 Производство гипса
Гипсовый камень — продукт измельчения
горной породы осадочного (химического) происхождения, состоящей в основном из
природного минерала — гипса (CaS042H20).
Теоретический состав двуводного сульфата кальция, % по
массе: СаО — 32,56; S03 — 46,51; Н20 - 20,93.
В природе гипс встречается чаще всего в виде трех
минералогических разновидностей, отличающихся друг от друга своей
кристаллической структурой:
• алебастр
(гр. alabastros — белый) — плотный мелкозернистый минерал с сахаровидным
изломом или крупнозернистый с беспорядочно ориентированными в пространстве
кристаллами;
• селенит
(гр. selen — луна) — волокнистый, сложенный из правильно расположенных
нитевидных кристаллов минерал, имеющий характерный шелковистый отлив;
• гипсовый
шпат — пластинчатый минерал с плоскими прозрачными кристаллами слоистой
структуры.
Гипсовый камень и вяжущие вещества, получаемые в
результате его переработки, имеют приближающийся к белому цвет.
Примеси могут придавать гипсу серый, желтоватый, розовый,
бурый и другие оттенки. В качестве примесей при производстве гипса
встречаются кварц, пирит, сера, карбонаты, бораты, глинистые и битуминозные
вещества.
Гипсовый камень характеризуется следующими свойствами:
прочность при сжатии — около 80 МПа, истинная плотность — 2200...2400 кг/м3,
средняя плотность гипсового щебня в насыпном состоянии — 1300... 1600 кг/м3,
твердость по шкале Мооса — 2. Растворимость гипса в воде (г/л) в пересчете на
сульфат кальция при температуре 20 °С составляет 0,2; при 40 °С — 0,21; при
100 °С — 0,17.
Гипс используют преимущественно как сырье для
производства низко- и высокообжиговых гипсовых вяжущих и в качестве добавки,
вводимой при помоле клинкера портландцемента и его разновидностей с целью
регулирования сроков схватывания. Другим направлением использования
природного гипса является изготовление стеновых и перегородочных изделий, что
обусловлено его низкой теплопроводностью: при 30 °С — 0,28...0,34 Вт/(м- °С).
 Ангидрит — безводный
сульфат кальция (CaS04), в природе обычно залегающий под слоями гипса.
Химически чистый ангидрит содержит, % по массе: СаО — 41,2; S03 — 58,8.
Ангидрит состоит из преимущественно мелких кристаллов, имеет белый с
различными оттенками цвет и характеризуется прочностью 60...80 МПа, истинной
плотностью 2,9...3,1 г/см3, твердостью 3...3.5. Применяется он в технологии производства
гипса для производства безобжиговых и высокообжиговых гипсовых вяжущих
веществ, а также в качестве добавки для производства цемента.
Гипсосодержащие породы (глиногипс, гажа, арзик)
состоят из трех основных компонентов: гипса, глины н карбонатов и
представляют собой тонкодисперсную механическую смесь или рыхлые,
сла-босцементированные образования серого, желтоватого или бурого цвета.
Истинная плотность — около 2 г/см3, твердость по Моосу —
менее 1. Кристаллическая структура — моноклинная, гексагональная и
ромбическая. Химико-минералогическнй состав гипсосодержа-щих пород
варьируется в широком диапазоне даже в пределах одного месторождения
(содержание CaS04-2H,0 может изменяться от 30 до 70 %). Вяжущие вещества из
гипсосодержащих пород по свойствам значительно уступают материалам,
приготовленным из относительно чистого природного дву водного гипса. Поэтому
их применяют для получения гипсовых вяжущих только в местах добычи, если нет
более качественного сырья.
Гипсосодержащие отходы образуются во многих производствах
химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также при
десульфатизации промышленных газов. Эти отходы представляют собой влажные
порошки или шламы с характерным цветом и запахом, содержащие в той или иной
форме значительное количество различных модификаций сульфата кальция.
В настоящее время известно более 50 видов гипсосодержащих
отходов. Наиболее удобно их классифицировать по происхождению. Впервые такая
классификация была предложена Ю.Г. Мещеряковым. В соответствии с ней попутные
продукты, содержащие сульфат кальция, образуются:
• в
производстве минеральных кислот: ортофосфорной (фос-фогипс и
фосфополугидрат), ортоборной (борогипс) и плавиковой (фторангидрит);
органических кислот: лимонной (цит-рогипс), виннокаменной (тартратогипс),
молочной и муравьиной;
•
при химической переработке древесины (гидролизный гипс);
•
при производстве комплексных удобрений из минералов и горных пород,
относящихся к группе сложных сульфатов (каинит, полигалит и др.);
•
при обработке водных растворов некоторых солей: FeS04 (крем-негипс), СаС12 и
др.;
•
при очистке промышленных газов, содержащих S03 (сульфо-гипс);
•
при обработке водных растворов кислот, образующихся, например, при
производстве диоксида титана (титаногипс), синтетических волокон и др.;
•
при производстве солей из озерной рапы, морской и океанической воды (рапной
гипс);
•
при производстве витаминов (витаминный гипс).
Наибольший интерес для производства гипсовых вяжущих и
изделий из гипса представляют крупнотоннажные отходы химической
промышленности:
фосфогипс, борогипс, фторгипс, титаногипс. Указанные отходы
тонкодисперсны, имеют удельную поверхность 400...700 м2/кг, истинную
плотность 2200...2400 кг/м\ насыпную плотность в сухом состоянии 400...800
кг/м3.
Гипсосодержащие отходы, как правило, содержат значительное
количество влаги (15...150%), а также различное количество водорастворимых
кислот и других вредных примесей, негативно влияющих на сроки схватывания и
другие свойства получаемых вяжущих веществ. Поэтому прежде чем использовать
отходы для производства гипсовых вяжущих веществ, их необходимо высушивать,
производить промывку или нейтрализацию вредных примесей, что приводит к
увеличению энергозатрат и усложняет технологический процесс производства.
Другим недостатком этих отходов является неоднородность их химического и
минералогического состава даже в условиях одного отдельно взятого
предприятия.
Указанные недостатки сдерживают применение гипсосодержащих
отходов в качестве сырья для производства гипсовых вяжущих веществ и в
качестве добавки для производства портландцемента. Однако в последние годы в нашей
стране н за рубежом накоплен значительный опыт в этой области. Полученные
результаты показывают возможность и перспективность переработки
гипсосодержащих отходов (прежде всего фосфогипса) в вяжущие вещества.
Термины:
формы для гипса
как сделать гипс прочным как
камень
производство гипса
технология
производство строительного
гипса
производство изделий из
бетона цемента и гипса оквэд
|