гипсовый щебень ( если в этом есть необходимость) подвергают грохочению с целью получения фракций 0…10; 10…20; 20…35 мм. После грохочения фракции гипсового щебня направляются далее в бункер гипсового щебня-7 расположенный над печью обжига-11.Щебень различных фракций обжигают раздельно потому что для каждой фракции требуется отдельный, соответствующий режим обжига.
Читать далее на http://stroivagon.ru гипсовые и гипсобетонные изделия
Из бункера -7 гипсовый щебень с помощью тарельчатого питателя направляется непрерывно во вращающуюся печь. В зависимости от конструкции вращающейся печи, обжиг гипсового щебня может осуществляться двумя методами:
1. При непосредственном соприкосновении с горячими газами, которые образуются при сжигании топлива .
Вращающиеся печи для обжига гипсового камня типа сушильного барабана могут работать на жидком, газообразном или твердом топливе. В зависимости от используемого вида топлива разрабатываются и технологии обжига. Например, при входе в печь температура газов при прямотоке -950…1000 °С, при противотоке- – 750…800°С. При выходе из печи температура газов при прямотоке-– 170…220°С, при противотоке – 100…110°С.
Обоженный гипсовый щебень поступает далее из сушильного барабана (из печи) в бункер обожженного щебня -12 с помощью элеватора или же в зависимости от конструкции расходные бункеры могут располагаться прямо под сушильным барабаном. Равномерное питание шаровой мельницы обеспечивается питателем лоткового типа-8 который расположен под бункер обожженного щебня-12.
В шаровую мельницу обожженный щебень поступает с температурой в 80…100°С. В шаровой мельнице -16 производится помол обожженного гипсового щебня и выравнивание вещественного состава гипса за счет перехода пережога и недожога в полугидрат. Далее из шаровой мельницы готовый продукт направляется в бункер готового гипса -15 с помощью элеватора.
Из бункера готового гипса продукт направляется в бункеры хранения или на расфасовку. В процессе производства гипсового камня используют пылеосадительные камеры -13, обеспечивающие высокую очистку воздуха от пыли.
Технология производства строительного гипса
♦ Считается что наиболее совершенен способ получения строительного гипса, который основан на методе совмещенного помола и обжига гипсового камня позволяющий механизировать производственный процесс.
Рисунок-2. Схема совмещенного помола и обжига гипса
При совмещенном помоле и обжиге гипса, гипсовое сырье подвергается дроблению в одну или две стадии. На рисунке -2 показана схема совмещенного помола и обжига гипса где гипсовый камень проходит две стадии дробления. В начале гипсовое сырье загружается в бункер
Далее, измельченное сырье пройдя щековую дробилку-21 подается питателем-20 в приемное устройство -19 молотковой дробилки-18.
В молотковой дробилке гипсовый щебень подвергается измельчению во второй раз, до получения нужной фракции например,10-20 мм. Далее, с помощью элеватора -3 измельченный гипсовый щебень поступает в расходный бункер
В трубной мельнице происходит тонкий помол и сушка гипсового камня за счет газов, которые через подтопок-4 по принципу прямотока или противотока подаются с температурой 600-700 С. В процессе вращения трубной мельницы-15, сырьевой материал движется по всей ее длине, сушится и измельчается. В процессе обжига гипсового камня происходит его дегидратация с образованием бета полугидрата.
Далее, измельченный продукт обжига подается в проходной сепаратор-5, где выделяются наиболее крупные необожжённые частицы гипса и возвращаются затем обратно в мельницу на повторную обработку через аэрожелоб-
Газопылевая смесь после выхода из трубной мельницы через сепаратор проходит в систему пылеосадительных устройств-6 и 10, где происходит окончательная дегидратация измельченной смеси. Движение газов в системе принудительное и осуществляется за счет работы центробежных вентиляторов -9. Проходя через систему пылеосадительных устройств ( циклонов, электрофильтры,рукавные фильтры) измельченный продукт подается с помощью винтового конвейера
с предварительным помолом гипсового камня.
Котел предназначен для дегидратации двуводного молотого гипса в полуводный гипс и представляет собой вертикальный стальной цилиндр со сверическим днищем-2 ( смотри рисунок -3). Котел собирается из чугунных элементов а стыки между ними уплотняются асбестовой массой. Обогрев котла происходит через дно и его боковую поверхность.
Рисунок-3. Гипсоварочный котел
Для того чтобы увеличить поверхность нагрева, внутри котла подвешана металлическая рубашка, которая одновременно является и кожухом для шнека.
Расположенный внутри котла шиберный затвор -9, позволяет перекрывать окно в корпусе. Окно служит для выгрузки готового гипса по течке.Затвор оснащен электроприводом который открывает и закрывает его по мере надобности.Верх котла используется для создания парового пространства. Верх котла это цилиндр состоящий из двух половин и закрытый крышкой.
На крышке цилиндра имеются два патрубка для подсоединения к ним загрузочных шнеков-8, а также патрубок для соединения пароотводящей трубы, два уровнемера, два смотровых люка для ухода и осмотра внутреннего пространства котла и установленные на входных патрубках два датчика загрузки используемые для контроля подачи гипса в котел.
На нижнем конце вертикального вала установлены четыре лопасти служащие для перемещения гипсовой массы в процессе варки. Вращение лопастей вертикального вала осуществляется с помощью электродвигателя через редуктор. Технологический процесс работы котла происходит в непрерывном автоматизированном режиме.
Свежий гипсовый порошок непрерывно поступает в котел в течение всего процесса обработки.За счет этого, постоянно поддерживается высокая степень насыщения материала воздухом и водянными парами, которые приводят к улучшению свойств и модификационного состава конечного гипсового продукта.
Технологический процесс производства гипса на базе гипсоварочного котла можно описать следующим образом:
1. Вначале гипсовый камень крупными кусками поступает с помощью транспортной системы в щековую дробилку. В дробилке он дробиться на щебень фракции 20-60 мм. Размер фракции конечного продукта-гипсовой щебенки можно отрегулировать в зависимости от конструкции дробилки.
2. Далее измельченный гипсовый камень пройдя железоотделитель попадает в мельницу тонкого помола, где мельница превращает гипсовую щебенку в порошок. Мельницы могут использоваться разные, например шаровые, молотковые,роликово-маятковые, шахтовые и другие.В мельнице материал измельчается в порошок а также нагревается и подсушивается за счет горячих газов.
Тонкость помола материала и производительность мельницы играют важную роль и зависят от скорости газового потока который подается в мельницу. Дымовые газы гипсоварочных котлов используют в качестве теплоносителя. В зависимости от выбранного при обжиге гипса теплового режима дымовые газы подаются с температурой в пределах от 300 до 500 °С.
В мельнице измельченный в порошок и отсепарированный гипс до остатка на сите № 02 не более 2-5 % выноситься в систему пылеосаждения пылевоздушным потоком. Также как и в способе описанном выше, после выхода из мельницы газопылевая смесь проходит через систему пылеулавливающих устройств( циклоны, рукавные фильтры и так далее).
Движение газов в системе принудительное и осуществляется за счет работы центробежных вентиляторов. Проходя через систему пылеосадительных устройств ( циклонов, электрофильтры,рукавные фильтры) измельченный продукт подается в расходный бункер. Температура порошка зависит от температуры газов при выходе из мельницы (85…105 °С) и может колебаться от 70…95 °С.
3. В котле гипсовый порошок варится за счет топочных газов имеющие температуру 800-900 °С. Горячие газы подаются по жаровым трубам и наружным каналам созданные футеровкой котла.Теплоносителем может служить природный газ или другой вид топлива.В процессе варки гипса происходит постоянное перемешиание гипсовой смеси с помощью лопастей и длиться 1…2 часа и более. В варочном котле гипс не соприкасается непосредственно с дымовыми горячими газами, а его температура может колебаться от 100-180 °С. Сжигание газообразного или жидкого топлива происходит в специальной печи обогрева котла.
На первом периоде рабочая температура доходит в котле до 110…120°С. Гипсовый порошок нагревается соответсвтенно до 110…120°С и происходит интенсивная дегидратация гипса. Далее наступает второй период когда гидратная вода испаряется и начинается процесс обезвоживания или как еще его называют кипением массы. На третьем периоде наблюдается быстрый подъем температуры и резкое снижение интенсивности реакции дегидратации. По мере увеличения плотности и прекращения парообразования полученных продуктов дегидратации, гипсовая масса уплотняется и снижается ее масса в котле.
Эта стадия называется первая осадка порошка.
Вторая осадка гипсового порошка происходит в последний период варки когда обезвоженный полугидрат сульфата кальция переходит в ангидрит. Далее готовый продукт выгружается из котла в приемный бункер и передается в силосные склады с помощью механического или пневматическим транспортом.
Производство строительного гипса. — Завод строительных смесей «ВосЦем»
Строительным гипсом называется воздушное вяжущее вещество, состоящее преимущественно из полуводного гипса. Изготовляют его путем тепловой обработки природного гипсового камня с последующим или предшествующим этой обработке размолом в тонкий порошок.
Разложение двуводного гипса при обжиге происходит по следующему уравнению:
CaSO4*2H20 = CaSO4*0,5H20 + 1,5H20.
Теоретический состав полуводного гипса: 38,63% СаО, 55,16% CO3 и 6,21% Н2О. Обезвоживание двуводного гипса является эндотермической реакцией. Для перевода 1 кг двуводного гипса в полугидрат теоретически требуется затратить 138,6 ккал тепла, а для перевода в ангидрит — 173 ккал. С учетом потерь тепла в производстве практический расход его будет несколько выше теоретического, но все же для получения строительного гипса требуется меньше тепла, чем на изготовление других вяжущих.
Температура обжига строительного гипса находится обычно в пределах 140-180°С, причем под этим понимают температуру обжигаемого материала, а не температуру печного пространства, которая может быть значительно выше.
Заводской строительный гипс, обжигаемый при указанных температурах, наряду с полуводным гипсом содержит некоторое количество растворимого ангидрита. При высокой температуре печного пространства и кратковременном пребывании здесь обжигаемого материала в продукте обжига может оказаться известное количество нерастворимого ангидрита. В некоторых случаях в готовом продукте вследствие недожога возможно присутствие двуводного гипса. Примесь последнего ускоряет схватывание строительного гипса.
Производство строительного гипса в основном состоит из дробления, помола и тепловой обработки деградации (обжига). При одних технологических схемах помол предшествует обжигу, при других следует за ним, иногда помол и обжиг совмещают в одном аппарате.
Дегидратация (обжиг) гипсового камня может осуществляться в варочных котлах, вращающихся печах, аппаратах для совместного помола и обжига, запарочных аппаратах и некоторых других установках. В варочные котлы поступает материал, измельченный до требуемой тонкости помола: во вращающиеся печи — с размером кусков от 10 до 35 мм, в запарочные аппараты — вплоть до 400 мм. В связи с этим в одних случаях требуется лишь предварительное (до обжига) дробление материала, а в других — дробление и тонкое измельчение.
Выбор того или иного обжигательного аппарата зависит от масштабов производства, свойств сырья, требуемого качества готовой продукции и ряда других факторов.
Дробят гипсовый камень главным образом в щековых и молотковых дробилках. Помол гипсового камня при наличии в нем влаги затрудняется. Высушенный, а тем более обожженный гипс размалывается легче, расход электроэнергии в этом случае меньше. При тонком помоле гипсового камня в шаровых мельницах и в некоторых других аппаратах необходима предварительная его сушка, например в сушильных барабанах, так, чтобы содержание влаги не превышало 1%. Целесообразно совместить процесс сушки и помола в одном аппарате, например в шахтной, аэробильной, ролико-маятниковой или шаровой мельнице.
См. далее по теме: Свойства строительного гипса и его применение в строительстве; Сырьевые материалы строительного гипса; Нагревание строительного гипса; Производство строительного гипса; Твердение строительного гипса.
2.3. Технология производства гипсовых вяжущих
Технологический процесс производства гипсовых вяжущих состоит в измельчении гипсового камня (дроблении и помоле) и тепловой обработке (дегидратации). Степень измельчения гипсового камня перед тепловой обработкой определяется типом теплового аппарата. В запарочные аппараты материал подают кусками размером до 400 мм, во вращающиеся печи—10— 35 мм, а в варочные котлы — в виде порошка. Используемые технологические схемы получения гипсовых вяжущих отличаются одна от другой видом и последовательностью основных операций. Наиболее распространенные технологические схемы условно можно представить следующим образом:
Дробление помол варка
Дробление сушка помол варка
Дробление сушка + помол варка
Дробление помол варка помол
Дробление сушка + помол варка помол
Дробление обжиг помол
Дробление обжиг + помол
Дробление запаривание помол
Первые пять схем используют при производстве гипсовых вяжущих в гипсоварочных котлах, тепловая обработка материала в которых носит название варки. Наиболее простая схема 1, но ее применение возможно лишь при сухом сырье. Если влажность сырья превышает 1 %, то перед помолом его необходимо сушить (схема 2). Целесообразно совмещение этих двух операций в одном технологическом аппарате (схема 3). Для улучшения качества продукции желателен вторичный помол полуводного гипса, выходящего из варочных котлов (схемы 4 и 5). Схему 6 используют как при производстве высокообжиговых, так и низкообжиговых гипсовых вяжущих во вращающихся печах, а схему 7 — в аппаратах совмещенного помола и обжига. Схема 8 предназначена для получения гипса повышенной прочности на основе α-модификации полугидрата. Выбор технологической схемы и типа аппарата для тепловой обработки зависит от масштабов производства, свойств сырья, требуемого качества продукции и других факторов.
Производство гипсовых вяжущих в гипсоварочных котлах получило наибольшее распространение (рисунок). Гипсовый камень предварительно дробится в щековой дробилке. Для той же цели могут использоваться молотковые и конусные дробилки. Дробленый материал поступает на помол в шахтную мельницу (или же аэробильную, ролико-маятниковую, шаровую).
