Оценка показателей качества извести

Размещено на http://www.allbest.ru/

Практическая работа

«Оценка показателей качества извести»

1. Краткие теоретические сведения

Продукт обжига кальциевых пород - известь - широко применяется в агломерационной шихте как интенсифицирующая и флюсующая добавка. Эффективность применения извести в значительной степени зависит от её качества, определяемого физико-химическими свойствами продукта обжига. Анализу и взаимосвязи химического состава извести посвящена настоящая робота.

Одним из основных показателей химического состава извести следует считать содержание в ней обожженной, т.е. освобождённой в процессе обжига от углекислого газа CaO, которую условно называют свободной. Свободная CaO в извести может быть представлена в виде двух составляющих: активной и пережжённой, первая их которых является окисью кальция, способной гидратироваться при определённых условиях гашения, а вторая - CaO, которая не может вступать в реакцию с водой. Образование пережжённой СаO, возможно в результате процессов твёрдо- и жидкофазного спекания, вызывающих уплотнение и оплавление структуры извести, препятствующее проникновению воды в глубь куска, а также в результате твердофазных химических реакций СаО с другими соединениями, присутствующими в извести.

Поскольку свободная СаО включает пережжённую СаО и поэтому не всегда характеризует содержание в извести окиси кальция, оказывающей интенсифицирующее влияние на агломерационный процесс, важнейшим показателем качества агломерационной извести является содержание в ней активной СаО, методика определения которой должна соответствовать реальным условиям гидратации извести в процессе её использования при производстве агломерата. Стандартная методика определения активных СаО и MgO в строительной извести (ГОСТ 9179-77) не соответствует условиям применения извести в агломерационном производстве, поскольку не предусматривает гашение при высокой температуре и тонкое измельчение извести перед гашением, что далеко не всегда имеет место. Так же как повышение температуры процесса гашения, предварительное измельчение извести приводит к увеличению содержания активных составляющих по сравнению с известью исходной крупности.

При прочих равных внешних условиях степень усвоения (гидратации) извести в аглошихте зависит от активности извести, т.е. от скорости процесса гидратации активной СаО, обусловленной структурой извести. В качестве показателя активности извести обычно используют время полного гашения извести, о котором судят по изменению температурного уровня процесса гидратации. известь агломерационный шихта флюсующий

Исследования производили с известью, полученной обжигом известняка (51,13% СаО; 2,82% MgO; п. п. п. - 43,17%) в опытно-промышленной печи циклонного типа конструкции ДМетИ и промышленной обжиговой машине ПОР 3-12 мм. Различное качество извести получали, изменяя режим работы обжиговых агрегатов.

Содержание активных (СаО + MgO) в извести определяли по приращению веса пробы извести начальной крупности весом 1 кг в результате её гашения водой с температурой 10-15 °С при отношении вода: известь 1:1. Для определения времени гашения 100-г навеску извести исходной крупности помещали в термоизолированный стакан с установленным в нём термометром таким образом, чтобы нижний конец термометра находился в середине слоя извести, и заливали 100 г воды. Начальная температура извести, воды и стакана составляла 20 °С ±0,5 ? С. После добавления воды к извести фиксировали температуру смеси через 5 с, а затем через каждые 30 с до начала снижения максимальной температуры. В ходе этого испытания определяли также температуру гашения по разности максимальной и начальной температур и коэффициент активности ДТ5 по величине повыше температуры суспензии за первые 5 с гашения.

Для сравнительной оценки влияния показателей качества извести на скорость аглопроцесса и производительность установки проводили спекания в лабораторной чаше площадью 0,132 мІ при высоте слоя шихты 280 мм. Рудная часть шихты состояла из магнетитового концентрата аглоруды в соотношении 9:1. Известь в количестве 3% от веса шихты полавали непосредственно перед смешивание. Для поддержания постоянной основности агломерата, равной 1,3 при применении извести с разным содержанием СаО соответственно корректировали расход известняка в шихту.

Результаты определения показателей качества извести и процесса сжигания представлены в таблице.

3. Результаты определений и их анализ

Результаты спеканий аглошихты с известью различных качеств

Принятая методика определения времени гашения аналогична стандартной (ГОСТ 9179-77) предусматривающей постоянный расход воды независимо от количества активной СаО в извести. В этом случае в содержании активной СаО в исследуемых известях приводит к неодинаково-температурному уровню, в свою очередь, со структурой извести оказывает существенное влияние на скорость реакции гидратации. Как правило, с увеличением содержания активных составляющих время гашения извести возрастает. Это обусловлено, прежде всего, значительным снижением растворимости гидрата окиси кальция в воде с ростом её температуры, что приводит к возрастанию концентрации продукта реакции и препятствует проникновению воды в глубь частиц извести.

Оценку интенсифицирующего влияния извести на агло-процесс можно сделать по количеству активной СаО, вступающей в реакцию в начальный период процесса гидратации, косвенным показателем которого является повышение температуры суспензии за этот период - коэффициент активности. Коэффициент активности является комплексным показателем качества извести, поскольку зависит от количества активной СаО и её активности.

Чем выше подъём температуры в начальный период гашения, тем быстрее скорость реакции гидратации при сравнительно невысокой температуре, т.е. в условиях, близких к реальным условиям гашения извсти в аглошихте. При этом решающее влияние на скорость оказывают размеры кристаллов СаО, количество несовершенств в их кристаллической решетке, плотность, наличие оплавленных участков и другие факторы, определяющие термин «активность извести».

Более плавный характер восхождения кривой гидратации извести Б-2, отличающий её не только от аналогичной по крупности извести Б-1, но и от извести типа А, полученной в другом обжиговом агрегате и имеющей другую крупность, указывает на пониженную активность этой извести. Как известно, известь, получаемая на обжиговой машине ПОР, в результате, жёсткого и неравномерного обжига может содержать много «пережога». Низкая активность извести Б-2, вероятно, вызвана более высокими температурами обжига извести этой пробы.

Следует отметить, что температура гашения извести также не является достоверной характеристикой активности, поскольку при незначительных тепловых потерях системы в окружающую среду температура гашения прямо пропорциональна содержанию активных составляющих, но от скорости гашения максимальная температура процесса не зависит.

Основные результаты спеканий, приведённые в таблице, показывают, что наиболее представительную характеристику интенсифицирующего влияния извести на аглопроцесс даёт коэффициент активности, отражающий особенности физико-химических свойств и структуры известей различных типов. Повышение коэффициента активности соответствует увеличению скорости спекания потому, что этот показатель характеризует количество активной СаО, вступающей в реакцию гидратации в ходе подготовки шихты к спеканию, а следовательно, влияющей на газопроницаемость слоя окомкования шихты. В то же время, содержание активных составляющих не соответствует скорости спекания известей типа Б, а время гашения - известей типа А, поскольку первый показатель не учитывает пониженную активность извести Б-2, а второй снижение скорости гашения с увеличением температуры суспензии.

Выводы

Основные показатель качества извести - содержание активных составляющих и время гашения характеризуют известь с различных сторон, однако каждый из них в отдельности не всегда позволяет судить об интенсифицирующем влиянии извести на агломерационный процесс. Представительную оценку такого влияния даёт комплексный показатель, каким является коэффициент активности - повышение температуры суспензии за определённое время гашения. При этом условия гашения извести должны быть реальными для агломерационного производства.

Библиографический список

1. Борисов В.М., Карабасова Ю.С., Антонов А.О. и др. - «Изв. Вуз. Черная металлургия», 1977, №11, с.59-62

2. Табунщиков Н.П. Производство извести, М., «Химия», 1974. 240 с. с ил.

3. Бойнтон Р.С. Химия и технология извести. М., Изд-во литературы по строительству, 1972. 240 с. с ил.

4. Монастырев А.В., Александрова А.В. Печи для производства извести. С. гз:ч--и:ч М., «Металлургия», 1979. 232 с. с ил.

Размещено на Allbest.ru