Вас приветствует команда «Гимназёнок» г. Дмитров! Бизнес-проект по технической химии ДОБЫЧА И ПЕРЕРАБОТКА ИЗВЕСТНЯКА ПРОИЗВОДСТВО НЕГАШЕНОЙ ИЗВЕСТИ
Ц Е Л И И З А Д А Ч И ЦЕЛЬ: создание мультимедийного творческого проекта по технической химии, позволяющего проследить все этапы производства химического вещества ЗАДАЧИ: u Рассмотреть историю данного производства u Охарактеризовать основные этапы современного производства негашеной извести u Выяснить основные принципы данного химического производства и химизм процесса u Создать презентацию POWERPOINT, имеющую большое практическое применение в будущем на уроках химии учителями Дмитровского района, а если получится, то и всей Московской области.
Немного истории u На Руси известняк пользовался Старинный рисунок «Оборудование для производства негашеной извести» большой популярностью, особенно до XIX века. u В России основной способ добычи известняка – взрывной. u Этот способ добычи достаточно легкий, в то же время использовать известняк стали меньше. Вызвано это тем, что местоположение известняка было не совсем удобным, он залегал небольшими пластами и в вперемешку с глиной, мергелями. Кроме того связано это было и с выходом на рынок гранита, габбро, мрамора.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА u разведка геологами полезных ископаемых, пригодных в u u u u u качестве сырья для данного производства, характеристика основных видов сырья: известняка различных месторождений, добыча сырья, механическая переработка сырья: выемка, дробление, измельчение, сортировка, хранение, особенности транспортировки сырья, направления использования известняка, устройство и виды печей для обжига известняка, основные принципы химического производства в целом и известняка в частности, химические основы производства негашеной извести, свойства и виды готовой продукции, применение различных видов негашеной извести.
Свойства известняка Сырье: известняк (75 -100% кальцита Ca. CO 3) Происхождение: осадочное ( морское) Строение: слоистое Объемная плотность: 2, 2 -2, 7. Мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа. Цвет: разные цвета и оттенки (черный, белый, коричневый, зеленоватый, желтоватый, розоватый…) Разновидности: травертин, пизолит, ракушечник, мергель, кристаллический (мрамор), землистый (мел), известняковый туф, известняковый шпат (по другим источникам нуммулитовый, мшанковый, ракушечникй и мраморовидный) Свойства: Известняки бурно вскипают при взаимодействии с разбавленной кислотой.
Сырье, месторождения, транспортировка u Месторождения: Подмосковье, Ленинградская u u Архангельская, Вологодская, Тульская, Белгородская, Воронежская области, Предуралье, Поволжье, Краснодарский край, Северный Кавказ, Урал, ряд районов Восточной Сибири. Способы добычи: карьерный Транспортировка: Традиционная: с помощью большегрузных автосамосвалов, железнодорожным транспортом В перспективе: конвейерные ленты (Эксплуатация конвейера не представляет никакой опасности для животных и людей. Экологически обосновано: предотвращена транспортировка через заповедный лес с помощью большегрузных автомобилей)
Направления использования известняка строительство ландшафтные работы (щебень, нефте- и (пиленый известняк, дорожное кусковой известняк, коксостеновой, и железнопиленый известняк, химическая кусковой известняк, дорожное дробленый песок, промышщебень) строительство минеральная вата, ленность минеральный порошок, минеральная крошка и др. ) Полировка изделий из цветных сельское металлов и перламутра хозяйство лакокрасочная промышленность (в агротехнике и металлургия пищевая промышленность животноводстве) стекольная промышленность целлюлозно-бумажная промышленность Направления переработки известняка Производство негашеной извести, цемента и силикатного кирпича
Добыча и подготовка известняка Разработка: открытым способом горизонтальными слоями, уступами. Для производства вскрышных работ широко используют скреперы (1), экскаваторы (2), бульдозеры (3) и гидромеханические установки. Бурение шпуров (4), буровзрывные работы. Выемка: экскаватором в один или несколько уступов в зависимости от мощности пласта. Подготовка: дробление (5) и сортировка. Необходимость дробления: из кусков разного размера получается неравномерно обожженная известь (частично или полностью пережженной и необожженной), увеличивается степень заполнения печи, уменьшается газопроницаемость материала, выход продукта. Транспортировка. Подача к печи: в вагонетках по узкоколейке, засыпка в скип, поднятие вверх по наклонной лебедкой к засыпному отверстию. Хранение: в открытых и чаще закрытых складах.
