Технологические процессы при производстве кальциево-сульфатных вяжущих

Из множества способов производства со временем выделились некоторые из них, которые относительно инвестиционных и производственных затрат, а также перерабатываемости различных сырьевых материалов являются наиболее оптимальными. По сравнению с Северной Америкой или Японией оптимизация способов производства в Европе должна быть направлена не на один продукт - гипсокартон, а на несколько основных продуктов, которые разрабатывались и внедрялись практически одновременно и используются равноправно. Такими основными продуктами в Центральной Европе являются:

· гипс для машинной штукатурки

· гипсокартонные плиты

· гипс для растекающейся штукатурки.

Так как к гипсу, сырьевому материалу для этих изделий предъявляются разные требования, то для технического сульфата кальция применяются и различные производственные агрегаты. Ими являются [187]:

· вращающаяся печь

· колосниковая решетка (полотно)

· варочный котёл

· автоклав.

На этих установках может перерабатываться как природный гипс, так и УУСДГ-гипс. Природный гипс добывается в каменных карьерах открытым способом и изредка в шахтах закрытым способом. Горная порода дробится и размалывается до такого размера зёрен, который необходим для соответствующего обжигового процесса и, по мере необходимости, гомогенизируются в смесительных силосах.

УУСДГ-гипс получается в виде влажного мелкого продукта с содержанием воды до 10 %. Во вращающейся печи или в автоклаве он может использоваться без предварительной обработки, а для колосникового полотна УУСДГ-гипс необходимо предварительно просушить и гомогенизировать [187]. В дальнейшем будут вкратце пояснены важнейшие способы производства [187, 177].

1.3.4.1.1 Автоклавный способ производства α-полугидрата

При автоклавном способе используется размолотый гипсовый камень (0-200 μм) или УУСДГ-гипс в своём первоначальном состоянии. Обезвоживание происходит примерно при 130 ⁰С и давлении от 2 до 2,5 атмосфер. Узлы автоклава построены для прохода 150 т/день. Рисунок 1.63показывает технологическую схему непрерывного автоклавного процесса для производства α-полугидрата. При этом процессе получается технически чистый α-полугидрат. α-гипс (из-за способа получения называющийся также «автоклавный гипс») из-за своего большого количества вкраплений (малая потребность в воде) и своей высокой механической прочности особенно хорошо подходит для использования в массах для растекающейся штукатурки и шпаклёвки. С его помощью легко достигается 28-дневная прочность в 50-60 ньютон/мм². Наряду с непрерывным способом производства применяется также и периодический (прерывистый) метод.

Рисунок 1.63-Технологическая схема непрерывного автоклавного процесса для производства α-полугидрата [187]

1 - сырьевой гипс, 2 - дозирующие ленточные весы, 3- вращающаяся печь с обжиговой камерой, 4- предварительная мельница, 5 - воздушный сепаратор, 6 - мельница мелкого размола, 7 - электрофильтр (обеспыливание)

Рисунок 1.64-Производство отделочного (штукатурного) гипса обжигом во вращающейся печи

1.3.4.1.2 Гипсоварочный котел для производства ß-полугидрата

В гипсоварочный котел (кипятильник) загружается высушенный УУСДГ-гипс или гипсовый камень, который измельчается в размольно-сушильной установке до 0-2 мм и при этом одновременно высушивается. Гипсоварочные котлы обогреваются не напрямую и рассчитаны на непрерывный режим. После выхода из котла гипс достигает температуры около 150 ⁰С. На рисунке 1.65показан непрерывно работающий гипсоварочный котел. Существующие установки имеют производительность около 700 т/день. Данный гипсоварочный котел выпускает ß-полугидрат с небольшим количеством ß-ангидрита III и практически отсутствующем ангидрите II. Наибольшая часть полученного таким способом гипса используется для изготовления строительных гипсовых плит и, в частности, гипсокартонных плит.

1 - мешалка, 2 - кожух котла, 3 - подъёмная труба для выхода

отделочного гипса, 4- топочная камера, 5- вытяжной канал для печного газа, 6 - погружная труба с погружной горелкой, 7 - вентилятор для отработанных и скапливающихся газов

Рисунок 1.65 - Большой гипсоварочный котел с погружной горелкой для непрерывного производства ß-полугидрата (отделочного гипса)