Широко применяется шахтная молотковая мельница. Она состоит из размольной камеры и быстровращающегося ротора с дисками, на которых шарнирно укреплены молотки. Над мельницей находится прямоугольная металлическая шахта высотой 9—14 м, а на высоте 1 м от размольной камеры — течка, через которую в мельницу поступает предварительно дробленое сырье. Попадая на вращающийся ротор, оно измельчается в тонкий порошок. В шахтной мельнице может одновременно осуществляться помол и сушка сырья. Это особенно ценно, так как наличие влаги затрудняет помол гипсового камня, а предварительная сушка сырья в отдельном аппарате, например, сушильном барабане, усложняет технологическую схему.
Источником теплоты для сушки материала в шахтных мельницах в большинстве случаев являются отработанные в варочных котлах газы с температурой 350— 500 °С и выше. Непрерывно поступая под ротор мельницы, они уносят с собой продукт помола вверх в шахту, где он подсушивается. При этом процесс саморегулируется— более крупные зерна выпадают из газового потока и снова поступают в мельницу, где повторно измельчаются, а мелкие уносятся в пылеулавливающие устройства. Обычно скорость горячих газов в шахте составляет 4—б м/с. При ее уменьшении помол становится более тонким, при увеличении —- более грубым. Тонкодисперсные частицы, уловленные системой пылеочистки, поступают в гипсоварочный котел.
Гипсоварочный котел — цилиндр с вогнутым сферическим днищем, изготовленный из жароупорной стали и обмурованный кирпичной кладкой. Под котлом находится топка, сводом которой служит днище котла. Внутри котла попарно один над другим проходят металлические жаровые трубы. Продукты сгорания топлива омывают днище котла, затем, проходя по кольцевым каналам, обогревают его боковые стенки, попадая в жаровые трубы, нагревают их, а затем подаются в шахтную мельницу или удаляются через дымовую трубу. В результате обеспечиваются равномерный обогрев материала и полное использование теплоты дымовых газов. Материал в котле перемешивается вертикальным валом с верхней и нижней мешалками.
Предварительно разогретый котел загружают сверху через отверстие в крышке при непрерывной работе мешалки. После загрузки первой порции ожидают признаков «кипения», вызванного выделением паров воды. Затем продолжают постепенно засыпку гипсового порошка и следят, чтобы гипс все время находился в кипящем состоянии.
Продолжительность дегидратации гипсового камня в котлах зависит от их емкости, тонкости помола порошка и т. д. Она колеблется от 50 мин до 2,5 ч. В котлах, например, объемом 12 м3 температура сырья быстро поднимается с 80 до 119°С. Затем, несмотря на поступление теплоты, некоторое время она сохраняется постоянной. Это соответствует периоду выделения из гипса кристаллизационной воды и превращения ее в пар. Бурное кипение материала требует большого расхода теплоты. По мере уменьшения в порошке количества двугидрата теплота начинает расходоваться не только на физико-химические процессы, но и на нагрев образовавшегося полугидрата. Слишком высокая температура (170—180°С) может вызвать вторичное его кипение, обусловленное дегидратацией полуводного гипса. При этом возможна осадка материала, что затрудняет выгрузку его из котла.
По окончании варки материал выгружают в бункер выдерживания для постепенного охлаждения в течение 20—30 мин. Объем бункера обычно вдвое больше объема котла. Выдерживание улучшает качество вяжущего. Оставшийся двугидрат за счет теплоты выгруженного материала переходит в полугидрат. Одновременно под действием паров воды растворимый ангидрит гидратируется до полугидрата. В результате выравнивается состав продукта, снижается его водопотребность и повышается качество.
Получаемый в варочных котлах продукт в основном состоит из -полугидрата. Однако содержание в нем α-полугидрата можно повысить подачей в варочный котел небольших количеств солей, например 0,1 % NaCl. Раствор соли снижает упругость пара у поверхности зерен, в итоге ускоряется процесс варки и повышается качество продукта. Содержание α -полугидрата повышается также в котлах большой вместимости, так как в них растет высота слоя материала и затрудняется удаление поды.
Производительность наиболее перспективного варочного котла СМЛ-158 вместимостью 15,2 м3 составляет 8,5 т/ч. Удельный расход условного топлива на 1 т гипса составляет 52 кг при использовании твердого топлива и 40 кг при использовании газа и мазута. Удельный расход электроэнергии 105—110 МДж.
На многих заводах процесс варки гипса в котлах автоматизирован. Загрузка котла сырьем до определенного уровня, поддержание заданной температуры гипса в конце варки, перемещение выгрузочного шибера выполняются соответствующими исполнительными механизмами. В результате сокращаются затраты ручного труда, уменьшается вероятность перегрева обечаек и днищ котлов, стабилизируется процесс варки и повышается качество продукции.
Заполнение котла гипсом контролируется сигнализатором уровня. Сигнал датчика передается на электродвигатель шнека-загрузчика и отключает его. Режим варки и конечная температура гипса контролируются манометрическим термометром или термометром сопротивления. При достижении заданной температуры гипса подается сигнал на включение электродвигателя привода шибера котла. Включение двигателя для работы по закрытию шибера происходит с помощью реле времени. Реле настраивают на подбираемое опытным путем время, достаточное для полного опорожнения котла. После закрытия шибера подается сигнал на включение шнека-загрузчика котла, и цикл повторяется.
Варочные котлы отличаются простотой обслуживания, удобством регулирования и контроля режима обжига. Обрабатываемый в них материал с пламенем и дымовыми газами не соприкасается и не загрязняется золой. Однако варочным котлам присущи и некоторые недостатки: периодичность работы, быстрая изнашиваемость днища и обечаек котлов, сложность улавливания гипсовой пыли.
Дальнейшим усовершенствованием гипсоварочных котлов является перевод их с периодического режима работы на непрерывный. Тонкомолотый гипс загружают в котел непрерывно ниже уровня поверхности обрабатываемого материала. Образующийся в процессе варки полугидрат имеет меньшую плотность, поэтому он вытесняется из нижней зоны непрерывно поступающим в котел сырым гипсовым порошком. Поднимаясь, полугидрат доходит до окна в боковой стенке котла и самотеком поступает в бункер выдерживания. Производительность таких котлов в 2—3 раза выше, чем котлов периодического действия. Однако конструктивная сложность снижает надежность их работы и ограничивает распространение.
Производство гипса во вращающихся печах достаточно широко распространено в отечественной и зарубежной практике. Вращающаяся печь — наклонный металлический барабан, по которому медленно перемещается дробленый гипсовый камень с размером кусков до 35 мм. Для обжига гипса на полугидрат используют печи длиной до 8—14 м и диаметром 1,6—2,2 м. Топливо сжигают в специальной топке. Между топкой и печью часто помещают смесительную камеру, в которой во избежание пережога продукта температура выходящих из топки газов несколько понижается за счет смешения их с холодным воздухом. Скорость движения горячих газов в печи 1—2 м/с. Превышение этих пределов вызывает сильный унос мелких частиц полугидрата.
Обжиг производят по методу как прямотока, так и противотока. Температура поступающих в печь горячих газов при прямотоке должна быть 950—1000 °С, при противотоке — 750—800 °С. При прямотоке достигается более равномерный обжиг гипса и, следовательно, лучшее его качество. При этом происходит своеобразное саморегулирование процесса обжига: мелкие, быстро дегидратирующиеся частицы транспортируются газами в холодный конец печи тем быстрее, чем меньше их размер и больше скорость газов. Однако при прямотоке выше расход топлива.
При обжиге во вращающихся печах необходимо создавать однородность размеров кусков сырья, поступающего на обжиг, и их сохранность при тепловой обработке. В зависимости от времени нахождения материала в печи определяют предельно допустимый размер кусков. Так, куски размером 40 мм должны находиться в печи 1,5—2 ч. Выходящий из ночи горячий материал направляют в бункера выдерживания или сразу подвергают помолу.
Производство гипсовых вяжущих во вращающихся печах может быть интенсифицировано улучшением теплообмена между теплоносителем и гипсовым камнем и увеличением коэффициента загрузки обжиговых агрегатов. Такая модернизация позволяет увеличить производительность печей, улучшить режим обжига гипсового камня, повысить однородность состава готового продукта и его качество, а также снизить затраты топлива и потери теплоты с отходящими газами.
Производительность вращающейся печи зависит от объема внутренней части, угла наклона и частоты вращения печи, температуры и скорости движения газов, качества сырья и других факторов и составляет 125— 250 кг обожженного гипса в час на 1 м3 объема печи. Производство гипсовых вяжущих во вращающихся печах позволяет выпускать более дешевый гипс при меньших капитальных затратах. Полученный гипс имеет более высокие прочностные показатели, чем при использовании варочных котлов. Он отличается пониженной водопотребностью (48—57%), что позволяет на 20—25 % снизить его расход при приготовлении растворов и бетонов. Непрерывно действующие вращающиеся печи обеспечивают компактность технологической схемы, позволяют автоматизировать процесс. Однако их недостатком являются трудность регулирования процесса, необходимость обеспечения стабильности технологических параметров, а также повышенный пылеунос.
Двухступенчатая тепловая обработка (сушка и варка) усложняет производственный процесс. Хотя при сушке гипсовый камень частично дегидратируется, содержание гидратной воды в сырье остается высоким, и для перевода в полугидрат его необходимо доваривать в варочном котле.
В последние годы получил распространение совмещенный помол и обжиг гипсовых вяжущих, когда тепловая обработка происходит в самом помольном агрегате в результате интенсивного теплообмена между горячими газами и измельчаемым материалом. У мельницы дополнительно сооружается предтопок, в котором сжигается топливо и в мельницу поступают газы с температурой 700—800°С. Расход условного топлива при этом составляет 40—50 кг на 1 т вяжущего. Мельницы снабжают сепараторами проходного тина, после которых измельченный и дегидратированный продукт поступает в пылеуловители.
Схемы производства при совмещенном помоле и обжиге отличаются главным образом используемым типом мельниц (шахтные, шаровые, аэробильные), а также тем, что в одних случаях мельницы работают с однократным использованием теплоносителя, а в других— с возвратом в мельницу части газов после пылеочистки. Применение рециркуляции газов повышает расход электроэнергии, но снижает расход топлива. Один из вариантов производства гипсовых вяжущих при совмещении их помола и обжига представлен на рисунке.
Гипсовый камень проходит две стадии дробления в щековой и молотковой дробилке и в виде частиц размером 10—15 мм поступает в шаровую мельницу, куда также подаются дымовые газы из предтопка. Дегидратированный в процессе измельчения материал выносится газовым потоком в сепаратор, где из него отделяются крупные частицы, и возвращаются в мельницу. Тонкие фракции гипса улавливаются в пылеосадителях, после чего очищенные газы выбрасываются и атмосферу. Производственный цикл при получении гипсовых вяжущих в мельницах совмещенного помола и обжига — самый короткий, и число агрегатов — минимальное. Достоинство таких установок— их компактность и высокая производительность. Однако вследствие кратковременности воздействия газов наиболее крупные частицы не успевают полностью дегидратироваться, а часть мелких частиц пережигается, в результате полученное вяжущее быстро схватывается и имеет пониженную прочность.
Получение гипсовых вяжущих α-модификации в среде, насыщенной паром. Тепловая обработка гипсового камня в варочных котлах, вращающихся печах и мельницах происходит при атмосферном давлении; кристаллизационная вода удаляется из гипсового камня в виде пара и в результате продукт тепловой обработки состоит в основном из -CaSO40,5H2O. Для получения гипса повышенной прочности, состоящего в основном из α-полугидрата, необходимо создать такие условия, чтобы кристаллизационная вода удалялась из двуводного гипса в капельно-жидком состоянии. Известны два основных способа получения гипса повышенной прочности:
1) автоклавный, основанный на обезвоживании гипсового камня в герметических аппаратах в среде насыщенного пара под давлением выше атмосферного;
2) тепловая обработка в жидких средах, т. е. обезвоживание гипса кипячением в водных растворах некоторых солей.
Автоклавный способ получения гипсовых вяжущих может быть реализован в различных аппаратах. Запарочный аппарат представляет собой герметичный вертикальный металлический резервуар с люками и затворами для загрузки и выгрузки материала. В нижней части аппарата имеется обезвоживающее сито, через которое стекает конденсат, а при продувании отводятся топочные газы. Пар подается в аппарат сверху в перфорированную трубу, размещенную в центре. Запарник загружают гипсовым камнем размером 15—40 мм и обрабатывают его насыщенным паром под давлением 0,23 МП а при 114°С в течение 5—8 ч. Затем в том же аппарате материал сушат газами с температурой 120—160°С в течение 3—5 ч. Высушенный материал размалывают. Недостатки этого способа: неравномерность сушки, высокий расход топлива и энергии.
Получило распространение также производство высокопрочных гипсовых вяжущих способом «самозапаривания», при котором избыточное давление создается за счет испарения из гипсового камня части гидратной воды. Дробленый гипсовый камень загружают в герметически закрываемый вращающийся «самозапарник», куда подают топочные газы с температурой около 600°С. Проходя по находящимся внутри аппарата трубам, эти газы нагревают материал. В результате двуводный гипс разлагается, и выделяющаяся вода создает в аппарате избыточное давление. Дегидратация гипса протекает в паровой среде под давлением 0,23 МПа в течение 5—5,5 ч. Излишки пара периодически сбрасываются. После запаривания материал в этом же. аппарате сушат, снижая для этого давление до 0,13 МПа в течение 1,5 ч, а затем до атмосферного. Общая продолжительность цикла 12—14 ч. Полученный продукт измельчают в мельницах.