Виды печей и используемого топлива Вращающиеся печи (1) : все виды топлива - пылевидное твердое, жидкое и газообразное. Расход условного топлива достигает 25 - 30% массы извести, или 6700 8400 к. Дж на 1 кг. Недостатки: повышенные капиталовложения и расход электроэнергии. Шахтная печь (2): твердое топливо – кокс Расход условного топлива в этих печах примерно 13 -16% массы обожжённой извести или 3800 -4700 к. Дж на 1 кг. Недостатки: известь загрязняется золой и остатками несгоревшего топлива, возможно образование значительного количества пережога в следствие соприкосновения раскалённых кусков антрацита или кокса с обжигаемым материалом. Сочетание шахтной (d до 6 -8 м) и вращающейся (d до 2. 5 м) печей: обжиг в шахте (80%) и во вращающейся печи (20%). Суточная производительность подобной установки достигает 400 - 500 т при затрате теплоты около 4200 к. Дж/кг. Обжиг по фракциям: 40 - 80, 80 - 120 мм в поперечнике, а во вращающихся печах - 5 - 20 и 20 - 40 мм.
Схема технологического процесса СТАДИИ ПРОИЗВОДСТВА Подготовка к техническим Химические превращениям превращения -дробление в обжиговой -транспортипечи -ровка Получение целевых продуктов -комовая негашеная известь -углекислый газ Доводка целевых продуктов -молотая негашеная известь -строительная воздушная известь
Принципы производства 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Закономерности и принципы химического производства Обжиг в «кипящем» слое Противоток Непрерывность производства Пересыпной способ обжига Теплообмен между потоками, участвующими в процессе веществ Большая производительность реакционных аппаратов Механизация производства Автоматизация процесса и его управления
Аппараты, оборудование. Устройство обжиговой печи Зона подогрева (1) – верхняя часть печи Куски твердого топлива и известняка встречаются с горячими газообразными продуктами обжига и нагреваются до 900°С. Происходят сушка и нагрев шихты, затем при 700 -800°С завершается процесс газификации топлива с выделением летучих веществ. При 700 -900°С разлагается углекислый магний и происходит частичное разложение поверхностных слоев углекислого кальция. Выходящие газы содержат 34 -36% СO 2, 1 -3% O 2 и 1, 5 -2% СО. Зона обжига (2) – средняя часть печи В средней части печи при 850 -1200 о. С известняк разлагается , из него удаляется углекислый газ. Зона охлаждения (3)– нижняя часть печи. Известь охлаждается до 50 -100 о. С поступающим снизу воздухом, который далее поднимается в зону обжига, и ссыпается вниз (4) в вагонетки
Химические реакции ПРОИЗВОДСТВО КОМОВОЙ НЕГАШЕНОЙ ИЗВЕСТИ В зоне подогрева: u термическое разложение карбоната магния и примесей карбоната алюминия: Mg. CO 3 = Mg. O + CO 2 и Al 2(CO 3)3 = Al 2 O 3 + 3 CO 2 u частично разложение Ca. CO 3 = Ca. O+CO 2 В зоне обжига: u Термическое разложение известняка при t= 10000 С, теплота для реакции выделяется при горении кокса: Ca. CO 3 = Ca. O+CO 2, ΔН 0 = +178, 8 к. Дж C+O 2 = CO 2, ΔН 0 = -396, 6 к. Дж При наличии в сырье глинистых и песчаных примесей образуются метаалюминаты, силикаты и ферриты кальция и магния: Al 2 O 3 + Ca. O = Ca(Al. O 2)2 Al 2 O 3 + Mg. O = Мg(Al. O 2)2 Ca. O + Si. O 2 = Ca. Si. O 3 Mg. O + Si. O 2 = Mg. Si. O 3 Fe 2 O 3 + Ca. O = Ca(Fe. O 2)2 Fe 2 O 3 + Mg. O = Мg(Fe. O 2)2 ГАШЕНИЕ ИЗВЕСТИ Ca. O+H 2 O = Ca(OH)2, ΔН 0 = -62, 8 к. Дж
Готовая продукция НЕГАШЕНАЯ КОМОВАЯ (смесь кусков различной величины, состоит из оксидов кальция и магния) Углекислый газ Очистка Хранение в баллонах НЕГАШЕНАЯ МОЛОТАЯ (порошковидный. продукт тонкого измельчения комовой извести) ВОЗДУШНАЯ продукт из известковых пород. Состоящий из Ca. O. ГИДРАТНАЯ высокодисперсный сухой порошок, состоит из Са(ОН)2, Mg(OH)2
Применение негашеной извести §пищевая добавка E 529. §доступный и недорогой огнеупорный материал. §известковый цемент - при смешивании с водой, оксид кальция переходит в гидроксид, который далее, поглощая из воздуха углекислый газ, сильно твердеет, превращаясь в карбонат кальция. §для осушения веществ, которые не реагируют с ним. §в химических лабораториях для проведения опытов.
Техника безопасности: u Находящиеся в эксплуатации экскаваторы должны быть исправны и снабжены u u u действующими звуковыми сигналами, тормозами, ограждениями и освещением. При осмотре загрузочного устройства обжигальщик надевает шланговый противогаз, защищающий от СО; при осмотре выгрузочного механизма пользуется респиратором. При визуальном контроле процесса обжига через гляделки обжигальщик пользуется защитными очками; лючки открывает обязательно в рукавицах. Во время работы дутьевого вентилятора нельзя открывать люки выгрузочного механизма, а также лючки гляделок в зоне, находящейся под давлением, так как при этом возможен ожог обслуживающего персонала раскаленными газами. При обнаружении деформации кожуха или частичного разрушения футеровки печь следует немедленно остановить, поставив об этом в известность мастера смены. При работе с негашеной известью необходимо закрывать нос и рот влажной марлевой повязкой для защиты дыхательных путей и слизистой от пыли. При гашении извести нужно остерегаться ее разбрызгивания. Попавшая на тело известь может вызвать ожог.
Использованные материалы: u http: //www. ref. by/refs/81/26622/1. html u http: //www. tdkrepost. ru/catalog_23. html u http: //www. contitech- u u u u tbs. ru/products/prod_det. php? cid=2&id=35 http: //wstone. narod. ru/partner. html http: //www. krugosvet. ru/articles/20/1002011 a 1. htm http: //www. inno. ru/project/14077 http: //www. master-ok. com/info/smesi-izvest 3. phtml http: //www. kamenart. ru/ http: //lerk. ru/art 055. htmhttp: //ru. wikipedia. org/wiki/ Н. Н. Буринская Учебные экскурсии по химии: кн. Для учителя. – М. : Просвещение, 1989 Ю. В. Ходаков и др. Неорганическая химия. Учебник 7 -8 классы. – М. : Просвещение, 1987. Новый диск, 2005 Химия в школе: Минеральные вещества 9 x 34
Скачать презентацию Вас приветствует команда Гимназёнок г Дмитров Бизнес-проект по
8609dd2518a0c31f1c1b9b3c93a2c8ed.ppt