Производство гипсовых вяжущих
В промышленных условиях применяют два способа производства гипсовых вяжущих - мокрый и сухой. Мокрый способ производства. При мокром способе процессы дегидратации гипса осуществляются в среде насыщенного водяного пара или в воде, а также в водных растворах солей под давлением равным или выше атмосферного. CaSO4 * 2H2O → CaSO4 * 0,5Н2O + 1,5Н2O. Превращение двуводного сульфата кальция в полугидрат идет путем растворения гипса в воде, образования и роста кристаллов полугидрата. Образуются сравнительно плотные кристаллы полуводного сульфата кальция и технический продукт, называемый α-полугидратом. Удельная поверхность этого вяжущего в 1,5-2,0 раза меньше удельной поверхности вяжущего, изготовленного сухим способом. Водопотребность вяжущего, полученного мокрым способом, изменяется в пределах от 32 до 45 %. Поэтому мокрым способом изготавливают гипсовые вяжущие высоких марок по прочности (Г-10 - Г-25) при более высокой стоимости. По мокрому способу получают не более 3 % гипсовых вяжущих от общего объема их производства. Причиной являются высокие продолжительность процессов производства и затраты. Кроме того, высокопрочные гипсовые вяжущие применяются преимущественно для специальных целей, например в производстве фаянса и фарфора, и потребность в вяжущих сравнительно невелика. Для превращения гипса в полугидрат необходимо нагреть сырье до температуры выше 100 °C (105-115 °C). Вяжущие можно получить при термообработке гипса в водных растворах хлористого кальция и хлористого магния при атмосферном давлении. Опыт промышленного производства вяжущих по этой технологии показал, что они не могут конкурировать с аналогичной продукцией, полученной например, путем автоклавной обработки. Причиной являются необходимость тщательной промывки, большое количество оборотной воды, высокие затраты на сушку. В промышленных условиях используются технологические процессы, включающие термическую обработку сырья в среде насыщенного водяного пара под давлением выше атмосферного - в автоклавах и демпферах. Ниже приведена технологическая схема производства α-полугидрата путем обработки в демпферах (Самарский гипсовый завод, гипсовый камень Красноглинского месторождения). Разработаны также другие варианты мокрого способа: - гидротермальная обработка и сушка осуществляются в различных аппаратах; - тепловая обработка и сушка производятся в одном аппарате; - водяной пар подается из котельной; - насыщенный водяной пар образуется путем дегидратации сырья (метод самозапаривания); - при переработке дисперсных промышленных отходов производится автоклавная обработка водной суспензии в аппаратах непрерывного действия. Сухой способ производства. При сухом способе производства вяжущих обжиг ведут в тепловых агрегатах, работающих при атмосферном давлении; кристаллизационная вода выделяется в виде пара и образуется продукт, называемый β-полугидратом, с более высокой удельной поверхностью. Поэтому сухим способом получают гипсовые вяжущие со сравнительно высокой водопотребностью (45-70 %), при более низкой стоимости. Сухим способом изготавливают гипсовые вяжущие невысоких марок (Г-2 - Г-7). |