Время полного термического распада СаСОз зависит от температуры, плотности карбонатной породы и размера ее кусков.По мере того как кусок известняка обжигается, увеличивается толщина слоя извести на его поверхности.
Разложение СаСОз в куске и основное количество тепла диссоциации (разложения) сосредоточено на некоторой границе (поверхности), величина и положение которой непрерывно меняются. Граница между наружным обожженным слоем и внутренним необожженным называется зоной диссоциации. Эта граница хорошо видна на изломе куска извести с недожогом.
При повышении температуры обжига выше 900° С скорость разложения известняка резко возрастает. Так, если скорость продвижения зоны диссоциации при температуре 950° С принять за единицу, то при температуре 1050° С она увеличится в 1,8 раза, а при 1150° С – в 4 раза. Отсюда следует, что температура обжига является основным фактором в увеличении производительности печи.
Повышение плотности природных карбонатов кальция требует увеличения температуры их разложения, поэтому температура обжига мраморов и известняков высокой плотности должна быть на 50–80°С выше температуры обжига рыхлого и мелового сырья.
По мере того как кусок известняка обжигается, увеличивается толщина слоя извести на его поверхности. Вследствие высокой пористости коэффициент теплопроводности СаО в 3 раза ниже, чем известняка, что уменьшает подвод тепла к границе диссоциации. Таким образом, время полною разложения куска известняка зависит не только от температуры обжига, но и от его линейного размера.
На время разложения оказывает влияние форма кусков известняка. Время полного разложения куска известняка неправильной округлой формы в 1,5–2 раза меньше времени обжига равного ему по объему куска в виде плиты.
Продолжительность полного разложения кусков известняка различного размера при данной температуре пропорциональна квадрату линейного размера куска. Поэтому для получения равномерно (одинаково) обожженной извести необходимо, чтобы исходное сырье имело близкие по размеру куски.
При нагревании кальциевого известняка до температуры разложения образуется СаО, обладающая максимальной скоростью соединения с водой, т. е. минимальным временем гашения. При дальнейшем прокаливании образовавшейся окиси кальция происходит спекание материала, выражающееся в срастании мелких кристаллических зерен СаО в крупное многокристаллическое тело.
С увеличением температуры и времени прокаливания происходит рост кристаллов, называемый процессом рекристаллизации. Процесс рекристаллизации сопровождается повышением плотности и прочности извести и замедлением скорости ее гашения.
Прокаливание чистой СаО в интервале температур 950–-1350° С приводит к росту ее кристаллов до размера 5–10 мк и увеличению в два-три раза времени гидратации, но не сказывается на количестве активной СаО. При прокаливании чистого известняка (с содержанием примесей менее 2%) в течение 1 ч в температурном интервале 1350–1400° С происходит образование перекристаллизованной (пережженной) извести (кристаллы СаО более 10 мк) в пределах 9–20%. Поэтому обжиг в печах на газообразном или жидком топливе чистых кальциевых известняков при температуре до 1300°С не приводит к появлению пережженной извести, а сопровождается получением активной извести со сроками гашения до 20 мин.
Природные карбонаты кальция обычно содержат определенное количество MgCOs и примесей. Примеси входят также в зольную часть топлива. Наиболее распространены примеси в виде кремнезема (Si02), полуторных окислов (Fe203, AI2O3) и сульфата кальция (CaS04).
06.12.2010, 179 просмотров.