Известно производство гипса повышенной прочности запариванием в автоклаве гипсового камня размером 300—400 мм (70 % общего количества камня) и 100— 250 мм (остальные 30%). Запаривание осуществляют в течение 6 ч, доводя давление пара в автоклаве до 0,6 МПа. По окончании запаривания давление пара в течение 1,5 ч снижают до атмосферного. Затем гипсовый камень подвергают сушке при закрытых крышках автоклавов 7 ч, при открытых крышках 10 ч и охлаждают 4 ч. Общий цикл запаривания и сушки гипсового камня составляет 28—30 ч. Выгруженный из автоклава продукт размалывают. Гипсовые вяжущие, получаемые в среде, насыщенной паром, отличаются большей мономинеральностью структуры, более крупной и правильной кристаллизацией, меньшей водопотребностью и повышенной прочностью. Поэтому в практике их называют высокопрочным гипсом.
Получение гипсовых вяжущих варкой в жидких средах. Относительно низкая температура перехода двуводного гипса в полуводный дает возможность получить высокопрочные гипсовые вяжущие тепловой обработкой порошка двугидрата в открытых емкостях в растворах некоторых солей, поскольку температура кипения растворов при атмосферном давлении выше температуры дегидратации гипса. В жидкой среде происходит интенсивная передача теплоты от солевого раствора к частицам гипса, что ускоряет химические реакции. Получаемый продукт однороден по составу и состоит преимущественно из α-полугидрата. В качестве жидких сред применяют водные растворы солей СаС12, MgCl2, MgSO4, Na2CО3, NaCl и др. Продолжительность варки в зависимости от вида раствора и его концентрации составляет 45—90 мин. Полученный таким образом полуводный гипс отцеживают или отделяют от жидкой среды центрифугированием, промывают до полного удаления солей и сушат при 70—80 °С, затем материал размалывают в порошок.
Возможно также получение гипсового вяжущего повышенной прочности кипячением молотого гипсового камня в воде с добавкой 1,5—3 % поверхностно-активных веществ (сульфитно-дрожжевой бражки, асидола, мылонафта). Температура кипения такого раствора 128—132 °С, время варки 70—90 мин.
Варка в жидких средах позволяет получить продукт высокого качества и сократить длительность производственного цикла, однако необходимость отделения гипса от солевого раствора и дополнительная операция сушки усложняют технологический процесс.
Производство гипсовых вяжущих из отходов химической промышленности. Рост объемов гипсосодержащих отходов химической промышленности повышает актуальность их переработки в гипсовые вяжущие. Наиболее крупнотоннажный вид отходов — фосфогипс. Переработка его на гипсовые вяжущие усложняется наличием в нем до 5—7 % примесей фосфора, фтора, кремния и долей процента редкоземельных элементов, главным образом лантанидов, а также повышенной влажностью. Наиболее отрицательно влияют фосфаты, соединения фтора и редкоземельных элементов. Они или входят в кристаллическую решетку полугидрата, или образуют на поверхности его кристаллов труднорастворимые пленки, тормозящие гидратацию вяжущего. Поэтому гипсовое вяжущее высокого качества -модификации может быть получено из фосфогипса только после многократной предварительной отмывки водорастворимых и нейтрализации остальных примесей.
Если фосфогипс содержит более 0,5 % водорастворимого Р2О5, то предварительная промывка необходима и при переработке его в α-модификацию полугидрата. Если же содержание примесей меньше, то пульпа с соотношением жидкое : твердое 1 подается в автоклав, где производится гидротермальная обработка при температуре 150—175°С и давлении 0,4—0,7 МПа. Дегидратация фосфогипса и последующая кристаллизация α-полугидрата сопровождаются удалением из продукта примесей, входящих в кристаллическую решетку CaSO4-2H2O. После гидротермальной обработки твердая фаза α-полугидрата отделяется на вакуум-фильтре. Корж с влажностью около 10 % сушится в сушильном барабане и размалывается в мельнице. Разработана также непрерывная технология гидротермальной переработки фосфогипса в высокопрочное гипсовое вяжущее или супергипс (α-полугидрат) (рисунок), при которой вредные примеси во время перекристаллизации гипса связываются дополнительными компонентами, вводимыми в технологический процесс, а размеры кристаллов полугидрата регулируются органическими и неорганическими добавками.
Фосфогипс подается в репульпатор, где смешивается с водой и добавкой регулятора кристаллизации до соотношения Ж:Т = 1 с учетом влажности фосфогипса. Пульпа перекачивается насосом в расходную емкость, где нагревается до 60—70 °С. Отдельно готовят комбинированную добавку, смешивая в специальной емкости с пропеллерной мешалкой портландцемент и активную минеральную добавку с водой до соотношения Ж:Т = 4—5:1. Комбинированная добавка и пульпа фосфогипса насосом одновременно накачиваются в автоклав, где происходит гидротермальная обработка в течение 35—45 мин при давлении 0,4—0,7 МПа и температуре 150—175°С. В процессе ее суспензия непрерывно перемешивается мешалкой. Из автоклава водно-полугидратная пульпа подается в холодильник, а после охлаждения до 98—100°С — на вакуум-фильтр. Из пульпы отжимается вода, и остается лепешка влажностью 10—15%. Она поступает в сушильный барабан, где сушится топливными газами при температуре 400— 500 °С. Материал собирается в бункере, из которого потом направляется в шаровую или вибрационную мельницу.
Технология производства строительного гипса курсовая 2010 по технологии
Введение Основные понятия о минеральных вяжущих веществах, их значения для народного хозяйства. Существует значительное количество разнообразных вяжущих. Однако в строительстве применяется лишь часть их них. Их называют строительными вяжущими веществами. Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковидные материалы, которые после смешивания с водой образуют массу, постепенно затвердевавшую и переходящую в камневидное состояние. Строительные материалы делят на две группы: неорганические (минеральные), главнейшие из которых — портландцемент и его разновидности, известь гипс и другие, и органические, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы, дегти), называемые черными вяжущими. Строительные материалы сыграли большую роль в развитии культуры и техники. Без них невозможно было бы возведение зданий и сооружений. Одно из первых мест среди строительных материалов занимают вяжущие вещества, которые являются основой современного строительства. Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в определенной последовательности. Вяжущие вещества — основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких). Из бетонов изготовляют все возможные строительные изделия и конструкции, в том числе армирование сталью (железобетонные, армосиликатные и др.) Из бетонов на вяжущих веществах возводят отдельные части зданий и целые сооружения (мосты, плотины и т.п.). Примерно за 4-3 тыс. лет до н.э. появились вяжущие вещества получаемые искусственно – путем обжига. Первым из них был – строительный гипс, получаемый обжигом гипсового камня при сравнительно невысокой температуре 413-463К. Гипсовыми вяжущими веществами называют порошковидные материалы, состоящие из полуводного гипса и получаемое обычно тепловой обработкой двуводного гипса в пределах 105-2000С.Гипс по условиям тепловой обработки, скорости схватывания и твердения делят на 2 группы: низкообжиговые и высокообжиговые. Низкообжиговые вяжущие быстро схватываются и твердеют; состоят они главным образом из полуводного гипса, полученного тепловой обработкой гипсового камня при t 383-4530С. К ним относятся строительный (алебастр) формовочный высокопрочный (технический) и медицинский гипс, а также гипсовые вяжущие из гипсосодержащих материалов. Высокообжиговые медленно схватываются и твердеют, состоят преимущественно из безводного сульфата кальция, полученного обжигом при температуре 873-1173К. К ним относятся ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент), высокообжиговый гипс (эстрих- гипс) и отделочный гипсовый цемент. По разнообразии. Объектов применение одно из первых мест среди вяжущих занимает гипс. Применение гипсовых материалов и изделий способствует экономии топлива, цемента, снижению трудоемкости и стоимости строительства. Гипс применяется в качестве штукатурного материала, для изготовления орнаментальных украшений и при отделке зданий. Кроме того, используют для изготовления гипсобетонных прокатных перегородок и перегородочных плит. К сожалению, производство и применение гипсовых изделий в строительной промышленности Кыргызстана по сравнению с другими странами – дальнего и ближнего зарубежья находится еще в самом зачаточном состоянии. В Кыргызстане имеется колоссальный запас гипсового камня, но они почти не используются в промышленности строительных материалов. дегидратации оставшегося двугидрата и связывания освобождающейся воды растворимым ангидритом. Для получения строительного гипса высоко качества во вращающихся барабанах следует обжигать дробленный гипсовый камень с однородным размером частиц. В противном случае происходит неравномерный обжиг материала: мелкие зерна пережигаются вплоть до образования нерастворимого ангидрита, а внутренняя часть крупных зерен остается в виде неразложившегося двугидрата. В практических условиях загружают в печь материал с размером зерен до 0,035м, а зерна размером менее 0,01м отсеивают. Пылевидные частицы образуются в печах вследствие истирания материала при движении в процессе дегидратации, особенно при обжиге более мягких пород гипсового камня. Эти частицы уносятся потоком газов и быстрее проходят через печь, однако часть из них успевает все же полностью дегидратироваться. Желательно обжигать раздельно фракции 0,01-0,2 и 0,02-0,035м. Отсеянную фракцию с размером зерен менее 0,01м можно использовать после дополнительного помола для производства строительного гипса и варочных котлах или для получения сыромолотого гипса, применяемого для гипсования солонцовых почв. Длина применяемых для обжига гипса вращающихся печей 8-14м, диаметр 1,6 и 2,2м; производительность их соответственно 5-15т/ч; угол наклона барабанов 3-50; число оборотов 2-5об/мин; расход условного топлива 45-60кг на 1т готового продукта. Вращающиеся печи являются непрерывно действующими установками, обусловливающими компактную технологическую схему. Во вращающихся печах обжигается дробленый гипсовый камень более крупных размеров, чем в варочных котлах, где он хуже перемешивается. Тем не менее, во вращающихся печах при тщательной подготовке материала, правильно подобранных оптимальных условиях обжига и последующего помола обожженного продукта практически можно получить строительный гипс высокого качества. На рис. 1 представлена технологическая схема производства строительного гипса с обжигом во вращающихся печах. Рис. 1 Совмещенный помол и обжиг гипса. Двойная термическая обработка (сушка и варка) даже при совмещении процесса сушки и помола усложняет производственный процесс. В мельнице наряду с помолом и сушкой гипс в некоторой степени дегидратируется. Однако содержание гидратной воды остается еще высоким, вследствие чего требуется доваривать гипс в варочном котле для полного превращения его в полугидрат. Известны схемы производства строительного гипса, при которых окончательная дегидратация гипса до полугидрата производится в самом помольном аппарате. В этом случае температура поступающих в мельницу дымовых газов должна быть более высокой 873-1073К, чем просто при совместной сушке и помоле. Температура же отходящих из установки газов 382-423К. расход условного топлива 40-50кг на 1т строительного гипса. Установки для обжига в процессе помола отличаются компактностью. Технологические схемы производства при совмещенном помоле и обжиге отличаются друг от друга главным образом помольными аппаратами (шахтные, шаровые, аэробильные мельницы), а также тем, что в одних случаях мельницы работают с однократным использованием теплоносителя, а в других-с возвратом в мельницу части газов после пылеосадительных аппаратов. Применение рециркуляции газов повышает расход электроэнергии, но уменьшает расход топлива. В установку по совмещенному помолу и обжигу (где обжиг, по существу, происходит во взвешенном состоянии) вследствие повышенной температуры и быстрого обжига наблюдается появление в тонких фракциях и поверхностных слоях крупных частиц растворимого ангидрита, а в центральных слоях этих частиц двуводный гипс остается недегидратированным. Конечный продукт быстро схватывается, в результате чего требуется вводить замедлители. Характеристика сырья Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служит природный ангидрит (СаSO4) в основном природный гипс (СаSО2*2Н2О), а также гипсосодержащие отходы химической промышленности. Природный гипс (гипсовый камень) имеет осадочное происхождение. Состав химически чистого двуводного гипса: 32,56% СаО, 46,51% SO3 и 20,93% Н2О. это минерал белого цвета, обычно содержащий некоторе количество примесей глины, известняка. Двуводный гипса является мягкими минералом твердость его по шкале Мооса равна. Плотность составляет 2200-2400кг/м3. Примеси известняка являются балластом в производстве строительного гипса, так как последний обжигаются при температуре ниже температуры диссоциации углекислого кальция. Влажность гипсового камня составляет 3-5% и более. Природный ангидрит — горная порода осадочного происхождения, состоящая из СаSО4. Под действием грунтовых пород вод ангидрит медленно гидратируется и переходит в двуводный гипс, поэтому обычно содержит 5-10% и более двуводного гипса. Ангидрит порода более плотная и прочная, чем двуводный гипс. Его истинная плотность 2,9-3,1г/см3. чистый ангидрит белого цвета, но в зависимости от содержания в ней примесей имеет различные оттенки. Отходы химических производств – это дополнительный источник сырья для производства гипсовых вяжущих и рационально используют в качестве побочных продуктов химической промышленности – фосфогипса, борогипса, фторогипса и др. Кыргызстан богата месторождениями самых разнообразных строительных материалов. Среди них имеется месторождения гипсовых камней таких как Ак-Белекское, Джергаланское, Караванское, Боомское. А-расход сырья с учетом примесей, влажности и технических потерь; Пг- годовая производительность завода по готовой продукции (по заданию). Пс=100000*1,25=125000 т/год Суточный расход сырья (гипсового камня): Пгод=125000 т/год Псут. =125000/365=34246,6 т/сут Псм=34246,6/3=114,15 т/смену Пчас. обжиг=125000/8760=14,26 т/час Материальный баланс Наименование материала Расход, в т в год в сутки в смену в час Гипсовый камень 125000 34246,6 114,15 14,26 Производительность Гипс 100000 273,9 91,3 11,4 Производительность Производительность дробильного отделения: Пг. др.=125000 т/год Псут. др.=125000/Ср=125000/251=498 т/сут Псм. др.