Характеристика карбонатного сырья

Для производства извести используются осадочные карбонатные горные породы, состоящие из углекислого кальция, углекис­лого магния и различных примесей, а также отходы некоторых производств (например, сахарных заводов). Карбонатные поро­ды с содержанием углекислого кальция не менее 70% называются известняками.

Известняки образовались в основном из останков живых ор­ганизмов, обитавших миллионы лет назад в морской воде. Скоп­ления скелетов, раковин, панцирей, в состав которых входил уг­лекислый кальций, образовали известняковый ил, который под действием огромного давления столба воды и вышележащих пластов уплотнялся. Чем больше времени прошло с момента образования таких скоплений, тем более плотным является из­вестняк.

Некоторая часть известняков образовалась химическим пу­тем вследствие перехода растворимой в воде двууглекислой соли кальция в нерастворимую углекислую (химические известняки).

В природе встречаются известняки самой разнообразной ок­раски: белой, серой, желтой, зеленоватой, бурой, красноватой, черной и пестрой. Цвет известняка определяется примесями. Желтоватый, бурый, красный и коричневый цвет известняка оп­ределяется наличием окислов железа и марганца; серый и чер­ный цвет обусловлены примесями битуминозных смол и углистых веществ; зеленоватый связан с наличием в известняке закисных соединений железа. Известняки с матовой поверхностью имеют повышенное содержание магния, а с кристаллическим блеском — повышенное содержание кремния. Пахучесть известняка говорит о значительном содержании в нем органических остатков.

Все известняки классифицируют по двум признакам: по струк­туре, т. е. по строению материала, и по химическому составу. По структуре различают следующие виды известняков: зернисто-кристаллический известняк, или мрамор; плотный известняк; рыхлый известняк; мел; известняковый туф; известняк-ракушечник.

Мрамор отличается максимальным содержанием . Кристаллическая структура в мраморе видна даже невооружен­ным глазом. Объемный вес мрамора составляет 2600—2800 кГ/ предел прочности при сжатии соответственно 700—1200 кГ/ , коэффициент теплопроводности 2,8 ккал/м·ч·град.

Мрамор в основном применяется в качестве отделочного ма­териала. Некоторые разновидности мрамора, а также отходы мрамора (мраморная крошка и др.) используются для обжига на известь.

Плотный известняк имеет тонкозернистую структуру. Такие известняки образовались путем химического осаждения или в условиях спокойного состояния воды на некотором удалении от берегов, где отлагались только мельчайшие частицы.

Отдельные виды плотных известняков поддаются полированию и поэтому носят название мраморовидных. Объемный вес известняка находится в пределах 2400—2600 кГ/ , твердость по десятибалльной шкале равна 3, предел прочности при сжатии ко­леблется от 200 до 800 кГ/ , коэффициент теплопроводности 2,5 ккал/м·ч·град.

Карьерная влажность мраморов и плотных известняков невы­сокая — 2—4%. Плотный известняк характеризуется высоким содержанием , однако иногда имеет значительное коли­чество примесей. Применяется он для производства извести и щебня для строительных работ. Иногда плотный известняк обла­дает белым цветом и используется как отделочный материал.

Рыхлый известняк состоит из отдельных шаровидных сцементированных зерен известняка, внутри которых находятся песчинки и другие посторонние тела. Предел прочности рыхлого известняка значительно ниже, чем плотного, и составляет 100—200 кГ/ . Объемный вес известняка в пределах 1800— 2200 кГ/ Влажность доходит до 8—10%. Коэффициент тепло­проводности составляет 1—1,5 ккал/м·ч·град. Такие известня­ки называются оолитовыми. Они встречаются в природе доволь­но редко. Используются оолитовые известняки в основном для обжига на известь.

Известняковый туф отличается пористостью, ноздре­ватостью структуры и низким пределом прочности при сжатии. Известняковый туф и рыхлые известняки используются в основном при производстве известняковой муки для сельского хозяй­ства.

Мел или землистый известняк имеет рыхлую структуру. Мел состоит из останков микроскопических организмов и является отложением неглубоких морей. Объемный вес мела находится в пределах 1300—1800 кГ/ Предел прочности при сжатии 4,0—80 кГ/ . Карьерная влажность мела колеблется в широких пре­делах 16—30%. Чистый мел служит высококачественным сырьем для производства извести во вращающихся печах.

Известняк-ракушечник образовался из остатков крупных раковин и относится к мягким пористым карбонатным породам, которые используются для обжига на известь во вра­щающихся печах. Объемный вес ракушечника 800—1800 кГ/ предел прочности при сжатии 100—200 кГ/ ; коэффициент теп­лопроводности 0,25—0,4 ккал/м·ч·град.

Кроме углекислого кальция, в состав известняков входят уг­лекислый магний и примеси (песок, глина, и т. п.). Известняки, примеси песка и глины в которых не превышают 2%, в зависит мости от содержания карбоната магния подразделяются на сле­дующие виды:

· известняк чистый кальциевый (мраморовидный известняк, чистый мел) с содержанием до 2%;

· известняк чистый слабо доломитизированный с содержанием в пределах 2—7%;

· известняк чистый доломитизированный с содержанием от 7 до 19%;

· чистый доломит с содержанием в пределах 45—46%.

Обжигом этих известняков получают известь, физико-химиче­ские свойства которой, а следовательно, и область применения зависят в основном от содержания в исходном сырье. На­пример, при обжиге чистых кальциевых известняков получают белую воздушную кальциевую известь, которая применяется как химическое сырье в различных отраслях промышленности и как вяжущее в строительной индустрии. Доломитизированные изве­стняки дают серую воздушную известь, используемую иногда в строительных растворах, а при обжиге во взвешенном состоя­нии — в изделиях автоклавного твердения. Доломиты и доломи­тизированные известняки широко применяются для известкова­ния кислых почв.

Наиболее распространенными примесями в карбонатных по­родах являются кремнезем (в виде песка) и окислы железа и алюминия. Так как глина — это соединение кремнезема с водой и окисью алюминия, то сумма окислов назы­вается глинистыми примесями. В тех случаях, когда кремнезем равномерно распределяется по всему слою известняка, порода называется опокой. Обычно кремнезем образует в месторожде­нии карбонатного сырья включения и прослойки или присутству­ет в виде песка различной крупности.

Присутствие в сырье кремнезема ухудшает полезные свойст­ва воздушной извести (снижается ее пластичность и вяжущие свойства) и затрудняет ведение процесса обжига. Поэтому для производства воздушной извести обычно применяют чистые из­вестняки с содержанием кремнезема 1—2% и редко с содержа­нием до 3%.

Глинистые примеси в количестве до 2% не изменяют свойства воздушной извести. Известняки с содержанием глинистых при­месей от 2 до 8% называются слабо мергелистыми известняка­ми, а получаемая из них известь — слабогидравлической. При содержании глинистых примесей в пределах 8—21% известняки называются мергелистыми, а получаемая из них известь — силь­ногидравлической. Карбонатную породу, содержащую от 21 до 50% песчано-глинистых веществ, называют мергелем. Слабогид­равлическая известь в обычном виде гасится частично, а сильно­гидравлическая вообще не гасится. Для придания ей вяжущих свойств гидравлическую известь подвергают тонкому помолу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: