Розробити технологічну схему підготовки вапняку для виробництва листового скла та розрахувати і представити конструкцію роторної дроба

Міністерство освіти і науки  України

Національний  університет «Львівська політехніка»

Інститут  хімії та хімічної технології

 

 

 

 

Кафедра ХТС

 

              

Пояснювальна  записка

до  комплексного курсового проекту  з технології і обладнання виробництва  скла, кераміки і в’яжучих матеріалів

На  тему:

«Розробити технологічну схему  підготовки вапняку для виробництва листового скла та розрахувати і представити конструкцію роторної дробарки продуктивністю 18 т/год»

 

                                                                               

                                                      Виконав:

Студент групи ХТС-41

Будзило Володимир

Керівник:

Доц. Жеплинський Т.Б.

 

                                                       Львів 2013

 

Зміст

1. Вступ
2. Характеристика продукції
3. Характеристика сировинних матеріалів
4. Вибір і обґрунтування способу виробництва. Опис технологічної

схеми

5. Розрахунок технологічного обладнання
6. Охорона праці
7. Висновки

8.  Список використаної літератури 

1. Вступ

 

 

Скло – один з найпоширеніших матеріалів, який широко використовується в господарстві і побуті: для засклення будинків, споруджень, транспортних засобів. Скляний посуд, пляшки, банки, електролампи, освітлювальна апаратура, дзеркала – необхідні предмети нашого побуту.

 Листове скло  має дуже різноманітний асортимент: безбарвне – поліроване, візерункове, армоване, пофарбоване листове скло також має різноманітний асортимент. З безбарвного і пофарбованого скла виготовляють різні види будівельного скла – скляні блоки, профільне скло, скло шифер, скло плитки й інші личкувальні матеріали. З листового скла виготовляють безпечні види скла (загартоване, триплекс) для заскління автотранспорту, літаків і ін.

    Листове скло – важливий вид продукції, що застосовується в цивільному і промисловому будівництві, на різних видах транспорту, в побуті та меблях.

    Листовим склом  називають  вироби зі скла, що виробляються  у вигляді плоских листів товщина  яких стосовно довжини і ширини  порівняно невелика і складає  орієнтовно 0,15 – 1,5%. На долю листового  скла у світі припадає не  менше 50% його випуску за масою  в порівнянні з іншими видами  скляної продукції. Листове скло  належить до тих будівельних  матеріалів, котрі найбільшим чином  повпливали і впливають на розвиток будівельної індустрії та архітектури. В поняття «листове скло» входять віконне і вітринне, отримане вертикальним витягуванням, та поліроване отримане за флоат – способом. Останнє застосовується для склопакетів, в автомобіле- та авіабудуванні, на залізничному та водному транспорті. Листове скло охоплює широкий асортимент різних кольорів для виготовлення світильників, промислового будівництва: дзеркальне, гартоване, багатошарове тощо.

    Широкому застосуванню  листового скла сприяють такі  властивості як прозорість, хімічна  стійкість, гігієнічність, низька  провідність. Все це, враховуючи  просту технологію виробництва  та доступність сировинної, забезпечує  подальше розширення асортименту  виробів з листового скла. Листове  скло виготовляється згідно ДСТУ  БВ. 2.7-122-2003.

 

 

 

 

 

 

 

2.Характеристика будівельного негашеного вапна

Будівельним повітряним вапном називається продукт, який отримують випалом карбонатних  гірських порід до якомога повнішого  виділення вуглекислого газу. Основним мінералом цих порід є кальцит (СаСО₃) з домішками магнезиту (МgCO₃) і доломіту ((Ca,Mg(CO₃)₂). Сировину випалюють при температурі 1000-1200⁰С до можливо повного виділення вуглекислого газу. Декарбонізація вапняку і перетворення його у вапно відбувається згідно реакції:

CaCO₃ = CaO + CO₂.

В залежності від характеру подальшої обробки  випаленого повітряного вапна (CaO) воно ділиться на:

1. Негашене – інколи називають кипілкою, складається з CaO

- грудкове  – куски випаленого матеріалу,  що не контактував з водою;

- мелене  – порошкоподібний продукт, отриманий  розмелюванням кускового вапна.

2. Гашене (гідратне) – складається з Ca(OH)₂ і надлишку незв’язаної води.

- вапно-порохнянка – порошкоподібний продукт, що отримують гасінням кускового вапна обмеженою кількістю води;

- вапняне  тісто – сметаноподібний продукт гасіння кускового чи меленого вапна кількістю води, що в 2-3 рази перевищує масу негашеного вапна;

- вапняне  молоко;

- вапняна  вода.

Вміст глинистих  і піщаних домішок в складі вапна не повинен перевищувати 6%. Добре випалене вапно з мінімальним  вмістом домішок при взаємодії  з водою швидко і повністю гаситься. При випалі домішки глини і  піску утворюють силікати, алюмінати, алюмоферити кальцію та інші сполуки, які сповільнюють гасіння вапна. Проте при виробництві меленого вапна ці домішки можуть підвищувати його якість, оскільки продукт набуває гідравлічних властивостей. Таке вапно називають гідравлічним і воно ділиться на слабо- і сильногідравлічне.

