Т. К. Басенов атындағы Сәулет және құрылыс институты «Құрылыс және құрылыс материалдары»
жүктеу/скачать 0,94 Mb. Pdf көрінісі
|
|
3 Технологиялық бөлім Әк өндіру процесі негізінен әртүрлі жүйелердің пештерінде, негізінен тік шахталық пештерде, сирек сақиналы және айналмалы пештерде жүзеге асырылатын күйдіруден тұрады.Әуе әк-құрамында сазды заттардың Елеулі қоспалары жоқ ( 8 пайыз- дан кем), әктастарды, борды, ұлутас қалдықтарын, доломиттелген әктастарды және басқа да табиғи материалдар мен химиялық өндіріс қалдықтарын күйдіру арқылы алынатын қарапайым жергілікті тұтқыр зат (8% - дан кем). Нәтижесінде әк ақ немесе түс түрінде алынады, оның негізгі құрамдас бөлігі сусыз кальций оксиді, ал аз бөлігі MgO магний оксиді болып табылады. Бұл өнім жыл сайынғы әк немесе қайнатпа деп аталады). Бұл әкті жұқа ұнтаққа ұсақтап,Смирнов әдісімен Құрылыста қолданылатын ұнтақталған әк қайнатқыш алынады. 1.Шикізат өндіру. Әктастар, әдетте, өнімсіз қабаттардың жоғарғы қабатын алып тастағаннан кейін карьерлерде ашық түрде алынады. Тығыз әк-магнезия жыныстары жарылып кетеді. Ол үшін алдымен соққы-айналмалы (қатты жыныстарда) немесе айналмалы бұрғылау (орташа беріктігі бар жыныстарда) станоктарының көмегімен диаметрі 105-150 мм, тереңдігі 5-8 м және одан жоғары ұңғымалар бір-бірінен 3,5-4,5 м қашықтықта бұрғыланады. Оларға жыныстың беріктігіне, қабаттың қуатына және тастың қажетті өлшемдеріне байланысты жарылғыш заттың (игданит, аммонит) тиісті мөлшері салынады. Үлкен және ұсақ кесектер түрінде алынған әктас массасы әдетте бір шөмішті экскаватормен көлік құралдарына батырылады.Карьер мен зауыт арасындағы қашықтыққа байланысты әктас зауытқа таспалы конвейерлермен, самосвалдармен, теміржол және су көлігімен жеткізіледі. Шикізат қоспасын дайындау. Өндірілген тау жыныстарының мөлшері көбінесе 500-800 мм немесе одан да көпке жететіндіктен, оларды ұсақтап, қажетті фракцияларға ұсақтағаннан кейін алынған барлық массаларды сұрыптау қажет. Бұл ашық немесе жабық циклде жұмыс істейтін ұсақтау - сұрыптау қондырғыларында бет конустары мен ұнтақтағыштардың басқа түрін қолдана отырып жүзеге асырылады. Әктасты тікелей карьерде ұсақтап, сұрыптап, зауытқа тек жұмыс фракцияларын жеткізген жөн. Шикізат қоспасын күйдіру. Күйдіру-ауа әкін өндірудегі негізгі технологиялық операция. Бұл жағдайда өнімнің сапасын анықтайтын бірқатар күрделі физика-химиялық процестер жүреді. Күйдірудің мақсаты-СаСО3 және МдСО3·СаСО3-ті СаО, МдО және СО2-ге толық ыдырату (диссоциациялау) және бөлшектер мен олардың кеуектерінің оңтайлы микроқұрылымы бар жоғары сапалы өнімді алу. Әкті жағуға арналған айналмалы пештер әктастан және жұмсақ карбонатты жыныстардан (бор, туф, қабық жынысы) ұсақ кесектер түрінде жоғары сапалы жұмсақ күйдірілген әк алуға мүмкіндік береді. Сақтау және тасымалдау. Пештерден түсірілген кесек әк қоймаға вагонеткаларда немесе әк температурасының жоғарылауы қауіпті емес болат таспасы бар пластиналы немесе таспалы конвейерлерде тасымалданады. Кесек әк тек бункерлік типтегі механикаландырылған қоймаларда немесе сүрлемдерде сақталуы керек. Бұл ретте кейіннен тозаңданған ауаны тазарта отырып, шаң түзілуі мүмкін жерлердің тиісінше герметикалануын және аспирациялануын қамтамасыз ету қажет. Әкті арнайы жабдықталған автомобильдерде, вагондарда және т.б. тасымалдау керек. кесекті сөндірілмеген әкті сақтау және тасымалдау кезінде оны ылғалдан қорғау керек, өйткені оның сапасы нашарлап қана қоймай, температура күрт көтеріліп, өрт шығуы мүмкін. Күйдіру пешінің түрі таңдалған өндіріс схемасын, шикізат пен отынның сапасын ескере отырып таңдалады. Әк өндірудің ең ұтымды схемасы-бұл әктас, ал төгілген пештер мен отын зауыт қоймасына сұрыпталған түрде жеткізіледі. Бұл жағдайда шикізат ұсақтау- сұрыптау фабрикасында (DSF) немесе карьердің қондырғысында (DSU), ал қатты отын шахтада сұрыпталады. 1-әк, кокс бункерлері; 2-дозаторлар; 3-көтергіш; 4 – тиеу құрылғысы; 5-шахта пеші; 6- түсіру құрылғысы; 7 – конвеер; 8-газ құбыры; 9-желдеткіш 3 сурет – Қосалқы жабдығы бар шахталық пеш Шахта пешіне 1 т әкті күйдіру үшін шамамен 130-180 кг отын және 10- 30 Квт электроэнергия жұмсалады. Әк өндірісінде цилиндр, сопақ, призма және т.б үлгілі әр түрлі пештер пайдаланады. Күйдірудің тәртібі, толтыру мен түсірудің жылдамдығын өзгерту жолын, сонымен қатар үрлеу желдеткішімен түтін сорғыштың жұмыстарын реттеу арқылы жүргізеді. Шахта пешіндегі ауа мен газдардың қозғалысын, пешке ауаны қысып толтыратын және одан газдарды сорғызатын желдеткіштердің жұмысымен қамтамасыз етуге болады. Әк тасы шахтаның бойымен жай түсіріледі, соның салдарынан, ол әуелі қыздырылады, одан соң күйдіріледі, соңында шахта пешінің төменгі бөлімінде суытылады. Әкті алу үшін шахталы пеште болатын процесстер 3 аймаққа бөлінеді; олар: қыздыру, күйдіру, суыту. Қыздыру аймағына пештің жоғарғы бөлімі жатады, ондағы температура 850 ˚С жоғары емес, ол аймақта көтеріліп жатқан газ түтіні арқылы кептіріліп және қыздырылады. Бұл кезде органикалық қосылыстар жанып кетеді. Күйдіру аймағы пештің ортанғы бөліміне орналасқан, ол аймақта материал 850- 1200 ˚С дейін күйдіріледі және де бұл аймақта әк тасынан көмірқышқыл газы бөлініп шығады. Суыту аймағы пештін төменгі бөлімі. Әк 900 ˚С -тан 50-100 ˚С дейін төменнен келетін ауаның әсерінен суытылады. Пештің ішкі жағы шамот кірпішімен қаланған. Әк тасын күйдіру үшін тасты аддын ала диірмендерде ұсақтап алады. Тастардың мөлшері біркелкі кішкене болса күйдіру жеңіл болады және де өнімділігі жоғары болады. Әктасты күйдіру температурасын таңдау ондағы кальций карбонаты қоспаларының болуына да байланысты MgCO₃ қыздыру кезінде төмен температурада ыдырайды: шамамен 400 ˚С -тің басталуы және 600-650 ˚С -тің толық диссоциациясы. Әктас көмірқышқыл газының ыдырауы үшін қажет мөлшерден жоғары температурада күйгендіктен, ондағы магний оксидінің едәуір мөлшері бар әк баяу сөнеді. Сондықтан көмірқышқыл газының жоғары мөлшері бар карбонатты жыныстарды 900-1000 ˚С -тан аспайтын температурада күйдіру керек, әйтпесе магний оксидінің тұтқыр қасиеттері қолданылмайды, нәтижесінде алынған әк көлемінің біркелкі емес өзгеруімен сипатталуы мүмкін. Теориялық тұрғыдан 1 моль CaCO₃ (100 г) декарбонизациясына 1 кг СаСО₃ үшін 179 кДж немесе 1790 кДж жұмсалады. Бұл ретте алынатын CaO 1 кг-ға қайта есептегенде шығындар 3190 кДж-ға тең . Қалдықтардың мөлшері мен тұтынушылардың болуына байланысты 50 мм-ден аз әктас фракциясы одан әрі әктас ұнына өңдеу үшін қолданылады немесе басқа ұйымдарға (силикат кірпіш зауыттары, құрылыс ұйымдары) сатылады.6 көлбеу таспалы тасымалдағышпен әктастың тазартылған фракциясы соқалы түсіргіштері бар 7 көлденең таспалы тасымалдағышқа және одан әрі 8 пештің қабылдау бункерлеріне беріледі. Бункерден әктастың белгілі бір фракциясы 9 Автоматты мөлшерлегішпен скипті көтергіштің 10 шөмішіне беріледі және одан әрі 11 шахта пешіне тиеледі.Пеште әктас 1000-1200° с дейін қыздырылады және ОАО - ға ыдырайды және соған сәйкес пайда болатын газ тәрізді өнімдер пештен газ тазартқыш құрылғы арқылы түтін сорғышпен шығарылады, ал пештің төменгі бөлігінде салқындатылған әк суық ауамен, түсіру механизмі арқылы барлық пештер үшін ортақ пластиналық тасымалдағышқа түседі. Әк кесек түрінде шығарылған кезде, 12 пластиналы конвейер оны аралық бункерге жібереді, ол жерден тұтынушыларға жіберіледі немесе таспалы конвейермен кесек әк қоймасына тасымалданады. IS-пневмовинттік сорғы, 19-ұнтақталған әк қоймасы. Егер шикізат пен отын зауыт қоймасына сұрыпталмаған түрде келіп түсетін болса, онда зауытта құрамында ұсақтау-сұрыптау қондырғылары бар және шахталық пештерді белгілі бір фракциялық құрамдағы шикізатпен және қатты отынмен қамтамасыз ететін ұсату - сұрыптау бөлімшесі (ҚБҚ) көзделеді. Әк-қайнатпа, сондай-ақ мамық құрылыс алаңдарында тығыз шатыры, қабырғалары және жер үстінен көтерілетін тақтай едені бар жабық қоймаларда сақталуы тиіс. Әк сапасы айтарлықтай төмендемеуі үшін оны Ең көп таралған әктас күйдіретін шахта (тік) пештері үздіксіз жұмыс істейді. Мұндай пеште бір уақытта: материалды кептіру, күйдіру (декарбонизация) және салқындату. Көлемі 5-10 см болатын, үстіне тиелетін шикізат кептіріліп, шығатын ыстық газдармен қыздырылады. Пештің ортаңғы бөлігінде атыс бар. Әрі қарай, күйдірілген материал төмен түсіріліп, төменнен түсіру тесігі арқылы ағып жатқан ауамен салқындатылады. Ауа кіретін пеш қызады, соприкасаясь отырып, әк, және жоғары өрлеп қолдау жану. Қолданылатын отынның түріне байланысты шахта пештері әртүрлі дизайнға ие және бөлінеді: - шашу әдісі бойынша жұмыс істейтін пештер; - шығарылатын оттықтары бар пештер; - газ. Құю пештері қысқа жалын беретін антрацит, арық көмір немесе кокс отын ретінде қызмет ететін жағдайларда орнатылады. Мұндай пештерде отын әктаспен араласқан қабаттарға жүктеледі. Құю пештерінің кемшілігі - күйдіру кезінде күл әкке араласады, ал күйдіру үшін олар құнды отынды қажет етеді және жиі әкелінеді. Шығарылатын оттықтары бар пештер ұзын жалынды отынмен (қоңыр көмір, отын, шымтезек және т.б.) жұмыс істейді. Мұндай отын құрамында көмірсутектердің көп мөлшері бар; құйылатын пештерде құрғақ айдау немесе тіпті тұтану салдарынан ол күйдіру аймағына дейін жетпей, жылу шығару қабілетінің едәуір бөлігін жоғалтады. Бұған жол бермеу үшін ұзын отты отынды жағу үшін пештің осы түрінің жану аймағының төменгі жағындағы пешке шығатын жеке (шығарылатын) пештер қолданылады, өйткені олар арзан жергілікті отынды пайдалануға мүмкіндік береді. Ірі пештерде тиеу және түсіру механикаландырылған, пешті жағуды жылдамдату және өнімділігін арттыру үшін жасанды ауа үрлеу қолданылады. Бұл жағдайда тәулігіне 1 м3-ден 1200 кг- ға дейін әк алуға қол жеткізілді. |