Ответ на вопрос 3

Основой производства гипсовых вяжущих веществ является способность двуводного сульфата кальция CaSO₄·2H₂O при нагревании выделять из кристаллической решетки химически связанную (кристаллизационную) воду, т.е. дегидратироваться по следующим реакциям:

CaSO₄·2H₂O =(t, °С)= CaSO₄·0,5H₂O + 1,5H₂O;

CaSO₄·0,5H₂O=(t, °С)= CaSO₄ + 0,5H₂O.

В зависимости от условий, в которых протекают эти реакции, продукты дегидратации двуводного сульфата кальция могут быть представлены различными модификациями.

Двуводный сульфат кальция CaSO4·2H2O
1) при обработке в атмосфере, насыщенной водяным паром, или в жидким средах при 115 °С	1) при обработке в атмосфере, не насыщенной водяными парами, при 107 °С
α-полугидрат CaSO4·0,5H2O	ᵦ-полугидрат CaSO4·0,5H2O
2) при нагревании до 200-210 °С	2) при нагревании до 170-180 °С
α-обезвоженный полугидрат CaSO4·0,5H2O	ᵦ-обезвоженный полугидрат CaSO4·0,5H2O
3) при нагревании до 220-250 °С	3) при нагревании до 320-360 °С
α-растворимый агнидрит CaSO4	ᵦ-растворимый ангидрит CaSO4
4) при нагревании выше 450 °С - нерастворимый ангидрит CaSO4
5) при нагревании более 750-1000 °С - частичное разложение 2CaSO4 = 2CaO + 2SO2 + O2

Технологический процесс производства гипсовых вяжущих состоит в измельчении гипсового или гипсоангидритового природного камня до порошкообразного состояния и последующей тепловой обработки (дегидратации).

Используется несколько технологических схем, отличающихся друг от друга числом и последовательностью основных операций:

1) дробление – помол – варка;

2) дробление – сушка – помол – варка;

3) дробление – сушка + помол – варка;

4) дробление – помол – варка – помол;

5) дробление – сушка + помол – варка – помол;

6) дробление – обжиг – помол.

Первые 5 схем используются при производстве низкообжиговых гипсовых вяжущих НГВ в гипсоварочных котлах. Схема 1 наиболее проста и ее применение возможно лишь при сухом сырье. При влажности сырья более 1 % применяется схема 2. Целесообразно совмещать операции сушки и помола в одном технологическом аппарате (схема 3). Для улучшения качества продукции желателен вторичный помол полуводного гипса, выходящего из варочного котла (схемы 4 и 5).

Схему 6 используют при производстве высокообжиговых гипсовых вяжущих ВГВ.

Гипсовый камень поступает на завод из карьеров в виде кусков размером до 300 мм и подвергается одно- или двухстадийному дроблению. На первой стадии дробления применяются щековые дробилки, на второй – щековые и молотковые или конусные дробилки. Необходимая степень измельчения определяется выбранным аппаратом для тепловой обработки: для шахтных печей 60-300 мм, вращающихся печей 10-35 мм, варочных котлов – порошкообразный материал.

Карьерная влажность гипсового камня колеблется от 1 до 10 %. Процесс сушки совмещают с процессом помола, применяя аэробильные, шахтные или ролико-маятниковые мельницы. Источником тепла для подсушки в большинстве случаев является отработанные в гипсоварочной установке дымовые газы. Для обжига гипсового камня применяются гипсоварочный котел, вращающаяся печь, шахтная печь, автоклав (запаривание гипсового камня насыщенном паром под давлением до 0,6 МПа), открытые емкости с жидкой средой (растворы солей CaCl₂, MgCl₂, MgSO₄, NaCO₃, NaCl и др.).