=Псут./2=498/2=249 т/смену Пчас=Пг/Вр=125000/4016=31,12 т/час Производительность цеха обжига: Пг=100000 т/г Псут=100000/Ср=100000/365=273,9 т/сут Псм=Псут/3=273,9/3=91,3 т/смену Пчас=Пг/Вр=100000/8760=11,41 т/час Производительность помола: Пг=100000 т/год Псут=Пг/365=273,9 т/сут Псм=Псут/3=91,3 т/см Пчас=Пг/8760=100000/8760=11,41 т/час Производительность цеха или завода Наименование цеха или завода Производительность, в т в год в сут В смену в час Дробильное отделение Цех обжига Цех помола 125000 100000 100000 498 273,9 273,9 249 91,3 91,3 31,12 11,41 11,41 Расчет и подбор оборудования Склады сырьевых материалов Склады кусковых сырьевых материалов сооружается и эксплуатирует в соответствии с нормами хранения, а также с нормами технологического и строительного проектирования промышленных предприятий. Расчет склада производится в следующей последовательности: 1. при выборе типа склада необходима увязка размеров склада и ее расположение с генеральным планом завода. 2. Размеры склада зависят от его типа и формы штабеля, а также схемы механизации. Площадь и емкость склада определяются по следующим формулам: F= Где Vn- потребная емкость склада (в м3) для данного материала; Нn- максимальная высота штабеля ориентировочно составляет 8-12м штабеля с учетом выбранной механизации, при схемах с механизмами, имеющими грейфер: F=1945/0,87*11=203,23м2 = 12 х18м, Vn=100000*1,25*7/365*0,9*1,38=1930м3 Бункера сыпучих материалов Бункером называется саморазгружающаяся емкость, предназначенная для приема и хранения сыпучего материала (известняка, гипса, активных минеральных добавок, шлака и т.д.). Глубина вертикальной части бункера не должна превышать его максимальный размер в плане более чем в полтора раза. Нижняя часть бункера выполняется в виде воронки, которая может быть квадратной, круглой или прямоугольной. Коэффициент заполнения бункера 9 Инерционный грохот 10 Силоса h=25 V=1256м3 8 Описание технологической схемы Технологические схемы. Технологический процесс в цехах с вращающимися печами можно выразить следующей сокращенной схемой: дробление обжиг размол. Ниже дается описание технологического процесса производства строительного гипса с применением двух вращающихся печей. Гипсовый камень, доставляемый автомашиной, разгружается в приемный бункер, из которого пластинчатым питателем направляется в щековую дробилку. Гипсовый щебень из щековой дробилки направляется транспортером в бункер, расположенный над молотковой дробилкой. При переработке гипсового камня, не требующего дробления в щековой дробилке, имеется возможность его подать в бункер, минуя щековую дробилку. Питание молотковой дробилки осуществляется ленточным питателем продукт дробления подается элеватором на инерционный грохот , которым разделяется на фракции 0-2 и 2-25мм. Фракция 0-2мм используется в качестве гипсового удобрения, а печью и частично на технологическую линию №2. Две вращающиеся печи, работающие по прямотоку, равномерно питаются щебнем с помощью тарельчатых питателей. Время нахождения материала, в печи 45-50мин. В печь поступает продукты сгорания природного газа, разбавленные воздухом до 900-11000С, которые выходят из печи, имея температуру 170-1800С. Для очистки газов от пыли установлен циклон и электрофильтр. Тяга в системе топка – печь – циклон – электрофильтр создается дымососом. Обожженный материал подается в емкости над двух — камерными шаровыми мельницами, для питания которых служит тарельчатые питатели. Готовое вяжущее транспортируется на склад пневмотранспортом с использованием насосов. Контроль производства и качества выпускаемой продукции Контроль производства гипсовых вяжущих разделяется на оперативный и технологический. Оперативный контроль обеспечивает установленные технологические нормативы, заданный уровень качества готовой продукции на отдельных участках производства и установленные режимы работы оборудования. Этот контроль осуществляется в основном обслуживающим персоналом. При обжиге гипса контролируют параметры режима и работу оборудования. За параметрами работ печей наблюдает обжигальщик гипса по показаниям контрольно – измерительных приборов. При обжиге кускового гипса обжига проверяют визуально по излому обожженного щебня. Окончательное заключение о качестве обжига дает лаборатория. Технологический контроль имеет целью управления производством в целом, обеспечение заданного уровня качества продукции, а также совершенствовании технологии производства и выполняется заводской лабораторией. Она же контролирует свойства гипсовых вяжущих; сроки схватывания, марки, степень помола, нормальную густоту, объемное расширение, содержание примесей и гидратной воды. В зависимости от качества строительный гипс разделяется на три сорта. Он должен соответствовать следующим требованиям: тонкость помола (остаток на сите с сеткой №02), % по весу составляет не более: для первого сорта – 15, для второго – 20, для третьего -30. предел прочности при сжатии образцов в возрасте 1,5г равен, кг/см2: для первого сорта-53, для второго-45, для третьего-35 начало схватывания составляет не менее 4, а конец — не менее 6 и не более 30мин после начала затвердевания гипсового теста. время от начало затвердевания гипсового теста до конца кристаллизации должно быть не менее 12 мин. Добавка в гипс 5% извести улучшает основные свойства затвердевшего гипса (прочность, водо – морозостойкость, текучесть под нагрузкой) и ускоряет сушку. В качестве добавок можно использовать смесь декстрина и растворимого стекла при этом гипс приобретает повышенную водостойкость и прочность. Строительный гипс отгружается без тары, навалом и транспортируется в закрытых автомашинах. При перевозке он должен быть защищен от увлажнения и загрязнения. Гипс следует хранить, на закрытых сухих складах (в закромах), имеющих прочный настил и защищенных от увлажнения (пара, грунтовых вод и атмосферных осадков), а также от загрязнения пылью. Пол в складских помещениях должен быть поднять над уровнем земли не менее чем на 30см. Высота штабеля 2м. Гипс не рекомендуется хранить продолжительное время, так как в результате взаимодействия с парами воды, содержащимися в воздухе, его активность постепенно снижается. Предельный срок хранения материала 2,5-3 месяца. Автоматизация производства и техника безопасности на гипсовых заводах Современные предприятия гипсовой промышленности, как правило, высоко механизированы. Широкое применение на заводах транспортеров, элеваторов, шнеков, мелющих и других механизмов, образующих связанные транспортные системы значительной протяженности, вызывает необходимость соблюдения определенной последовательности включения и выключения отдельных механизмов. Это требует автоматизации производства. бункер выдерживания. После выпуска гипса индикатор нижнего уровня включает соответствующее. Гипсокартон Гипсокартон — это строительно-отделочный материал, применяемый для облицовки стен, устройства межкомнатных перегородок, подвесных потолков, огнезащитных покрытий конструкций, а также для изготовления декоративных и звукопоглощающих изделий. Торцевые кромки листов имеют прямоугольную форму и при устройстве шва с них необходимо снимать фаску (примерно на 1/3 толщины листа). Условное обозначение гипсокартонных листов состоит из: буквенного обозначения вида листа; обозначения группы листа; обозначения типа продольных кромок листа; цифр, обозначающих номинальную длину, ширину и толщину листа в миллиметрах; обозначения стандарта. Пример условного обозначения обычного гипсокартонного листа группы А, с утоненными кромками, длиной 2500 мм, шириной 1200 мм и толщиной 12,5 мм: ГКЛ-А-УК-2500×1200×12,5 ГОСТ 6266-97. Прочность Оценка прочности гипсокартона при изгибе проводится по результатам испытаний нескольких образцов (3 продольных и 3 поперечных) от партии. Испытания проводятся на образцах шириной 400 мм, установленных на опорах с пролетом L = 40×S, где S — толщина листа. Результаты испытаний (среднее арифметическое) должны соответствовать данным таблицы. Толщина листов, мм Разрушающая нагрузка, Н (кгс), не менее Прогиб, мм, не более для продольных образцов для поперечных образцов для продольных образцов для поперечных образцов до 10 450 (45) 150 (15) — — от 10 до 18 (включ.) 600 (60) 180 (18) 0,8 1,0 свыше 18 500 (50) — — — Прочность листов, выпускаемых, превышает минимально допустимые значения. Например, для листов толщиной 12,5 мм разрушающая нагрузка для продольных образцов иногда составляет 730 Н. минеральный вяжущий гипс обжиг Вид листа Масса 1 кв. м, кг S — номинальная толщина листа в мм ГКЛ не более 1,0×S КЛО, ГКЛВ, ГКЛВО от 0,8×S до 1,06×S Масса обычного листа, размерами 2500×1200×12,5 мм (3 м²) составляет около 29 кг. Пожарно-технические характеристики Гипсокартонные листы ГКЛ, ГКЛВ, ГКЛО, ГКЛВО относятся к группе горючести Г1 (по ГОСТ 30244), к группе воспламеняемости В3 (по ГОСТ 30402), к группе дымообразующей способности Д1 (по ГОСТ 12.1.044), к группе токсичности Т1 (по ГОСТ 12.1.044). Транспортировка и хранение. Транспортируют гипсокартон всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта, в пакетированном виде. Пакет формируется из листов одной группы, типа и размера, уложенных плашмя на поддоны или прокладки, изготавливаемые из дерева или гипсокартонных полос и других материалов, как правило, с обвязкой стальной или синтетической лентой и упаковкой в термоусадочную полиэтиленовую пленку. Транспортировка и хранение гипсокартона требует соблюдения некоторых правил: • габариты транспортного пакета (с поддоном или прокладками) не должны превышать 4100×1300×800 мм, масса — не более 3000 кг; • штабель, сформированный из пакетов, при хранении должен быть не выше 3,5 метров; • при перевозке транспортных пакетов в открытых железнодорожных и автомобильных транспортных средствах пакеты должны быть защищены от увлажнения; • при погрузочно-разгрузочных, транспортно-складских и других работах не допускаются удары по листам; хранить ГКЛ следует в закрытом сухом помещении с сухим или нормальным влажностным режимом раздельно по видам и размерам. Производство и состав. Технологический процесс изготовления гипсокартона включает формирование на конвейере непрерывной плоской полосы с сечением заданной формы (требуемой толщины и типа боковых кромок), шириной 1200 мм, состоящей из двух слоев специального картона с прослойкой из гипсового теста с армирующими добавками, при этом боковые кромки полосы завальцовываются краями картона (лицевого слоя). После «схватывания» гипса, происходит резка полосы на отдельные листы, а также сушка, маркировка штабелирование и упаковка готовой продукции. Для формирования сердечника применяется гипс, который обладает в качестве стройматериала исключительными физическими и техническими свойствами. Материалы на основе гипса обладают способностью дышать, то есть поглощать избыточную влагу и выделять ее в окружающую среду при недостатке. Гипс — это негорючий, огнестойкий материал, он не содержит токсичных компонентов и имеет кислотность, аналогичную кислотности человеческой кожи, его производство и использование не оказывает вредного влияния на окружающую среду. Для достижения необходимых показателей
Технология производства высокопрочного гипса
Современное производство строительных материалов
В зависимости от характера тепловой обработки все известные способы производства высокопрочного гипса разделяют на автоклавные, основанные на обезвоживании гипса в среде насыщенного пара под давлением выше атмосферного в герметических аппаратах, и на термообработку в жидких средах, когда гипс обезвоживается в процессе кипячения в водных растворах некоторых солей при атмосферном давлении. При автоклавном способе производства с тепловой обработкой сырья в автоклаве, а сушкой продукта в сушильном барабане природный гипсовый камень дробится в щебенку с размерами кусков 10-50 мм и загружается в автоклав, представляющий собой вертикально установленный стальной цилиндрический резервуар с термостойкой облицовкой для предотвращения потери тепла. В верхней части резервуара имеется герметически закрывающийся люк для загрузки гипсовой щебенки. Здесь же расположен патрубок для пара и штуцер для термометра. Внизу автоклава имеется сферическая открывающаяся крышка, на которой расположена решетка, на которой находится щебенка в процессе пропаривания. Под этой решеткой скапливается конденсат, выпускаемый из автоклава через штуцер. Автоклав с помощью кронштейнов может крепиться к перекрытию. Над автоклавом обычно располагают бункер с готовой гипсовой щебенкой, которая загружается в люк но специальной течке или матерчатому рукаву. После загрузки автоклав герметизируется и в него подается насыщенный пар для термообработки сырья под давлением 0,13 МПа при температуре 124°С. Тепловая обработка при таких параметрах пара и крупности гипсовой щебенки 10-50 мм длится в течение 5,5-6 час. В это время происходит дегидратация гипсового камня и выделение кристаллизационной воды и жидком состоянии. Образующийся полугидрат имеет вид хорошо оформленных крупных кристаллов. В процессе теплообработки конденсат периодически удаляется из автоклава по мере накопления, но так, чтобы горячая вода в известном количестве постоянно находилась в автоклаве под решеткой. Технологическая схема получения высокопрочного гипса представлена на рис. 3.4. Если тепловая обработка гипсового камня в варочных котлах и мельницах производится при атмосферном давлении и получаемый продукт состоит преимущественно из fi-CaS04 – 0,5ЩО, то для получения гипса повышенной прочности, состоящего в основном из а-полугидрата, необходимо создать такие условия, чтобы кристаллизационная вода удалялась из двуводного гипса в капельно-жидком состоянии. Это достигается обезвоживанием гипсового камня либо в герметических аппаратах в среде насыщенного пара под давлением выше атмосферного, либо кипячением в водных растворах некоторых солей, температура кипения которых не ниже температуры дегидратации гипсового камня.
Какую сетку выбрать для забора и ее виды
Заборы из сетки сегодня являются одними из самых востребованных на строительном рынке. Такой тип ограждений можно считать универсальным. Его используют в частном загородном строительстве, в городском и коммерческом секторе, на …
Технология производства высокообжиговых гипсовых вяжущих веществ
Гипсовые вяжущие материалы, воздушные вяжущие материалы, получаемые на основе полуводного сульфата кальция либо безводного сульфата кальция (ангидритовые вяжущие). По условиям термической обработки, а также по скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие материалы делятся на 2 …
Кровельные и гидроизоляционные материалы на битумной основе
Материалы, предназначенные для предохранения конструкций и инженерных сооружений от действия воды, называют гидроизоляционными. В зависимости от применяемого вяжущего гидроизоляционные мате-риалы подразделяют на битумные, дегтевые и полимерные. По способу нанесения их …
Продажа шагающий экскаватор 20/90
Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788
Технологии производства гипсовых вяжущих материалов из фосфогипса Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»
академша В. Лазаряна проводяться дослщження в галузi розробки модифшованого тноскла з полiпшеними фiзико-механiчними властивостями.
В результат дослiджень плануеться отримати модифшований теплоiзоляцiйний матерiал з нижчими показниками середньо! щiльностi, коефiцiента теплопровщносп, водопоглинання, горючостi i токсичностi, шж у традицiйного пiноскла [3]. У найближчих статтях будуть висвiтленi основш результати наукових дослiджень у цьому напрямю.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Шилл Ф. Пеностекло. М. : Издательство литературы по строительству, 1965.— 4с.
2. Демидович Б. К. Пеностекло. Минск. : Наука и техника,1975.—178 с.
3. Пшшько О. М. та ш. Ефектившсть використання тноскла як теплоiзоляцiйного матерiалу в будiвництвi // Вiсник Одесько! державно! академи будiвництва та архiтектури, 2009. — №34.-С.152.
УДК 666:913
ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ
ИЗ ФОСФОГИПСА
В. Н. Деревянко д. т .н., проф., В. А. Тельянов, асп.
Ключевые слова: фосфогипс, дигидрат гипса, сушка, водостойкость.
Постановка проблемы. Современный научно-технический прогресс в мире связан с использованием природных ресурсов и накоплением техногенных отходов.
Средний уровень полезного использования промышленных отходов в хозяйственных целях составляет примерно 15 %. Наиболее высоким уровнем использования в качестве вторичного сырья характеризуются следующие виды отходов: лом и отходы черных и цветных металлов (86 и 100 % соответственно), щелоки сульфитные (68 %), макулатура (66 %), древесные отходы (50 %), шлаки доменного производства (39 %), огарки пиритные (около 30 %). Плохо используются золы и шлаки ТЭС — 10,4 %, полимерные отходы — 8,3 %, фосфогипс — 2,0 %.
Фосфогипс является крупнотоннажным отходом производств фосфорсодержащих удобрений и фосфорной кислоты. Его физико-механические свойства (способность схватываться с одновременным переходом в форму дигидрата сульфата кальция, нахождение в а-форме гипсовых вяжущих) делают фосфогипс перспективным материалом для прямого производства строительных изделий, гипсового камня и гипсовых вяжущих.
В настоящее время накоплено более 60 млн. в т. фосфогипса, который обычно утилизируется в отвалы, ежегодно пополняющиеся примерно на 2,3 млн. т. Необходимость транспортирования и хранения фосфогипса в отвалы усложняет эксплуатацию предприятий, ухудшает экологическую обстановку прилегающей к заводу территории. Фосфогипс отравляет почву и водоемы содержащимися в нем растворимыми примесями фтора и фосфорной кислоты. Для создания отвалов фосфогипса приходится постоянно отчуждать огромные участки земель. Исходя из этого, вопрос переработки фосфогипса является особенно актуальным [1].
Анализ публикаций. Используя основополагающие материалы, изложенные в трудах
П. П. Будникова, Ю. И. Бутта, А. В. Волженского, наиболее существенный вклад в развитие производства вяжущих из фоссогипса внесли П. В.Новосад, Н. М. Скляр, П. С. Боднар, Вл. И. Дворкин, М. А. Саницкий и другие. Ими были сформулированы научные концепции, исследованы закономерности получения высокачественных материалов, полученых из фосфогипса, способные обеспечить высокие функциональные свойства материалов.
Цель работы. Проанализировать существующие методы переработки фосфогипса в вяжущие вещества.
Основной материал. В настоящее время разработан и опробован в производственных условиях ряд технологий получения гипсовых вяжущих из фосфогипса.
Технологические процессы получения гипсовых вяжущих, основным компонентом которых служит полугидрат сульфата кальция или ангидрит, включают подготовку исходного продукта к обжигу и обжиг.
Основные методы подготовки фосфогипса в производстве гипсовых вяжущих можно разделить на 4 группы [2]:
1 — промывка фосфогипса водой;
2 — промывка в сочетании с нейтрализацией и осаждением примесей в водной суспензии;
3 — метод термического разложения примесей;
4 — введение нейтрализующих, минерализующих и регулирующих кристаллизацию добавок перед обжигом и после него.
Методы 1-й и 2-й групп связаны с образованием значительного количества загрязненной воды (2—5 м3 на 1 т фосфогипса), большими затратами на их удаление и очистку. Большинство методов термического распада примесей (3-я группа) основано на обжиге фосфогипса до образования растворимого ангидрита с дальнейшей его гидратацией и повторным обжигом до полугидрата. Широкого применения они пока не имеют так же, как и методы 4-й группы. Для реализации последних необходимы дефицитные добавки и они не обеспечивают постоянные свойства вяжущего.
Ведущее место в разработке и практическом применении технологии гипсовых вяжущих из фосфогипса принадлежит Японии, Франции, ФРГ.
На основе фосфогипса возможно получение как высокопрочного, так и строительного гипса, отличающихся водопотребностью и соответственно прочностью, достигаемой уже через 1,5 ч после затворения.
Фирма Knauf предлагает три варианта производства вяжущих из фосфогипса в зависимости от области его дальнейшего использования. По первому варианту загрязненный фосфогипс промывают и флотируют для удаления водорастворимых и твердых примесей, затем дегидратируют в котлах периодического или непрерывного действия. Полученный чистый продукт не оказывает разрушающего действия на картон, покрывающий поверхность панелей или плит. [3]
По второму варианту состав фосфогипса соответствует отношению ангидрита к полугидрату, равному 1/3 : 2/3. Стадия очистки от примесей может быть той же, что и по первому варианту; степень очистки можно снизить за счет уменьшения дозировки химических реагентов на стадии флотации. В процессе грануляции к дегидратированному фосфогипсу добавляют воду и вещества, осаждающие нерастворимые соединения фосфора. Затем продукт выдерживают в специальных реакторах, где происходит образование фосфатов, которое заканчивается в процессе обжига и рассеивания.
Третий вариант разработан для получения полугидратнрго фосфогипса непосредственно в производстве экстракционной фосфорной кислоты. Так как полугидрат содержит намного меньше примесей по сравнению с дигидратом, то необходимость первых четырех стадий его очистки отпадает.
Одна из технологий получения высокопрочного фосфогипсового вяжущего реализована на Воскресенском химическом заводе (Московская обл.) [8 —10].
В соответствии с данной технологией фосфогипс от фильтров линии фосфорной кислоты подают в мешалку, разбавляют до получения суспензии с концентрацией 400 г/л и транспортируют по трубопроводу к установке по его переработке. Суспензию принимают в емкости и центробежными насосами подают в барабанные вакуумные фильтры, предназначенные для промывки и фильтрации фосфогипса. Промытый кек вновь разбавляют водой до концентрации около 700 г/л и полученную суспензию перекачивают в автоклавы. Образовавшуюся в автоклавах суспензию а-полугидрата охлаждают и нагнетают в вакуум-фильтры. Отфильтрованный и промытый горячей водой кек с влажностью около 12—15% высушивают в прямоточных трубах-сушилках до 4,5 % содержания кристаллизационной воды. Высушенный полугидрат измельчают в шаровых мельницах и транспортируют в силосы для хранения готового продукта.
Технология получения высокопрочного гипса из фосфогипса, разработанная институтом ВНИИстром, предусматривает доведение соотношения в фосфогипсовом шламе жидкой и твердой фаз до единицы, введение в полученную суспензию добавки ПАВ — регулятора кристаллизации полугидрата — и гидротермальную обработку усредненной суспензии в автоклаве, где происходят дегидратация фосфогипса и кристаллизация полугидрата кальция
а-модификации. На вакуум-фильтре твердая фаза суспензии отделяется и поступает последовательно на сушку, помол и склад готовой продукции. На подобной технологической линии получение высокопрочного гипса из фосфогипса может быть непрерывным и полностью
автоматизированным. Использование двух автоклавов вместимостью 25 м3 позволяет получать в год 100—110 тыс. т высокопрочного гипса. Цикл тепловлажностной обработки составляет
45 мин. Схватывание фосфогипсового вяжущего начинается через 8—10 мин, конец -через
10—15 мин, предел прочности на сжатие составляет 30—50 МПа, т. е. в 3—4 раза выше прочности на сжатие обычного строительного гипса
Высокая влажность и дисперсность фосфогипса обусловливают перспективность применения автоклавных способов для получения высокопрочных гипсовых вяжущих. При автоклавных технологиях испаряется не вся свободная и выделяющаяся при дегидратации вода, а лишь вода, остающаяся после фильтрации продукта автоклавной обработки. При нагревании фосфогипсовой пульпы в автоклаве при 114—125 °С гипс растворяется и жидкая фаза становится пересыщенной по отношению к полугидрату, что и приводит к кристаллизации игольчатых кристаллов а-полугидрата.
На созданной во ВНИИстроме опытной установке организовано экспериментальное изготовление стеновых камней с использованием продукта автоклавной обработки сырьевой смеси фосфогипса и гидравлических компонентов [8; 9].
Предложена технология получения высокопрочных гипсовых вяжущих обработкой исходного фосфогипса в растворах кислот или солей, имеющих температуру кипения
105—120 °С, с промывкой и высушиванием готового продукта.
Важным резервом значительного повышения экономичности автоклавного способа переработки фосфогипса является ликвидация сушки, помола, а в перспективе и фильтрации продукта автоклавной обработки. На эти стадии расходуется около 45 % капитальных, около
50 % текущих, более 60 % тепловых и энергетических затрат.
Процесс получения вяжущего заключается в дегидратации гипса, содержащегося в фосфогипсе, до полугидрата, а процесс изготовления изделий — в обратном: гидратации полугидрата до гипса в большом избытке воды. Таким образом, наблюдается парадоксальный факт: при влажном исходном сырье (фосфогипс) и влажном готовом продукте (гипсовые изделия) на промежуточной стадии технологического процесса посредством сушки получают порошкообразный продукт (гипсовое вяжущее), который при изготовлении изделий на этом же предприятии уже через короткое время вновь смешивают с водой.
Эффективно производство изделий непосредственно из фосфогипса по одностадийной технологии, предусматривающей осуществление обоих химических процессов — дегидратации двуводного гипса и гидратации образуемого полугидрата — в пределах одного технологического цикла. Дегидратация протекает по принципу «самозапаривания», т. е. в формах повышенной плотности кристаллизационная вода выделяется в капельножидком состоянии, оставаясь в порах зерен и пустотах кристаллической решетки гипса.
По этой технологии изделия можно формовать на установках, состоящих из двух пуансонов и наружной опалубки. Верхний пуансон служит выталкивателем отпрессованного изделия. В форму засыпают гипсовое сырье, разравнивают его, а затем верхний пуансон приводят в соприкосновение с поверхностью порошка. Таким способом создается замкнутое пространство, в котором производят термическую обработку фосфогипса, после чего полученную гидратирующуюся массу прессуют. Затвердевшие изделия распалубливают при температуре ниже 40 °С.
Разработана также технология производства высокопрочного гипса на основе фосфополугидрата — отхода производства экстракционной фосфорной кислоты по полугидратной схеме. Она состоит из следующих этапов обработки: измельчения и активирования фосфополугидрата на вальцах тонкого помола, разбавления его, перевода «пассивирующих» пленок с помощью специальных добавок в жидкую фазу, последующего фильтрования суспензии на ленточных вакуум-фильтрах; промывания твердой фазы, сушки ее до полного удаления гигроскопической влаги и помола [5; 8].
Основные работы по использованию фосфополугидрата для получения гипсовых вяжущих ведутся в трех направлениях:
• гидратация до двуводного гипса и получение сырья для производства строительного и высокопрочного гипса;
• активация с сушкой;
• обжиг до ангидрита с введением активаторов твердения.
Снижение пассивирующего действия кислых примесей на зернах фосфополугидрата достигается механической обработкой и нейтрализацией. В качестве активаторов твердения применяют добавки различных фтористых соединений. Из фосфополугидрата при его нейтрализации щелочными добавками в сочетании с механической обработкой в бегунах можно получать смеси и прессовать из них различные изделия.
Особенностями вяжущего из фосфополугидрата являются: рост прочности при хранении в нормальных условиях через 20—30 сут. на 10—30 %; сравнительно небольшое объемное расширение.
Фосфополугидрат без дополнительной обработки может быть рекомендован для сооружения оснований дорожных одежд в тех случаях, когда к последним не предъявляются повышенные требования по морозостойкости.
Водостойкое вяжущее на основе фосфогипса можно получить как смешиванием с цементом и пуццолановой добавкой (фосфогипсоцементно-пуццолановое вяжущее), так и совместной тепловой обработкой суспензии фосфогипса и различных гидравлических компонентов, например портландцемента, нефелинового шлама, металлургических шлаков со щелочными активизаторами и др. В последнем случае получают высокопрочное вяжущее повышенной водостойкости.
Технологическая схема включает: приготовление суспензии фосфогипса и подачу ее на переработку; фильтрацию суспензии фосфогипса и приготовление рабочей сырьевой смеси из фосфогипса, добавок и воды; автоклавную обработку сырьевой смеси; сушку полупродукта и его помол.
На 1 т вяжущего расходуется 1,5 т влажного фосфогипса и 0,1 т добавки. При удельной поверхности 3 000 — 4 500 см2/г водопотребность вяжущего составляет 35 — 45%, схватывание начинается через 30 — 60 мин, конец его — через 80 — 120 мин, предел прочности на сжатие через 3 ч составляет 6 — 7 МПа, а при постоянной массе — 20 — 40 МПа, коэффициент размягчения 0,6 — 0,7.
По этой технологии, разработанной ВНИИстромом им. П. П. Будникова, запроектирован цех по производству высокопрочного гипсового вяжущего повышенной водостойкости на Уваровском химическом заводе мощностью 400 тыс. т в год.