В залежності від пластичності загашеного продукту, яка в значній мірі залежить від  вмісту домішок розрізняють масне і пісне вапно. Масне вапно швидко гаситься, при гасінні виділяє багато тепла і при цьому дає пластичне, масне на дотик тісто. Пісне вапно дає менш пластичне тісто, в якому на дотик відчуваються дрібні зерна, що не розпались під час гасіння в порошок. Збільшення кількості домішок в сировині опіснює вапно. Пісне вапно придатне для використання, проте його піскоємність менша ніж піскоємність масного, що збільшує вартість розчину.

В залежності від вмісту MgO розрізняють наступні групи вапна:

- кальцієве  (MgO до 5 %);

- магнезіальне (MgO 5-20 %);

- високомагнезіальне (MgO 20-40 %).

Із збільшенням  вмісту MgO вапно гаситься повільніше і при цьому виділяється менша кількість тепла. В залежності від температури, до якої нагрівається вапно під час гасіння розрізняють:

- низькоекзотермічне вапно (температура гасіння менша 70 ^оС);

- високоекзотермічне вапно (температура гасіння більша 70 ^оС).

В залежності від вмісту вільних CaO і MgO, які визначають активність вапна, СО₂, а також непогашених частинок, негашене вапно поділяється на три, а гашене – на два сорти. Вимоги до різних видів вапна наведено в таблиці 2. Ступінь дисперсності порошкоподібного повітряного вапна і гідравлічного повинен бути таким, щоб при просіюванні через сито з сітками № 02 і № 008 за ДСТУ Б.В.2.7-90-99 «Вапно будівельне. Технічні умови» проходило відповідно не менше 98,5 і 85 % маси проби, що просіювалася. 

В залежності від тривалості гашення вапно  поділяється на види, що наводяться у таблиці 1.

 
Таблиця 1

Вид вапна	Індекс часу гашення	Тривалість гашення, хв.
Швидкого гашення	А	До 8
Середнього гашення	Б	До 25
Повільного гашення	В	Понад 25

 

 

     Вапно повинне витримувати  випробування на рівномірність зміни  об'єму. 
Вологість гідратного вапна не повинна перевищувати 5%.. 
Вміст гідратної води у негашеному вапні не          повинен бути більшим ніж 2%. 

В мелене негашене вапно, а також в гашене вапно  можна вводити мелені мінеральні додатки: доменні і паливні шлаки  і золи, вулканічну пемзу, туф і  попіл, кварцові піски, карбонатні породи, цем’янки, трепел, гіпсовий камінь.

Таблиця 2

Технічні  вимоги до вапна

Вапно	Сорт	Вміст, мас. %
		активних CaO і MgO, не менше	активного MgO, не більше	СO2, не більше	непогашених зерен, не більше
Негашене: кальцієве     магнезіальне (доломітове)	I II III I II III	90 80 70 85 75 65	5 5 5 20 (40)* 20 (40)* 20 (40)*	3 5 7 5 8 11	7 11 14 10 15 20
Гідратне	I II	67 60	– –	3 5	– –

* В дужках  вказано граничний вміст MgO в доломітовому вапні.

Якщо за окремими показниками вапно  може бути віднесене до різних сортів, то сорт його     визначається за значенням показника, що відповідає нижчому сорту.

За хімічним складом гідравлічне  вапно повинне відповідати вимогам, наведеним у таблиці 3. 
Таблиця 3

Хімічний склад	Вміст для вапна, % за масою
	слабогідравлічного	сильногідравлічного
Активні СаО+МgО: не більше	65	40
не менше	40	5
Активний МgО, не більше	6	6
СО2, не більше	6	5

 

 

                                                                                                                 
Якщо за окремими показниками гідравлічне вапно може бути віднесене до різних видів, то вид його визначається за границею міцності при стиску. 
Матеріали для виробництва вапна - карбонатні породи, мінеральні добавки (шлаки гранульовані доменні або електротермофосфорні, активні мінеральні добавки, кварцові піски) повинні відповідати вимогам діючих нормативних документів на них. 

Допускається застосовувати у  виробництві вапна інші матеріали, які відповідають вимогам чинних нормативних докуменгів та забезпечують отримання вапна, яке задовольняє вимоги цього стандарту. 
                                   

                            

 

3.Характеристика вапняків

Вапня́к (рос. известняк, англ. limestone, нім. Kalkstein) — осадова гірська порода, що складається головним чином з кальциту з домішками глинистого матеріалу, кремнезему, оксидів заліза та інших. Найпоширеніший різновид карбонату кальцію.

• Загальна характеристика

Вапняк  утворюється на дні морів внаслідок  нагромадження органічних решток (переважно  черепашок) та осадження СаСО₃ з морської води. За походженням розрізняють біоґенні, хемоґенні, перекристалізовані, уламкові та змішаного генезису. Назви вапнякам звичайно надаються в залежності від особливостей компонентів або структур, що входять до їх складу (оолітові, уламкові, черепашкові, рифові тощо).

