дисоціації CaSO 4 · 2H 2 O при даній температурі.
Малюнок 4 - Схема термічних перетворень модифікацій двуводного гіпсу [1, стор. 15]
Реакція дегідратації гіпсу є ендотермічної і протікає з поглинанням тепла:
CaSO 4 · 2H 2 O =?-CaSO 4 · 0,5H 2 O + 1,5H 2 O (пар) - 85266 Дж/моль
Механізм і кінетика процесу дегідратації двуводного сульфату кальцію змінюються залежно від технологічних умов його проведення. При випалюванні у відкритих апаратах довкіллям є повітря з порівняно низькою відносною вологістю і вода, яка виділяється з гіпсу у вигляді водяної пари. При дегідратації гіпсу в закритих апаратах при підвищеному тиску, коли середу насичена водяними парами, вода виділяється з гіпсу в крапельно-рідкому стані.
При видаленні води з частинок двуводного сульфату кальцію у вигляді пари (у відкритих апаратах) відбувається їх диспергування, порошкоподібний двугидрата під впливом пари, що виділяється води набуває рухливість і починає як би кипіти. У результаті такої термічної обробки двуводного гіпсу в ненасиченої водяними парами атмосфері відбувається розпушення його кристалічної решітки і утворюється напівводний гіпс CaSO 4 · 0,5H 2 O у вигляді? - Модифікації. ?-Полугідрат Має вигляд тонких волокон, орієнтованих під кутом 60 ° до осі З кристала гіпсу. Утворення нової фази починається з поверхні кристала гіпсу і поступово поширюється вглиб із збереженням обсягу вихідного кристала. У результаті видалення води утворюються пори як між окремими волокнами, так і всередині волокнистих кристалів? - Напівгідрату. Тому? - Полугідрат відрізняється високою дисперсністю, питома поверхня його частинок в 2,5 - 5 разів більше, ніж у? - Напівгідрату, що обумовлює його відносно високу водопотребность. Кристали?-полугідрата дрібні і погано виражені. Домішки в гіпсі прискорюють процес його дегідратації. З? - Напівгідрату складаються гіпсові в'яжучі (будівельний і формувальний гіпс), одержувані випалюванням гіпсового каменю в обертових печах або варінням гіпсового порошку в виручених котлах при температурі 150 - 170 ° C [1, стор. 19].
Таблиця 5 - Властивості різних модифікацій сульфату кальцію
НаіменованіеДігідрат CaSO 4 · 2H 2 O? - напівгідрату CaSO 4 · 0,5H 2 OПлотность, 10 3 кг/м 3 2,2 - 2,42,62 - 2,68Растворімость у воді, г/л: при 20 ° C при 50 ° C 2,05 2,03 7,0 - 7,4 4,26Температура дегідратації, ° C100 - 150170 - 180Расшіреніе при твердінні, 10 - 3 мм/м - 1,7
4 ВИРОБНИЦТВО БУДІВЕЛЬНОГО ГІПСУ
У промисловості будівельних матеріалів застосовують кілька технологічних схем виробництва гіпсу, які передбачають роздрібнення, помел також сушку. Черговість виконання зазначених процесів може змінюватися залежно прийнятої технології виробництва гіпсу. В одних технологічних схемах помел передує випалу, в інших проводиться після випалу, а в третіх помел й випал поєднуються в одному апараті.
Виробництво гіпсу з застосуванням варильних котлів . При виробництві гіпсу за технологічною схемою з шахтної млином і варильних котлом гіпсовий камінь зі складу або кар'єра вступає у прийомний бункер і пластинчастим живильником подається в щековую, а потім і молоткову дробарки. Дроблений гіпсовий щебінь транспортується елеватором в бункер, звідки пластинчастим живильником подається в шахтну млин, де матеріал одночасно піддається помолу і сушці. Отриманий в млині мелений гіпс захоплюється газовим потоком в систему газоочистки, що складається з спареного циклону, батарейного циклону, електрофільтру. Очищені гази віддаляються в атмосферу, а мелений гіпс з усіх пилеосадітельних апаратів подається в бункер, звідки періодично завантажується в варильний котел. Обпалений гіпс відправляють на склад.
Така технологія володіє наступними перевагами. У процесі зневоднення заздалегідь подрібненого гіпсу в виручених котлах він не стикається з топковим газами і безперервно перемішується, що оберігає його від забруднення і забезпечує отримання порівняно однорідного продукту. Крім того, варильні котли відрізняються простотою обслуговування, зручністю регулювання та контролю режиму випалу.
Однак варильних котлам притаманний і ряд недоліків: вони є періодично працюючими апаратами, днище і обичайки котлів швидко зношуються, складно вловлювати гіпсову пил, захоплюється парою, що виділяється при дегідратації двугидрата. Крім того, при отриманні будівельного гіпсу в виручених котлах необхідний попередній помел необпаленої гіпсового каменю, який протікає з достатньою швидкістю лише в тому випадку, коли вологість гіпсу не перевищує 1%. В іншому випадку потрібна попередня сушка, що ускладнює виробничий процес.
Виробництво гіпсу випалюванням в обе...