По технологии Литовского НИИ строительства и архитектуры при получении строительного гипса исходный фосфогипс не промывают, а создают условия для прохождения процесса превращения активных форм фосфатов в труднорастворимые соединения группы гидроксила-патита. Для этого осуществляют нейтрализацию фосфогипса известью в жидкой пульпе. После полной нейтрализации фосфогипс фильтруется до влажности 20 — 30 %, высушивается в сушильном барабане и поступает в варочный котел, где происходит процесс дегидратации [4; 8].
Строительный гипс, полученный по такой технологии, соответствует стандартным требованиям: водопотребность для нормальной густоты — 60-70%, начало схватывания
6-12 мин, конец — 10-20 мин, 2-часовая прочность на сжатие 5-6, на изгиб 2,4-3,0 МПа.
По упрощенной технологии можно получать гипсовое вяжущее из фосфогипса, длительное время выдержанного в отвалах. Отвальный фосфогипс содержит в несколько раз меньшее количество растворимых фосфатов, что позволяет избежать их отмывки. При смешивании отвального фосфогипса с 1-3 % негашеной извести происходит практически полная нейтрализация остающихся в нем кислых примесей. Из нейтрализованного известью отвального фосфогипса обжигом при 140-170 °С в сушильном барабане или варочном котле возможно получение гипсового вяжущего, по свойствам удовлетворяющего требованиям на строительный гипс.
Кислое фосфогипсовое вяжущее, полученное обжигом отвального гипса без предварительной его нейтрализации, имеет значительно худшие физико-механические свойства. Оно может быть использовано в дорожном строительстве. В конструктивные слои дорожной одежды фосфогипсовое вяжущее укладывается в виде сухих смесей с минеральным материалом, предварительно уплотняется до плотности 1,8-2 г/см3, лишь затем обрабатывается водой в количестве, необходимом для гидратации вяжущего. Благодаря применению жестких смесей и уплотнению прочность и водостойкость фосфогипсовых композиций возрастает в 2-4 раза по сравнению с аналогичными показателями для образцов, полученных литым способом. Уплотнение позволяет реализовать все прочностные возможности вяжущего и в значительной степени компенсировать отрицательное воздействие примесей.
Обжигом фосфогипса при 600-1 000 °С возможно получение ангидритовых вяжущих, состоящих в основном из нерастворимого ангидрита. Они приобретают способность твердеть при введении добавки 1,5-2 % извести, добавляемой при помоле обожженного материала.
В качестве добавок-катализаторов твердения ангидритовых вяжущих могут быть также оксид магния, обожженный доломит (3-8 %), сульфат натрия (0,5-1 %) и др. Введение этих добавок позволяет в 28-суточном возрасте достигать предела прочности при сжатии до 20 МПа. Разработан ряд патентованных рецептур ангидритовых вяжущих из фосфогипса, включающих различные комплексные добавки, в которые входят известь, кремнефторид натрия, алюмосиликатные, железистые компоненты и др.
Перспективными являются работы по получению безобжиговых фосфогипсовых дигидратных вяжущих. При механохимической активизации фосфогипса за счет повышения его удельной поверхности путем доизмельчения и введения некоторых добавок он приобретает способность твердеть без перевода в полугидрат. Этот эффект объясняется повышенной растворимостью высокодисперсного дигидрата, способностью его к образованию пересыщенных растворов и формированию коагуляционно-кристаллизационных структур. Наиболее значительную прочность (до 30 МПа и выше) фосфогипсовое дигидратное вяжущее проявляет в условиях прессования при давлении 20-25 МПа.
Приоритет в разработке безобжиговых гипсовых вяжущих (гипсовых цементов) принадлежит П. П. Будникову. Еще в 1924 г. им было установлено, что двуводный гипс после помола в присутствии различных добавок (КаИ804, №2804 и др.) и затворения водой приобретает способность твердеть на воздухе и достигает при этом значительной прочности. Дальнейшие исследования показали возможность получения безобжигового гипсового дигидратного вяжущего путем его тонкого помола в шаровой мельнице по сухому и мокрому способам без активизирующих добавок. Существенным недостатком предложенных технологий является необходимость высокой тонкости измельчения гипса. Изделия из безобжигового гипсового вяжущего могут быть получены при силовых методах уплотнения -прессовании, вибропрессовании. Для фосфогипса необходима предварительная подсушка до прессования или отвод жидкой фазы в процессе прессования, что усложняет и удорожает технологию изделий на основе дигидратного гипсового вяжущего [4; 8; 9; 10].
Для повышения водостойкости дигидратного гипсового вяжущего могут быть применены те же добавки, которые используются для повышения водостойкости полугидратных вяжущих (известь, гранулированные доменные шлаки, синтетические смолы).
Технология, разработанная в МИСИ им. В. В. Куйбышева, предусматривает перемешивание смеси взятых в определенном соотношении сырого фосфогипса, молотой негашеной извести, добавки и воды в бетоносмесителе принудительного действия, формование изделий и их термообработку. Наиболее благоприятно на качество изделий влияет перемешивание фосфогипсобетонной смеси в бегунах, в которых не только смешиваются компоненты смеси, но и истираются частички фосфогипса [4; 6; 8].
Правильно выбранное соотношение между известью и активной минеральной добавкой обеспечивает не только прочность, но и долговечность получаемого на основе двуводного фосфогипса бетона при его твердении во влажной среде.
Наблюдения за состоянием образцов из фосфогипсобетона, содержащих различное количество активной минеральной добавки, показали, что при твердении в течение года происходит непрерывный рост прочности. Наиболее он интенсивен во влажных условиях, где происходит более полное образование гидросиликатов и алюминатов кальция.
Из фосфогипсовых вяжущих в смеси с заполнителями можно получать перегородочные плиты и блоки, гипсопесчаный кирпич, декоративные и акустические плиты. Эти вяжущие перспективны также для изготовления стеновых гипсобетонных камней классов В7,5-В12,5 способом вибропрессования, а также крупноразмерных элементов наружных стен. Изделия на основе фосфогипсовых вяжущих характеризуются более низкой деформативностью, чем на аналогичных вяжущих из природного сырья.
На основе водостойких фосфогипсоцементно-пуццолановых вяжущих разработаны составы легких керамзитобетонов классов В3,5-В7,5. Водостойкость гипсокерамзитобетона на 40—50 % выше, чем чистого вяжущего. В 3-часовом возрасте прочность бетона составляет 30—35 %, в суточном — 40-45%, а к 7 сут. достигает почти 100 % марочной прочности, определяемой в возрасте 28 сут. Интенсивный рост прочности бетона в начальный период позволяет исключить тепловую обработку изделий из него и осуществить предварительную
распалубку уже через 20-25 мин., что значительно упрощает процесс производства и снижает на 10-15% стоимость изделий.
Рационально применение фосфогипсоцементно-пуццоланового вяжущего для производства санитарно-технических кабин. В расчете на одну санитарно-техническую кабину сокращаются трудовые затраты на 16 чел./ч, энергетические затраты — на 155 кг условного топлива, высвобождается до 630 кг цемента и 25 кг арматурной стали.
Выводы. Приведенный выше краткий литературный обзор позволяет сделать вывод, что вторичный продукт при производстве ортофосфорных удобрений существенно отличается от природного гипсового сырья. Наличие различных примесей требует дополнительных операций: нейтрализации, обогащения и сушки. Такие операции повышают себестоимость гипсовых вяжущих и снижают конкурентность по сравнению с гипсовыми вяжущими на основе гипсового камня. Такие материалы могут быть конкурентноспособными только в определнных условиях:
— при отсуствии в данном регионе природных запасов гипсового камня;
— вследствие загрязнения окружающей среды при складировании, которое ежегодно повыщает затраты на хранение;
— при комплексной переработке фосфатного сырья и ведении безотходных технологий [2].
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Воробьев Х. С. Состояние и перспективы использования вторичных продуктов и отходов промышленности в производстве строительных материалов / Х. С. Воробьев // Строительные материалы. — 1985. — № 10. С. 6-7.
2. Мещаряков Ю.Г. Промышленная переработка фосфогипса / Ю. Г. Мещаряков,
С. В. Федотов. — Санкт-Петербург : Стройиздат СПб, 2007. — 375 с.
3. Разработка и исследование непрерывной технологии производства высокопрочного гипса гидротермальной обработкой фосфогипса: Доклад Межвуз. науч.-техн. конф. по применению гипса в строительстве. Вып.1 М., 1969 — С. 11-12.
4. Дворкин Л. И. Строительные материалы из отходов промышленности Учеб.-справ. пособие / Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин. — Ростов н/Д : Феникс, 2007. — 36с.
5. Ласкорин Б. Н. Безотходная технология в промышленности / Ласкорин Б. Н.,
Громов Б. В., Цыганков А. П. — М. : Стройиздат, 1986. — 160 с.
6. Бобович Б. Б. Переработка отходов производства и потребления / Б. Б. Бобович,
В. В. Девяткин. — «Интермет инжиниринг», 2000. — 496 с.
7. Болдырев А. С. Использование отходов в промышленности строительных материалов / Болдырев А. С., Люсов А. Н., Алехин Ю. А. — М. : Знание, 1984. — 64 с.
8. Дворкин Л. И. Строительные материалы из отходов промышленности / Л. И. Дворкин, И. А. Пашков. — К. : Вища школа, 1989. — 208 с.
9. Мещеряков Ю. Г. Гипсовые попутные промышленные продукты и их применение в производстве строительных материалов / Ю. Г. Мещеряков. — Л. : Стройиздат, 1982. — 134 с.
10. Иваницкий В.В. Фосфогипс и его использование / В.В. Иваницкий, П.В. Классен, А.А. — М.: Химия, 1990. — 224 с.
Производство пазогребневых гипсовых плит
В состав оборудования, необходимого для начала работы входят:
Технология
По традиционному способу изготовления пазогребневых плит, освоенному на крупных заводах (Кнауф и др.), используется литьевая технология. Смесь гипса и воды перемешивается в смесителе непрерывного действия и заливается в форму. Процесс изготовления плит при этом непрерывный. Недостаток такой технологии – высокая плотность гипсовой массы (1100-1200 кг/м3) и связанный с этим расход гипса. Это допустимо только для заводов, которые сами производят гипс, стоимость сырья при этом достаточно низкая и общая рентабельность производства гипсовых плит удовлетворительная.
Для предприятий, закупающих гипс «на стороне» подобные затраты неразумны. Ведь, например, на гипсе строительном марки Г-7 можно получить пеногипс плотностью 900-950 кг/м3 и прочностью в сухом состоянии 50-55 кг/см2 при расходе гипса 830-850 кг/м3. Плотность и прочность пазогребневых плит, изготовленных из такого пеногипса, полностью соответствуют требованиям ГОСТ на пазогребневые гипсовые перегородочные плиты, теплозащитные свойства за счет меньшей плотности материала будут выше.
Баротехнология позволяет быстро и эффективно регулировать плотность пеногипса, а, следовательно, и его прочность. Безболезненно происходит переход с одной марки гипса на другую в случае смены поставщика сырья.
Не секрет, что на установке часто работают люди, не обладающие необходимой квалификацией. В баротехнологии достаточно соблюдать:
- Одинаковую массу загрузки на разных замесах. При использовании гипса в мешках можно положиться на точность фасовки от производителя гипса, в этом случае объем замеса подбирается из условия загрузки целого количества мешков. При использовании незатаренного гипса (россыпью) достаточную точность обеспечивает объемное дозирование ведрами, массу гипса и воды в одном ведре достаточно проверять 1-2 раза в сутки.
- Одинаковое время смешения компонентов — по секундомеру. Рекомендуем использовать электронный будильник — крупные цифры, возможность обнулить показания перед каждым замесом.
Гипсосмеситель ГС, работающий по принципу баротехнологии, предназначен для приготовления и транспортирования пеногипсовых и пенобетонных смесей плотностью до 1200 кг/м3 непосредственно на стройплощадках и в стационарных условиях при температуре от 5 0С. Производительность установки составляет 1.5-6 м3 в час. Выгрузка смеси из установки производится самотеком или давлением воздуха . Верхнее расположение электродвигателя смесителя совместно с эффективным устройством уплотнения на валу позволяет избежать проблем с утечками рабочей смеси и воздуха.
Гипсосмеситель может работать в режиме не бароустановки, а турбосмесителя. На выходе имеем стабильную пеномассу с более мелкими и однородными пузырьками воздуха. Выгрузка гипсовой массы производится самотеком в расположенную под смесителем форму, для чего сам смеситель поднят на достаточную высоту.
Баросмеситель возможно использовать и для заливки монолита (что очевидно), и для производства пенобетона.
Сырье
Для производства пазогребневых гипсовых плит можно использовать любой доступный гипс марок Г-5, Г-6, Г-7. Использование более высокопрочного гипса позволяет получить высокопрочный материал с достаточно низкой прочностью, однако экономически это оказывается не выгодно. Хорошие результаты были получены при использовании гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (ГЦПВ) производства ОАО «Гипсобетон».
Расход гипса
Расход вяжущего на 1 м3 гипсовой массы для достижения прочности на сжатие 5,0 МПа (50 кг/см2) составляет: для ГЦПВ — 780-800 кг, для гипса Г-7 – 820-830 кг, для гипса Г-5 – 850-860 кг. Баротехнология позволяет использовать гипс различных производителей, изменений в технологии производства при смене поставщика сырья практически нет.
С учетом связывания вяжущим 15% воды от исходной массы вяжущего плотность пеногипса прочностью 5,0 МПа в высушенном состоянии составляет: для ГЦПВ – 920 кг/м3, для гипса Г-7 – 955 кг/м3, для гипса Г-5 – 990 кг/м3.
В случае если гипсовые пазогребневые плиты изготавливаются не по ГОСТ 6428-83, а по техническим условиям, предусматривающим снижение плотности и прочности по сравнению с требованиями ГОСТ, то уменьшается и расход гипса.
Металлоформы
Четырехсторонние металлопластиковые формы позволяют формовать одновременно семь пазогребневых плит размером 667х500х80 мм. Размеры и форма пазов и гребней совпадают с таковыми на плитах производства фирмы Кнауф, что намного облегчает дальнейший сбыт изделий. Допустимые отклонения по длине плиты ±3 мм, по ширине ±2 мм, по толщине ±1 мм.
По заказу возможно изготовление форм для плит любых других размеров.
Производство
Специфика изготовления гипсовых изделий по сравнению с пенобетонными заключается в существенно меньших сроках начала и конца схватывания гипсового вяжущего. С учетом этого факта производство должно быть по возможности непрерывным. В чем это заключается: по окончанию заливки замеса в форму отмеренное количество компонентов вносится в смеситель, начинается перемешивание, повышается давление в смесителе. Пока происходит смешение компонентов и вовлечение воздуха в гипсовое тесто необходимо произвести дозирование компонентов на следующую загрузку и подготовить форму для заливки текущего замеса. Разрыв по времени между отдельными замесами должен быть минимальным. В этом случае на предлагаемой установке можно за час произвести 6-8 замесов. Для организации полноценного производства требуется соответствующее количество форм – 6-8 штук. При этом принимаем, что время от смешения гипсового вяжущего с водой до разборки формы составляет около 40-50 мин (регулируется внесением замедлителя схватывания).
При заливке 6-8 форм в за 8-часовой рабочий день возможно изготовить 390-450 плит.
Мы рекомендуем начинать производство пазогребневых гипсовых плит на площади не менее 300 м2. На этой площади размещается склад сырья (40 м2), смеситель и формы (80 м2), сушилка (80 м2), склад готовой продукции (100 м2)
В производстве пазогребневых плит по предлагаемой технологии мы рекомендуем использовать пенообразователь «ПБ-2000». Его применение позволяет получить пеногипс плотностью от 200 до 900 кг/м3. Расход пенообразователя составляет от 0,5 до 1,0 кг/м3 пеногипса.
Контроль за сроками схватывания гипсового теста осуществляется путем ввода замедлителя схватывания . Сроки схватывания гипсового теста без всяких добавок составляют обычно до 15 минут (конец схватывания). Но если в гипсовое тесто попадают остатки предыдущего замеса, то время конца схватывания сокращается до 3-5 минут, что неприемлемо для производства. В количестве до 1,0 кг на 1000 кг гипсового вяжущего замедлитель схватывания помогает увеличить сроки схватывания до 30-50 минут.
Пять этапов производства гипса
Гипс
Гипс — полезный минеральный материал. Он широко применяется в качестве строительного материала, большая часть которого производится в виде штукатурки для окраски стен или
.линия по производству гипса
изготовление отделочного материала в зданиях. Некоторые месторождения гипсовой руды содержат около 80% гипса, который отлично подходит для производства гипса.
Необработанная гипсовая руда может быть переработана в различные продукты, такие как добавка портландцемента, кондиционер почвы, промышленные и строительные штукатурки и гипсокартон.
Процесс производства гипса
Гипсовая руда из карьеров и подземных рудников дробится и складывается рядом с заводом. При необходимости складированная руда дополнительно измельчается и просеивается до диаметра около 50 миллиметров (2 дюймов). Если содержание влаги в добытой руде превышает примерно 0,5 мас.%, Руду необходимо сушить в ротационной сушилке или вальцовой мельнице с подогревом. Руда, высушенная в роторной сушилке, подается на валковую мельницу, где ее измельчают до такой степени, что 90 процентов ее составляет менее 149 микрометров (мкм) (100 меш).Измельченный гипс выходит из мельницы в виде газового потока и собирается в циклонном продукте. Иногда руду сушат в валковой мельнице, нагревая газовый поток, так что сушка и измельчение выполняются одновременно, и роторная сушилка не требуется. Тонкоизмельченная гипсовая руда известна как наземная штукатурка, которую можно использовать в качестве кондиционера почвы.
Пятиступенчатая линия по производству гипса
Оборудование для обработки гипса существенно отличается по масштабам и уровню технологии. некоторые заводы производят одну или две тонны в день с использованием недорогих ручных технологий, некоторые другие заводы производят тысячу тонн в день, которые высокомеханизированы и способны производить различные типы и сорта гипса или гипсовых плит.
В переработке гипса пять основных этапов:
- Земляные работы иногда проводят путем выкапывания участка земли, на котором находится гипс, с использованием открытых методов. Для достижения более глубоких отложений могут потребоваться штреки или шахты. Буровое и землеройное оборудование применяется для выемки гипсовой руды на этапах выемки грунта.
- Измельчение гипсовой породы рекомендуется перед дальнейшей обработкой, особенно если последующий нагрев должен производиться в поддоне, а не в шахтной печи.При дроблении гипс должен уменьшиться до зерен размером менее нескольких миллиметров. Щековая дробилка является самой популярной дробильной установкой для измельчения крупного массивного материала, ударная дробилка и конусная дробилка также будут использоваться для мелкого дробления.
- Просеивание через сито удалит крупные зерна, которые не были измельчены должным образом и которые могут содержать примеси.
- Измельчение , например, в шаровой, стержневой или молотковой мельнице, необходимо, если гипс будет использоваться для высококачественных штукатурных работ или для формования, медицинских или промышленных применений.В отличие от других цементов, таких как известь и обычный портландцемент, специальные мельницы для измельчения минералов могут не потребоваться, а относительно мягкий гипс можно измельчать в сельскохозяйственных мельницах.
- Обогрев может быть осуществлен несколькими способами, в зависимости от уровня технологии и затрат. роторная сушилка будет применяться для обезвоживания материалов, а циклонный коллектор будет собирать окончательный гипсовый порошок для окончательного применения.
SBM является профессиональным мировым производителем горнодобывающего оборудования, мы можем предоставить полный комплект линии по производству гипса.Наше оборудование имеет преимущества высокой производительности, низких эксплуатационных расходов и рентабельности. Они создали огромное богатство для наших клиентов. Если у вас есть интересы, пожалуйста, узнайте больше о технике SBM.
Нравится:
Нравится Загрузка …
СвязанныеГипс — обзор | Темы ScienceDirect
1.116.2.2 Установка реакции сульфата кальция
Гипс — это название минерала, относящегося к категории минералов сульфата кальция, и его химическая формула — дигидрат сульфата кальция, CaSO 4 ⋅ 2H 2 O.Однако более широкое определение включает все сульфаты кальция, включая полугидрат сульфата кальция, CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 O, который известен как гипс или гипс Парижа (POP). На фигуре 6 показан полиморфизм сульфата кальция; «G» указывает, что реакция превращения происходит в газовой фазе, а «l» указывает, что реакция происходит в жидкой фазе. 23
Рисунок 6. Полиморфизм сульфата кальция.
Дигидрат сульфата кальция и безводный сульфат кальция II типа, не растворимый в воде, могут быть приняты за руду.При нагревании дигидрата сульфата кальция образуются β- или α-формы полугидратов сульфата кальция, как показано в уравнении [I].
ICaSO4⋅2h3O → CaSO4⋅0.5h3O + 1.5h3O
Полугидраты β-формы сульфата кальция с плотностью 2,64 г см −3 образуются при нагревании CaSO 4 ⋅ 2H 2 O досуха при температуре 120–130 ° C. Напротив, α-форма, плотность которой составляет 2,76 г / см −3 , образуется, когда CaSO 4 ⋅ 2H 2 O нагревается гидротермально до температуры около 130 ° C.При 190 ° C CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 O теряет воду и становится безводным сульфатом кальция, α-CaSO III типа 4 и β-CaSO 4 . Безводный сульфат кальция, взятый за природную руду, стабилен. Однако безводный сульфат кальция, образующийся при нагревании при 190 ° C, легко превращается в свои полугидраты, вступая в реакцию с влажностью в атмосфере. Дальнейшее нагревание до 400 ° C приводит к безводному нерастворимому сульфату кальция.
Реакция схватывания и отверждения полугидрата сульфата кальция представляет собой фазовое превращение полугидрата сульфата кальция в дигидрат сульфата кальция и известна как реакция растворения-осаждения, как показано в уравнениях [II] и [III].
IIαCaSO4⋅0.5h3O + 1.5h3O → CaSO4⋅2h3O + 17,2 Джмоль − 1
IIIβCaSO4⋅0.5h3O + 1.5h3O → CaSO4⋅2h3O + 19,3 Джмоль − 1
В этой реакции происходит экзотермическое растворение Ca – осаждение 4 ⋅ 0,5H 2 O и CaSO 4 ⋅ 2H 2 O играет очень важную роль ( Рис. 7 ).
Рис. 7. Растворимость α- и β-полугидрата сульфата кальция и дигидрата сульфата кальция в зависимости от температуры.
Например, растворимость α-формы полугидрата сульфата кальция, CaSO 4 ⋅ 0.5H 2 O, и дигидрат сульфата кальция, CaSO 4 ⋅ 2H 2 O, составляет 0,92 г / 100 мл и 0,2 г / 100 мл при 20 ° C, как показано в уравнениях [IV] и [V], соответственно. Следовательно, когда CaSO 4 0,5H 2 O смешивается с водой, в 100 мл раствора. Если CaSO 4 ⋅ 2H 2 O не существует, раствор будет стабильным, то есть находящимся в равновесии с CaSO 4 ⋅ 0.5H 2 O, и никакой дальнейшей реакции не происходит. Однако CaSO 4 ⋅ 2H 2 O существует, и его растворимость составляет 0,2 г / 100 мл при 20 ° C, как показано на рис. 7 .
IVCaSO4⋅0,5h3O⇄Ca2 ++ SO42− + 0,5h3O
VCaSO4⋅2h3O⇄Ca2 ++ SO42− + 2h3O
Это означает, что раствор, находящийся в равновесии с CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 O пересыщен по отношению к CaSO 4 ⋅ 2H 2 O. Следовательно, Ca 2+ и SO42–, что эквивалентно ∼0.72 г CaSO 4 ⋅ 2H 2 O, выпадет в осадок в виде кристаллов CaSO 4 ⋅ 2H 2 O. Осаждение ионов Ca 2+ и SO42- из жидкости приводит к недосыщению раствора до CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 O, что приводит к дальнейшему растворению CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 O. В реальной реакции концентрация ионов Ca 2+ и SO42- не меняется со временем и является относительно постоянной. В любом случае, эта реакция растворения-осаждения формирует стержневидные кристаллы CaSO 4 ⋅ 2H 2 O, и переплетение этих стержневидных кристаллов CaSO 4 ⋅ 2H 2 O образует установленную массу, как показано на Рисунок 8 .
Рис. 8. Изображение застывшего полугидрата сульфата кальция на сканирующем электронном микроскопе.
Как показано на рис. 7 , разница между растворимостью CaSO 4 0,5H 2 O и CaSO 4 ⋅ 2H 2 O становится меньше с повышением температуры. В результате меньшей разницы CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 O не затвердевает при высоких температурах около 100 ° C.
Из-за роста кристаллов дигидрата сульфата кальция, показанного на Рис. 8 , гипс демонстрирует расширение при схватывании, как показано на Рис. 9 , где расширение при схватывании и расширение при поглощении нанесены в зависимости от времени после смешивания.Расширение схватывания вызвано ростом кристаллов дигидрата сульфата кальция, как объяснялось ранее. С другой стороны, абсорбционное расширение или гигроскопическое расширение наблюдается, когда штукатурка погружается в водный раствор в процессе ее схватывания. Различное расширение объясняется поверхностным натяжением воды на поверхности кристалла. Когда штукатурке дают возможность застыть в атмосфере, окружающая вода уменьшается, и растущие кристаллы гипса ударяются о поверхность оставшейся воды, поверхностное натяжение которой препятствует росту кристаллов наружу.Когда вода, необходимая для реакции, израсходована и реакция практически завершена, рост кристаллов гипса прекращается, даже в его заторможенной форме.
Рисунок 9. Пример схватывания и впитывающего расширения штукатурки.
Напротив, если вода подается во время процесса схватывания, кристаллы гипса могут расти дальше. Для расширения абсорбции необходимо добавить воду в штукатурку во время схватывания. Это значительно отличается от добавления большего количества воды к предварительно замешанной штукатурке.
На реакцию схватывания штукатурки влияют добавки или загрязнения. Известно, что некоторые белки и биологические макромолекулы замедляют реакцию схватывания, предотвращая полную гидратацию полугидрата, ингибируя образование затравочных кристаллов и образуя комплексы с затравочными кристаллами. 20,22,24 Загрязнение сульфата кальция белками может увеличить время схватывания до 200 мин. 25 Также пластырь растворяется быстрее при наличии крови.Чтобы минимизировать замедление схватывания и ускоренное растворение, используются ускорители схватывания, такие как NaCl, Na 2 SO 4 , KCl и K 2 SO 4 . Однако следует использовать предварительно установленный сульфат кальция, если настройка не может быть гарантирована.
Обработка гипса для стеновых плит
Гипс — это мягкий сульфатный минерал, состоящий из дегидрата сульфата кальция с химической формулой CaSO₄ · 2H₂O.Он широко используется в различных областях и является основным ингредиентом многих видов стеновых плит, блоков и гипсовых изделий.
Традиционный метод обработки гипса для производства штукатурки и гипса — это котел периодического или непрерывного действия. Гипс требует измельчения и классификации перед котлом, чтобы обеспечить стабильное качество продукта. Вальцовая мельница Raymond® использовалась почти исключительно для этих целей и дает отличные результаты
Гипс природный (руда) предварительно измельчить до 0.От 75 дюймов (для мельниц 50 или 54 дюймов) до 1,25 дюймов (для мельниц 66 дюймов). Руда обычно содержит 4-5% свободной (поверхностной) влаги, которую можно удалить в процессе измельчения. В большинстве валковых мельниц Raymond®, используемых для обработки гипса, используется генератор горячего газа, который обеспечивает необходимое тепло и снижает содержание свободной влаги почти до 0%.
Вальцовая мельница Raymond® с прямой стороной Raymond® Whizzer Classifier достаточна для получения тонкости помола, необходимой почти для всех штукатурных работ. Турбинный классификатор Raymond® вместо Whizzer может позволить мельнице производить гораздо более мелкий продукт или обеспечивать большую производительность при заданной тонкости за счет сужения гранулометрического состава (PSD).
Современные предприятия по производству стеновых плит используют единую систему для измельчения и обжига гипса. Натуральный гипс можно подавать непосредственно в систему мгновенного обжига мельниц Raymond® Imp ™ (IMFC). Исходное сырье с высоким содержанием влаги, такое как синтетический гипс (FGD), может быть высушено перед системой обжига и измельчения для увеличения производительности и консистенции, или его можно подавать непосредственно в систему. Гибкость использования натурального гипса, синтетического гипса или любой их смеси делает IMFC наиболее гибкой доступной системой обжига.
Природный гипс встречается в осадочных горных породах более чем в 85 странах. Соединенные Штаты, Канада и Мексика обладают одними из крупнейших в мире запасов высококачественного гипса. Гипс добывается в 16 штатах, ведущими производителями являются Колорадо, Айова, Канзас, Невада, Оклахома и Техас
.Синтетический гипс — это побочный продукт, образующийся в процессе десульфуризации дымовых газов (FGD) или «очистки» на угольных электростанциях.
технологических тенденций в гипсовой промышленности Северной Америки
технологических тенденций в гипсовой промышленности Северной Америки Представлено на MixBuild GypMeet 2013 Северная Америка — зрелый рынок гипса, который развивается после бума жилищного строительства после окончания Второй мировой войны в 1940-х годах.В 2013 году рынок в целом состоял из 7 компаний-производителей гипса, которым принадлежало более 75 заводов. Некоторые из компаний-производителей имеют историю деятельности более 100 лет, в то время как другие вышли на рынок совсем недавно из-за наличия побочного продукта гипса. Консолидация компании продолжается, последним из них стал завод Temple-Inlands 4, который был приобретен Georgia-Pacific в 2012 году. Помимо этих бизнес-аспектов, технологии продолжают играть важную роль в будущем гипсовой промышленности Северной Америки, поскольку они связаны с эффективностью. качество и новые возможности для гипсовых изделий.Наиболее распространенным гипсовым продуктом является гипсокартон, который продается для различных применений в строительстве, в первую очередь для облицовки внутренних стен и потолков. Гипсокартон производится в непрерывном процессе, при котором скорость производственной линии в Северной Америке составляет от 30 до 200 м / мин, при этом низкие скорости соответствуют старым предприятиям, которые могут снабжать только небольшой местный регион, а высокие скорости соответствуют новым, более крупным предприятиям, которые эффективно производят продукцию, которая может устойчиво транспортироваться на большие расстояния. Вот некоторые примеры технологических тенденций на рынке гипса в Северной Америке:
Этот документ доступен в виде 7-страничного отчета и 35-страничной слайд-презентации. | Представляя на GypMeet 2013 Продукция из огнестойкого гипсокартона в Северной Америке |
5 фактов о гипсе, которых вы не знали
Гипс, также известный как гидрат сульфата кальция, представляет собой природный минерал, обнаруженный в слоях осадочных пород по всему миру.Он образуется в результате испарения и пополнения вод, содержащих кальций и сульфаты.
Гипс белого или серого цвета можно измельчить в мелкий порошок и кипятить до тех пор, пока не будет удалена большая часть его влаги — процесс, известный как прокаливание. Добавление воды обратно к этому порошку создает гибкое вещество, которому можно придать форму или форму, и оно затвердеет, чтобы удерживать эту форму, или вещество можно добавить к другим материалам, чтобы связать их вместе.
Из-за своих связывающих свойств гипс является основным ингредиентом некоторых зубных паст.Он также используется как гипс для создания хирургических слепков; в качестве добавки во многие продукты, такие как овощные консервы, мороженое и тофу; а также в качестве добавки, кондиционера и удобрения для сельскохозяйственных целей.
Другие применения гипса включают:
- Для осаждения частиц в водоемах
- Для варки пива и медовухи
- Для создания гипсокартона, стеновых и гипсокартонных плит.
- Для обвязки теннисного корта глиной
- В качестве форм для столовой посуды, автомобильных окон и зубных слепков
- Как упрочняющий элемент в портландцементе
- На дорогах и шоссе
- Мел для тротуаров или учебных заведений
- В продуктах для волос, таких как шампунь и кремы.
- И многое, многое другое.
Хотя гипс играет важную роль в нашей жизни и содержится во многих наших домах, в продуктах питания и гигиенических продуктах, многие люди мало знают об этом минерале или даже о том, что он вообще существует. Вот несколько малоизвестных фактов об этом минерале, которые для многих остаются загадкой.
1. Он был звездой многих ранних фильмов.
До эры компьютерных изображений первые голливудские кинематографисты использовали ряд веществ для создания искусственного снега на съемочной площадке, включая хлопок, кукурузные хлопья и мыльные хлопья.Они также использовали остриженный гипс, чтобы имитировать вид настоящего снега.
Но снег — не единственная роль, которую гипс сыграл на киноэкранах. Одна из его постоянных ролей — создание декораций.
Поскольку гипс широко используется при производстве тротуаров, само собой разумеется, что этот минерал мог быть зацементирован на Голливудской аллее славы. Звезды сделаны из терраццо, которое состоит из мраморной крошки, гранита, кварца или стекла и залито на бетонное основание. Бетон часто связывают портландцементом, чтобы он мог затвердеть, а гипс является элементом портландцемента.
2. Находится в египетских пирамидах
Когда египтяне узнали, что гипс можно превратить в гипс, измельчив его и добавив воды, они использовали его повсюду внутри своих дворцов, пирамид и гробниц. Гипс, сохранившийся тысячи лет спустя, оказался прочным строительным материалом.
3. Он был назван древними греками
Название «гипс» происходит от древнегреческого слова «гипсос», что означает гипс. Древние греки использовали гипс в окнах своих храмов из-за эффекта лунного света, который он создавал на алтарях, когда светило солнце. Древние греки назвали эту форму гипса «селенит» в честь своей богини луны Селены, и это имя прижилось все эти годы.
4. Бен Франклин использовал гипс на своей ферме
Бенджамин Франклин был одним из первых в США, кто использовал гипс. Он назвал это «наземная штукатурка» и применил ее на своей ферме для кондиционирования почвы. Эта наземная штукатурка все еще используется в сельском хозяйстве сегодня, чтобы обеспечить источник питания растений, улучшить структуру почвы и уменьшить сток, а также другие преимущества.
5. Стены с гипсовым покрытием обеспечивают огнезащиту
Стены и потолки многих домов покрыты гипсокартоном, потому что его легко установить и просто покрыть слоем краски. Но гипсокартон, который сделан из гипсовой штукатурки, предлагает домовладельцам еще одно преимущество, помимо простоты отделки, — он обеспечивает защиту в случае пожара.
Поскольку гипс содержит воду, он не нагреется выше 212 ° F в случае пожара в доме. Вода в гипсе будет выпущена в виде пара, а температура гипсокартона останется на уровне 212 ° F, пока вся вода не испарится. Хотя гипс не является огнестойким, он на время защитит конструкцию дома от повреждений.
Как обрабатывается гипс?
Гипс в естественном состоянии — это руда, часто встречающаяся в слоях известняка.Его высвобождают из своего естественного состояния чаще всего путем открытых горных работ. Чтобы привести гипсовую руду в состояние, в котором ее можно было бы продавать для различных целей, ее измельчают до размеров с помощью DDC-Sizers, Feeder-Breaker, Hammermill Crusher, Щековые дробилки или Валковые дробилки и складывают для дальнейшей обработки.
Макланахан DDC-Sizer.
Измельченный гипс просеивается с помощью вибрационных грохотов для разделения по размерам для различных целей. Один размер сита может быть продан в качестве замедлителя схватывания цемента, а другой размер может храниться для дальнейшей обработки.Дальнейшая обработка включает сушку руды для удаления излишков влаги, а затем измельчение ее до мелкого порошка, известного как наземная штукатурка. Земельный гипс собирается в гидроциклоне, выгружается на конвейер и складывается для продажи в качестве кондиционера почвы.
Для создания штукатурки наземную штукатурку нагревают горячими газами либо непосредственно в декарбонизаторе, либо косвенно в декарбонизаторе, чтобы удалить большую часть химически связанной воды. Штукатурку можно дополнительно измельчить и смешать с замедлителями схватывания для создания штукатурки, или ее можно смешать с сухими добавками, водой, измельченной бумагой, ускорителями и мыльной пеной; намазать в форме; и сушат в печи для создания стеновых панелей.
Гипс вокруг нас
В следующий раз, когда вы будете сидеть дома, играть в теннис, чистить зубы, мыть голову или даже просто гулять по тротуару, подумайте, как все это возможно из-за малоизвестного минерала, называемого гипсом.
Теги: Добыча, Скрининг, Дробление, Агрегаты, Минералы
Линия по производству гипсового порошка и технология обработки
Гипс можно сортировать по многим типам в соответствии с различными физическими и химическими свойствами, такими как натуральный дигидратный гипс (его также называют гипсом), полугидратный гипс (кальцинированный гипс, а именно строительный гипс, гипс), гипс для форм, гипс для полов и т. Д.Благодаря своим особым свойствам гипс широко применяется в современной промышленности.Приложение
1. Гипс является важным лекарственным средством.2. Из гипса можно производить гипсовую штукатурку, например строительный гипс, высокопрочный гипс.
3. Гипс можно использовать для производства гипсовых строительных изделий, таких как гипсокартон, волокнистая штукатурка, гипсовые плиты и т. Д.
4. Гипс также используется для изготовления портландцемента.
Область применения
Строительная промышленность, медицина, пищевая промышленность и многие молодые отрасли.Технология измельчения гипсовых порошков
1. Гипсовые блоки обычно больше макс. размер подачи гипса мельница , поэтому они должны быть измельчены первичными дробилками.2. Измельченный гипс подается в оборудование для измельчения гипса и выгружается до тех пор, пока не будет измельчен до качественной продукции.
3. Порошки гипса подаются в кальцинатор.
4. Согласно промышленному использованию, гипс используется для производства различных продуктов.
Технологические преимущества
В настоящее время шлифовально-фрезерные станки Clirik HGM или MTM являются основным оборудованием линий по производству гипсового порошка , а размер порошка очень хорошо соответствует большинству требований наших клиентов.Используя эти две мельницы для измельчения гипса , заказчики могут найти следующие преимущества.1. В оборудовании используется коническая зубчатая передача, мощность стабильна.
2. Специальная внутренняя система смазки тонким маслом обеспечивает хорошее смазывание, эффективно предотвращает проблемы с выбросами.
3. Изогнутый воздуховод может эффективно снизить сопротивление воздушному потоку. Между тем, тангенциальный поток воздуха хорош для распределения минералов, защищая машину от блокировки.
4.Лопата с изогнутой поверхностью со сменным лезвием, благодаря чему сокращаются эксплуатационные расходы.
ГИПСОВАЯ ДОСКА — Палитра углеродных интеллектуальных материалов
Руководство по проектированию и строительству
При необходимости рассмотреть возможность использования углеродных панелей с нижней частью
Альтернативы гипсокартону, в которых используются прессованные сельскохозяйственные волокна (CAF), могут представлять собой низкоуглеродистую альтернативу стандартным гипсокартонам. Там, где это разрешено кодексом, ищите продукты, в которых используются сельскохозяйственные отходы, такие как побочные продукты пшеницы, риса и соломы, которые улавливают углерод во время своего роста и хранят этот углерод в качестве строительного продукта.Эти продукты часто требуют менее энергоемких производственных процессов, но могут не обеспечивать требуемых огнестойких свойств, как у гипсокартона, и могут потребовать дополнительных систем пожаротушения. Экологические декларации продукции (EPD) теперь доступны для большинства панельных изделий, что позволяет пользователям сравнивать содержание углерода в аналогичных панельных изделиях.
Если требуется гипсокартон, конструкция исключает отходы
Проектирование с целью демонтажа и проектирование для минимизации отходов помогает сократить выбросы, связанные с отходами материалов, например, выбросы со свалок и выбросы, связанные с производством нового или заменяющего материала.Следующие инструкции по проектированию и строительству помогают устранить отходы:
Используйте меньшее количество марок и размеров
Определение нескольких типов гипсокартона для проекта часто увеличивает количество строительных отходов, отчасти потому, что некоторые типы гипсокартона не могут быть переработаны вместе. 3 . Укажите меньшее количество различных марок и размеров, чтобы учесть их переработку.
Изучите стандартные размеры изделий из гипсокартона и начертите дизайн каждой плиты
Гипсокартон доступен во множестве стандартных размеров, но наиболее распространенными являются 4 фута шириной и 8 футов высотой.При проектировании нарисуйте каждую доску и разработайте наиболее эффективную комбинацию, чтобы уменьшить отходы обрезки.
Проект на разборку
Использование реек или сухих швов может позволить демонтировать и повторно использовать гипсокартонные плиты. Укажите разделы, которые можно разобрать и использовать повторно, если это возможно.
Защищать гипсокартон от воды, влаги и экстремальных температур
Стандартные гипсовые изделия должны быть защищены до, во время и после строительства, чтобы гарантировать долговечность изделия, поскольку стандартные гипсовые изделия не долговечны во влажных условиях.При наличии риска воздействия влаги выбирайте продукты и системы, обеспечивающие адекватную стойкость. В местах, подверженных наводнениям, используйте вместо них сплошные стены.
Определить места переработки отходов гипсокартона
Гипсокартон может быть переработан в новые гипсовые изделия. Сначала спроектируйте как можно больше отходов, а затем определите места для переработки оставшихся отходов гипсокартона.