 
Чистий вапняк складається тільки з кальциту (рідко з невеликим  змістом іншої форми карбонату  кальцію — арагоніту). Присутні і  домішки. Подвійний карбонат кальцію  і магнію — доломіт — зазвичай міститься в різних кількостях, і  можливі всі переходи між вапняком, доломітовим вапняком і гірською породою доломітом. Хімічний склад  чистих вапняків близький до кальциту, де СаО — 56 % і СО₂ — 44 %. Вапняк в ряді випадків включає домішки глинистих мінералів, доломіту, кварцу, рідше — гіпсу, піриту і органічних залишків, які визначають назву вапняку. Доломітизовані вапняки містять 4-17 % MgO, мергелисті - 6-21 % SiO₂⁺R₂O₃. Піщанистий і кременистий мають домішки кварцу, опалу та халцедону. Колір переважно білий, світло-сірий, жовтуватий; присутність органічних, залізистих, марганцевих та інших домішок зумовлює темно-сіре, чорне, буре, червонувате та зеленувате забарвлення. Вапняк — одна з найпоширеніших осадових гірських порід. Його поклади зустрічаються серед відкладів всіх геологічних систем — від докембрійських до четвертинних. Потужність пластів вапняку надзвичайно мінлива - від кількох сантиметрів до 5000 м.

• Особливості добування

 Взагалі, вапняк є одним  з найбільш поширених і різнобічно  використовуваних по всьому світу.  Гашене та негашене вапно використовувалася у багатьох цивілізаціях протягом більш ніж 3000 років. Це пояснюється доступністю сировини, простотою технології та цінними властивостями вапна. 
Будь-який природний камінь, перш ніж дійти до споживача, проходить низку операцій обробки, які починаються на кар’єрі. Вапняк добувають у кар’єрах вибуховим способом. Спочатку розкриваються поклади, знімаються з них бульдозерами шари землі, глини і некондиційного вапняку. Потім уздовж всієї кромки видобутку пробурюються свердловини і закладається вибухівка. Спрямовані вибухи відламують від покладу величезні пласти вапняку, які екскаваторами вантажаться на самоскиди і вивозяться на місце подальшої обробки. Такий спосіб видобутку вапняку характерний для великих родовищ. Малі родовища розробляються іншими, невибуховими способами. У таких родовищах вапняк виймають готовими прямокутними блоками завдяки створенню контурних щілин. Ця технологія основана на створенні в масиві вапняку спеціальних надрізів, перпендикулярних природним тріщинам. Роботи ведуться за допомогою каменерізних машин і екскаваторів.

• Фізико-механічні властивості

 
Фізико-механічні властивості дуже неоднорідні, але прямо залежать від його структури і текстури. Густина вапняку 2,7-2,9. Межа міцності при стисненні коливається в  межах 0,4-300 МПа. Морозостійкість вапняку досягає 300—400 циклів. Він має універсальне застосування в промисловості, сільському господарстві та будівництві. У металургії використовується як флюс. При виробництві вапна і цементу вапняк — головний компонент. Вапняк використовують також в хімічній і харчовій промисловості - як допоміжний матеріал у виробництві соди, карбіду кальцію, мінеральних добрив, скла, цукру, паперу. Застосовують при очищенні нафтопродуктів, сухій перегонці вугілля, у виготовленні фарб, мастил, гуми, пластмас, мила, ліків, мінеральної вати, для очищення тканин і обробки шкіри, вапнування грунтів. Вапняк — один з найважливіших будівельних матеріалів.

• Поширення в Україні

В Україні  поширений в різновікових шарах. Високоякісний флюсовий вапняк видобувають  у Донбасі та в Криму. Рифовий вапняк, що становить 200—300-метрову продуктивну товщу в юрських відкладах у Кримських горах, використовують у металургійній, хімічній і будівельних матеріалів промисловості. Родовища мохуваткових та нумулітових пиляльних вапняків розробляють у Криму, Причорномор'ї, у Вінницькій, Хмельницькій, Чернівецькій та інших областях. Унікальним природним утворенням є пасмо рифового вапняку неогенового віку завдовжки більш як 200 км — Товтри або Медобори. Тут розробляють родовища, які використовують у цементній (Нігинське родовище) та цукровій (Нігинсько-Вербківське родовище у Хмельницькій, Лисогорське — у Вінницькій областях) промисловості. Родовища для виробництва цементу та вапна розвідані у багатьох регіонах України. Видобування вапняку, що використовується чорною металургією України, ведеться на 6 підприємствах, з яких чотири — Докучаївський флюсодоломітний комбінат, Комсомольське, Ново-Троїцьке та Балаклавське рудоуправління — є спеціалізованими, а два — Західний кар’єр  та шахта № 6 — входять до складу Комиш-Бурунського залізорудного та Північного доломітового комбінатів. На балансі цих підприємств 13 родовищ, з яких 8 розробляється і 5 розвідані до глибини 150…250 м. Балансові запаси за категоріями А + В + С станом на 1999 рік становлять: