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NaCl -[-NH3-I-CO2 I-H2O-NaHCO3 [-NH4CI
434"
2NaHCO3 X N a2CO* + CO21 -f H2O
Las principales impurezas de la sosa técnica son NaCl1 NH4Cl, NH4HCO3, Na2SO4, CaCO3, MgCO3, sales de hierro.
Calidad sintética ceniza de soda determinado por GOST 5100-64.
El contenido de carbonato de sodio en la ceniza de sosa calcinada no es inferior al 99 %, la pérdida de masa por calcinación no es superior al 2,2 %, el contenido de cloruros en términos de cloruro de sodio no es superior al 0,8 %. Dependiendo del propósito, se determina adicionalmente el contenido de sulfatos, hierro, óxido de potasio, etc.
§ 58. ANÁLISIS DE CALIZA
Determinación de carbonato de calcio. Caliza - carbonato rock, que consiste en 90-98% CaCO3. Se utilizan muchos métodos para determinar el CaCO3. Uno de ellos es un método basado en la interacción de ácido con carbonato de calcio con liberación de CO3:
CaCO3 + 2HCl ¦ > CaCI2 + CO2 f + H2O
La cantidad de CO2 se determina por la diferencia entre la masa del calcímetro antes y después de la reacción. Conociendo la masa de CO2, recalcularla a la masa de CaCO3, expresando los resultados en porcentaje.
Reactivos:
1) ácido sulfúrico (pl. 1.84);
2) ácido clorhídrico, solución al 10%.
Ejecución de la definición. El calcímetro prelavado 1 (Fig. 130) se seca y se enfría a temperatura ambiente. Abra el tapón 6 del embudo 4 y vierta con cuidado ácido sulfúrico (foto 1.84), de modo que el pico del capilar 5 quede sumergido 3-4 mm en el ácido. Cierre con cuidado con un tapón esmerilado 6, asegurándose de que el ácido no se introduzca en la parte inferior del dispositivo. En el embudo 7 en grifo cerrado 8 lugar 10 ml de una solución al 10% de ácido clorhídrico y cerrar con el tapón 9, después de lo cual se pesa el calcímetro en una balanza analítica con una precisión de 0,0002 g. Luego se colocan alrededor de 0,5 g de piedra caliza en el calcímetro a través del orificio 2, asegurándose de que no quede piedra caliza en las paredes del calcímetro. orificio, se cierra con el tapón 3 y se pesa nuevamente en una balanza analítica. El peso de la piedra caliza se determina por la diferencia entre el segundo y el primer pesaje. Se retiran cuidadosamente los tapones 6 y 9, se abre el grifo 8 y se vierte gradualmente ácido clorhídrico en la parte inferior del dispositivo. El dispositivo se mantiene durante 15-20 minutos para completar la reacción, mientras que el dióxido de carbono se libera a través del embudo 4, donde el agua es absorbida por el azufre-
Arroz. 130. Calcímetro para análisis de caliza
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ácido. Después del final de la reacción, el dispositivo se cierra con los tapones 6 y 9 y se pesa en una balanza analítica con una precisión de 0,0002 g La masa de CO2 liberado se encuentra a partir de la diferencia entre el segundo y el tercer pesaje.
El porcentaje de CaCO3 d:caco3 en piedra caliza se calcula mediante la fórmula
¦ gi100"100 ,vir jap
*СаСО, - (V1I.3I)
donde gi es la masa de dióxido de carbono liberado, g; g - piedra caliza pesada, g.
La determinación de dióxido de carbono en piedra caliza se puede realizar por el método gaseoso. Para ello, se coloca en el recipiente de reacción 1 (ver Fig. 130) un trozo de piedra caliza, correspondiente a 80-100 ml de CO2, tratado con 10 ml de una solución de ácido clorhídrico al 10%. El CO3 liberado se mide en una bureta de medición de gas. y llevar su volumen a condiciones normales.
El porcentaje de carbonato de calcio XCaCo3 en la piedra caliza se calcula a partir de la cantidad de CO2:
PoIOO-100
donde V0 es el volumen de dióxido de carbono seco en condiciones normales, ml; g - piedra caliza pesada, g.
§ 5". ANÁLISIS DE LÍQUIDOS DE PRODUCCIÓN DE SODA
Los líquidos en la producción de carbonato de sodio se analizan en busca de cloro, nitrógeno, amoníaco y dióxido de carbono. Se determina un exceso de óxido de calcio en el líquido del alambique. En la producción de refrescos, la concentración de soluciones se suele expresar en las llamadas divisiones normales, es decir, el número de mililitros es exactamente 1 n. solución de reactivo utilizada por 20 ml de la solución de prueba. Por ejemplo, si la titulación de 20 ml de agua amoniacal toma 25 ml de 1 N. solución ácida, entonces la concentración de agua amoniacal es de 25 divisiones normales, o abreviado 25 N. d.
Una división normal corresponde a V20 g-equiv de la sustancia en la solución. Por tanto, si el agua amoniacal tiene una concentración
25 n. etc., entonces esto es 25 ^ = 1.25 g-zhvіl.
Ejemplo. Exprese en divisiones normales, g-eq! L y g! L, la concentración de NH3 en el líquido, si se usaran 28,4 ml de 0,5 N para titular 26 ml de éste. Solución de H2SO4 (K == 0,9980).
Decisión.
1. Calcular la cantidad exactamente 1 n. solución de H2SO4, que se usó para titular 25 ml de la solución de prueba según la fórmula A^f1 = N3V3, 28.4 0.9980 0.5 = -1 V2, por lo tanto
02 \u003d 28.4-0.9980-0.5 \u003d 14.17 ml.
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2. Determine la cantidad exacta de solución de 1 y H2SO4 que consumirían 20 ml de la solución de prueba: se consumirán 14,17 ml de H2SO4 por 25 ml de la solución de prueba, se consumirán X ml por 20 ml de la solución de prueba :
20-14,17
X \u003d -¦-"¦- \u003d 11.34 JHJ o 11.34 n.a. 25
3. Calcular la concentración de NH3 en g-zke/l: \OOO ml 1 n. las soluciones contienen 1 g-eq NH3
11,34ml 1N la solución contiene x Ms NH3
11.34-1 NHl 1000 en 20 ml de solución de prueba.
11,34
20 ml contienen ^g-eq NH3
1000 ml contiene x g-eq NH3
1000-11,34 1
= - 11,34 = 0,567 g-eq/l.
1000-20 20
4. Calcular la concentración de NH3 en g/l:

Objetivo: determinar la actividad de la cal, la velocidad y la temperatura de apagado.

Conceptos básicos

La cal aérea de construcción es un producto que se obtiene tostando rocas de calcio y magnesio hasta la máxima liberación posible de dióxido de carbono. La cal se utiliza en mezclas con diversos aditivos para obtener diversos aglutinantes: cal-cuarzo, cal-escoria, cal-arcilla, etc. Se utiliza para fabricar ladrillos de silicato, bloques de silicato, piezas de silicato de gran tamaño reforzadas y otros productos de construcción varios.

El proceso principal en la producción de cal aérea es la tostación, en la que la caliza se descarboniza y se convierte en cal mediante la siguiente reacción:

CaCO 3 + 178,58 kJ →CaO + CO 2

En condiciones de laboratorio, la disociación del carbonato de calcio se produce a aproximadamente 900 °C; en producción, la temperatura de cocción es de 1000-1200 °C.

La cal viva es grumosa y molida. Se obtiene en forma de piezas de color amarillo claro o gris. Se adhiere intensamente a la humedad y, por lo tanto, se recomienda almacenarlo en un estado hermético. Si la materia prima contiene más del 6 % de impurezas arcillosas, el producto tostado exhibe propiedades hidráulicas y se denomina cal hidráulica.

La calidad de la cal resultante se evalúa por actividad, que muestra el contenido total de óxidos de calcio y magnesio libres que se encuentran en estado activo. Además de ellos, la cal puede contener óxidos de MgO y CaO en estado inactivo; estos son carbonato no descompuesto e inclusiones de grano grueso (quemado).

Dependiendo del contenido de CaO y MgO activos, se produce cal. tres variedades(Cuadro 9.1).

Tabla 9.1

Clasificación de la cal por grado.

La cal aérea se puede utilizar apagada.

La cal apagada se presenta en forma de pelusa, masa o leche. El contenido de humedad en la pelusa no supera el 5%, en la prueba es inferior al 45%. El proceso de extinción procede de acuerdo con el siguiente esquema:

CaO + H 2 O ↔ California(Vaya) 2 +65,1 kJ

y va acompañada de la liberación de calor, lo que provoca un aumento de temperatura que puede incendiar la madera. La hidratación del óxido de calcio es una reacción reversible, su dirección depende de la temperatura y la presión del vapor de agua en el ambiente. La elasticidad de la disociación de Ca(OH) 2 en CaO y H 2 O alcanza presión atmosférica a 547 °C, a una temperatura más alta, el hidróxido de calcio puede descomponerse parcialmente. Para que el proceso vaya en la dirección correcta, es necesario esforzarse por aumentar la elasticidad del vapor de agua sobre Ca (OH) 2 y no permitir una temperatura demasiado alta. Al mismo tiempo, también se debe evitar la hipotermia de la cal apagada, ya que esto ralentiza mucho el enfriamiento. Más de la mitad de sus granos tienen un tamaño no superior a 0,01 mm. La vaporización protege al material del aumento excesivo de temperatura.

El volumen de pelusa cuando se apaga la cal es 2-3 veces mayor que el volumen de la cal viva original debido a un aumento en el volumen de huecos (poros) entre los granos individuales del material resultante. La densidad de la cal viva es en promedio de 3200, y la cal apagada es de 2200 kg / m 3.

Para apagar la cal en pelusa, teóricamente es necesario añadir un 32,13% de agua en peso. En la práctica, dependiendo de la composición de la cal, el grado de su tostado y el método de apagado, toman alrededor de dos y, a veces, tres veces más agua, ya que bajo la acción del calor liberado durante el apagado, se produce la vaporización y parte del agua se elimina.

Dependiendo de la temperatura desarrollada durante el temple, los hay altamente exotérmicos (t quench. >50 °C) y de baja exotermia (t quench.<50 °C) известь, а по скорости гашения: быстрогасящуюся (не более 8 мин.), среднегасящуюся (8-25 мин.) и медленногасящуюся (более 25 мин.) известь.

Para acelerar el proceso de apagado de la cal se utilizan aditivos CaCl 2 , NaCl, NaOH, que interactúan con el óxido de calcio para formar compuestos más solubles en comparación con el Ca (OH) 2 , y para ralentizarlo se añaden tensoactivos, sales de sulfúrico, fosfórico , oxálico, ácidos carbónicos.

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Publicado en http://www.allbest.ru/

Estado de BélgorodUniversidad de Tecnologiaa ellos. VG Shujov

Sillatecnología del cemento y materiales compuestos

trabajo de curso

En la disciplina "Química de aglutinantes".

En el tema "Cálculo de la composición de cal y piedra caliza"

Grupo de estudiantes _HTd 41

especialidades 18.03.01

Belozorova Oksana Dmitrievna

gerente de trabajo

Konovalov V. M.

Bélgorod, 2017

EJERCICIO

Calcule la composición de la cal y el grado de disociación del carbonato de calcio en ella, así como la composición de la caliza original y determine el tipo de cal (cálcica, magnesiana, dolomítica, carbonato) y el grado de cal (1, 2, 3º), si se conoce (ver opción en el apéndice):

actividad de cal (Ak.);

Pérdida por calcinación de la arcilla contenida en la caliza (% pppg).

indicación

La composición de la cal incluye el contenido de piedra caliza sin descomponer y el contenido de productos tostados no extintores, %.

La composición de la piedra caliza incluye el contenido de calcita, dolomita y arcilla, %.

El MgO está contenido en la piedra caliza original en forma de dolomita (MgCO3CaCO3).

Suponga que el 1% de arcilla calcinada se une al 1,7% de CaO.

El grado de disociación (ds.d.) CaCO3 está determinado por la fórmula:

donde actúan (CaO+MgO). - actividad de la cal, %;

(CO2)res - contenido de dióxido de carbono residual en la cal, %.

INTRODUCCIÓN

Es difícil imaginar cómo se puede hacer la construcción sin materiales de construcción. Su uso se remonta a la antigüedad y continúa hasta nuestros días. Los antiguos apilaron las primeras estructuras de piedra secas de piedras grandes, a menudo sin tallar, bien ajustadas entre sí. Sin embargo, estas estructuras eran frágiles. Hace aproximadamente tres mil años, comenzaron a usarse ligantes para unir piedras individuales, las primeras de las cuales fueron yeso y cal. Lima- material aglomerante obtenido por recocido a alta temperatura. El hombre lo conoce desde hace más de un milenio y lo ha utilizado activamente en la construcción y en muchas otras industrias durante todo este tiempo. Se utiliza para la preparación de morteros de mampostería y yeso, en la producción de ladrillos de silicato y bloques de silicato gaseoso, para la limpieza y ablandamiento del agua, para la fertilización y reducción de la acidez de las tierras agrícolas, para la alimentación y la cría de animales. Se utilizan para la producción de diversas soluciones, tanto aglutinantes independientes como mezclados con cemento, así como para la producción de pinturas.. Cuando se agrega cal al suelo, se elimina la acidez dañina para las plantas agrícolas. El suelo se enriquece con calcio, se mejora la trabajabilidad de la tierra, se acelera la descomposición del humus y se reduce notablemente la necesidad de grandes dosis de fertilizantes nitrogenados. En ganadería y avicultura, la cal hidratada se utiliza como aderezo para eliminar la deficiencia de calcio en la dieta de los animales, así como para mejorar las condiciones sanitarias generales del ganado. La cal ablanda el agua, precipita las sustancias orgánicas en el agua y también neutraliza las aguas ácidas naturales y residuales.

Este uso generalizado se explica por la disponibilidad de materias primas, la simplicidad de la tecnología y las propiedades bastante buenas de la cal.

1. MATERIAS PRIMAS PARA LA PRODUCCIÓN DE CAL DE CONSTRUCCIÓN

Para la producción de cal aérea se utilizan todos los materiales naturales que contienen principalmente carbonato cálcico (piedra caliza, creta, toba calcárea, etc.). Su composición teórica: 56% CaO y 44% CO2. El carbonato de calcio se presenta naturalmente en forma de tres minerales: calcita, aragonita y vaterita.

El aragonito CaCO3 tiene una dureza de 3,5 - 4, una densidad de 2900 - 3000 kg/m3, al calentarse se convierte en calcita.

Las dolomitas son rocas de origen mixto. En forma de impurezas suelen estar presentes minerales de calcita y arcilla, en ocasiones anhidrita, cuarzo, óxidos de hierro, etc. En apariencia, las dolomitas son muy similares a las calizas tanto en estructura como en color. Como muchas calizas, tienen una textura granular o densa. Se caracterizan por una importante porosidad y fracturamiento. La densidad de las dolomitas es de 2700-2800 kg/m3, la resistencia a la compresión es de 100-140 MPa. Las dolomitas difieren de las calizas en su mayor contenido del mineral dolomita.

La calcita CaCO3 tiene un color blanco y gris. La dureza de la calcita en escala mineralógica es 3; densidad 2720 - 2800 kg/m3 La calcita se disuelve en ácidos; su solubilidad en agua es despreciable. La calcita se detecta por el efecto de "ebullición" cuando se expone a una solución de ácido clorhídrico al 10%.

La magnesita MgCO3 se encuentra en colores amarillo, blanco, gris y marrón, tiene un brillo vítreo. Dureza 3,75 - 4,25, densidad 2900 - 3100 kg/m3.

calizas. Roca del grupo de los carbonatos, compuesta por; calcita (raramente de aragonito) y una cierta cantidad de impurezas minerales, llamadas calizas. Las calizas incluyen rocas carbonatadas con un contenido de CaCO3 de carbonato de calcio de al menos 70%.

Las calizas se formaron principalmente a partir de restos de organismos vivos que vivieron hace millones de años en el agua de mar. Cuanto más tiempo ha pasado desde la formación de tales cúmulos, más densa es la caliza.

Algunas de las calizas se formaron químicamente como resultado de la transición de bicarbonato de calcio soluble en agua a carbonato insoluble.

En la naturaleza se encuentran calizas de los más diversos colores: blancas, grises, amarillas, verdosas, pardas, rojizas, negras y moteadas. El color de la piedra caliza está determinado por las impurezas. El olor a piedra caliza indica un contenido significativo de residuos orgánicos en ella.

Las calizas se clasifican según dos criterios: por estructura, es decir, en la estructura del material, y en la composición química.

Calizas granulares cristalinas: estas incluyen calcita y mármol dolomítico, tienen una estructura de grano grueso.La masa volumétrica del mármol es de 26002800 kg/m3; Humedad de carrera hasta 2%.

Las calizas densas tienen una estructura de grano fino; densidad aparente - 24002600 kg/m3; Humedad de carrera - 24%. Ciertos tipos de piedra caliza densa se pueden pulir y, por lo tanto, se denominan similares al mármol.

Calizas porosas: calizas de concha, tobas calizas y calizas oolíticas.

La roca de concha está compuesta por restos de conchas grandes (23 cm de tamaño); humedad 810%.

La tiza tiene una textura terrosa. Sus características son soltura, granularidad fina, falta de estratificación. Densidad aparente de la tiza 13002000 kg/m3; el contenido de humedad de la tiza de cantera es del 1030%.

La toba caliza es una roca porosa y relativamente dura; resistencia a la compresión en seco hasta 80 MPa.

Las calizas terrosas son calizas y calizas sueltas de estructura similar a la caliza.

Las calizas dolomitizadas dan cal aérea gris, a veces usada en morteros, y cuando se cuece en estado suspendido, en productos de endurecimiento en autoclave.

Impurezas: las rocas calcáreas suelen contener varias impurezas, principalmente sustancias arcillosas, dolomita, cuarzo, óxido de hierro. Los compuestos de hierro se encuentran en las impurezas en forma de carbonatos (siderita FeCO3), sulfuros (pirita), óxidos libres (magnetita, hematita) y otras impurezas (glauconita). Convencionalmente, solo aquellas que contienen al menos un 50% de carbonatos de calcio y magnesio y no más del 50% de impurezas arcillosas se clasifican como rocas carbonatadas. Una roca carbonatada que contiene de 21 a 50% de sustancias areno-arcillosas se llama marga.

La cantidad de impurezas varía dentro de límites bastante significativos. Incluso las calizas relativamente puras contienen un 2-3% de impurezas. La naturaleza de la estructura física de las calizas y la presencia de impurezas en ellas afectan el proceso de producción de cal, provocando un cambio en la temperatura de cocción y la productividad del horno, y también afectan las propiedades del producto final.

Las impurezas de arcilla en cantidades de hasta el 8% no cambian significativamente las propiedades de la cal aérea. Las calizas con un contenido de impurezas arcillosas del 8 al 12% se denominan calizas débilmente margosas, y la cal que se obtiene de ellas es débilmente hidráulica. Cuando el contenido de impurezas arcillosas está dentro del 12-20%, las calizas se denominan margas, y la cal que se obtiene de ellas es altamente hidráulica.

2. CLASIFICACIÓN DE LA CAL DE CONSTRUCCIÓN

Dependiendo de la naturaleza del procesamiento posterior del producto quemado, la cal aérea se divide en cal viva (grumos y molida) y apagada - hidratada (pelusa y masa).

La cal viva, a veces llamada cal hervida, consta de CaO, y la cal hidratada consiste en Ca (OH) 2, y la masa de cal, junto con Ca (OH) 2, contiene una cantidad significativa de agua mezclada mecánicamente.

La cal viva en grumos es cal calcinada en grumos, que puede contener impurezas de partículas pequeñas. cal y cenizas del combustible quemado. La cal viva molida es un producto en polvo; obtenido por la molienda de cal en trozos.

La pelusa de cal apagada es un producto en polvo de la cal apagada en trozos.

La masa de cal es un producto pastoso de templar terrones o cal molida.

Las propiedades de la cal están muy influenciadas por las impurezas contenidas en las calizas: arcilla, carbonato de magnesio, cuarzo, etc., que en mayor o menor grado reducen su capacidad de extinción. La piedra caliza en su forma pura, con la cocción adecuada, da un producto que, al interactuar con el agua, se apaga completamente, convirtiéndose en hidrato de óxido de calcio.

En la producción de cal molida, algunas impurezas no solo no empeoran, sino que incluso mejoran su calidad. Si hay más del 6% de impurezas arcillosas en la piedra caliza, entonces el producto tostado adquiere distintas propiedades hidráulicas y se denomina cal hidráulica; La cal hidráulica se divide en débilmente y fuertemente hidráulica.

Según la plasticidad del producto resultante, según el contenido de impurezas arcillosas y arenosas, se distinguen cales gordas y magras.

La cal grasa se enfría rápidamente, mientras libera mucho calor, y después del enfriamiento da una masa plástica y grasosa al tacto. La cal grasa se caracteriza por una mayor capacidad de arena, es decir, permite obtener morteros fácilmente procesables con la introducción de más arena.

La cal flaca se enfría lentamente y da una masa menos plástica, en la que se sienten pequeños granos. Cuantas más impurezas de arcilla y arena contiene la piedra caliza, más pobre resulta la cal hecha de ella.

Según el contenido de óxido de magnesio, se distinguen los siguientes tipos de cal aérea: calcio con un contenido de no más del 5% de MgO, magnesia con un contenido de 5-20% de MgO y dolomita (magnesia alta) con un contenido de 20 -40% MgO. Con un contenido significativo de MgO, la cal se apaga más lentamente y libera menos calor durante el enfriamiento que la cal con un bajo contenido de MgO y, por lo tanto, con un alto contenido de CaO. Las cales magnesiana y dolomítica exhiben propiedades hidráulicas con un menor contenido de impurezas arcillosas y arenosas que las cales bajas en magnesio, ya que el Mg (OH) 2 es mucho menos soluble en agua que el Ca (OH) 2.

Dependiendo de la temperatura que se desarrolle durante el enfriamiento, existen cales poco exotérmicas (con una temperatura de enfriamiento inferior a 343 K) y altamente exotérmicas (con una temperatura de enfriamiento superior a 343 K).

Por la tasa de apagado, según GOST 9179-77, se distingue la cal de extinción rápida (la tasa de apagado no es más de 8 minutos); extinción media (velocidad de extinción no superior a 25 minutos) y extinción lenta (velocidad de extinción no inferior a 25 minutos).

3. REQUISITOS DE LA NORMA ESTATAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CAL

3.1 Requisitos técnicos

3.1.1 La cal para la construcción se debe producir de acuerdo con los requisitos de esta norma de acuerdo con los reglamentos tecnológicos aprobados en la forma prescrita.

3.1.2 Materiales utilizados en la producción de cal de construcción: rocas carbonatadas, aditivos minerales (escorias granuladas de alto horno o electrotermofósforo, aditivos minerales activos, arena de cuarzo) deben cumplir con los requisitos de los documentos reglamentarios vigentes pertinentes.

3.1.2.1 Los aditivos minerales se introducen en la cal en polvo para la construcción en las cantidades permitidas por los requisitos para el contenido de CaO + MgO activo según la cláusula 2.4.

3.1.3 La cal viva aérea sin aditivos se divide en tres grados: 1, 2 y 3; cal viva en polvo con aditivos - en dos grados: 1 y 2; hidratado (apagado) sin aditivos y con aditivos en dos grados: 1 y 2.

3.1.4 La cal aérea debe cumplir con los requisitos especificados en la Tabla. 3.1.

Tabla 3.1.

Notas:

1. El contenido de MgO para la cal dolomítica se da entre paréntesis.

2. El CO2 en cal con aditivos se determina por el método del volumen de gas.

3. Para la cal cálcica de 3er grado utilizada con fines tecnológicos, el contenido de granos no extinguidos está permitido, de acuerdo con los consumidores, no más del 20%.

3.1.4.1 El contenido de humedad de la cal hidratada no deberá exceder el 5%.

3.1.4.2 El grado de cal se determina por el valor del indicador correspondiente al grado más bajo, si corresponde a diferentes grados en términos de indicadores individuales.

3.1.5 La composición química de la cal hidráulica debe cumplir con los requisitos especificados en la Tabla. 3.2.

Tabla 3.2

3.1.6 La resistencia a la tracción de las probetas, MPa (kgf/cm2), después de 28 días de endurecimiento debe ser como mínimo:

a) al doblar:

0,4 (4,0) - para cal débilmente hidráulica;

1,0 (10) - para cal muy hidráulica;

b) cuando se comprime:

1,7 (17) - para cal débilmente hidráulica;

· 5,0 (50) - para cal muy hidráulica.

3.1.6.1 El tipo de cal hidráulica está determinado por la resistencia a la compresión, si pertenece a diferentes tipos según indicadores individuales.

3.1.7 El contenido de agua de hidratación en la cal viva no deberá exceder del 2%.

3.1.8 El grado de dispersión del aire en polvo y de la cal hidráulica debe ser tal que al tamizar una muestra de cal por un tamiz con mallas No.

El tamaño máximo de los trozos de cal triturada debe ser "no más de 20 mm.

3.1.8.1. Por acuerdo con el consumidor, se permite el suministro de cal hidráulica en trozos utilizada con fines tecnológicos.

3.1.9 El aire y la cal hidráulica deberán pasar la prueba de uniformidad de cambio de volumen.

3.2 Reglas de aceptación

3.2.1 La cal debe ser aceptada por el departamento de control técnico del fabricante.

3.2.2 La cal se acepta y se envía en lotes. El tamaño del lote se establece en función de la capacidad anual de la empresa en la siguiente cantidad: composición de carbonato de roca caliza

200 toneladas - con una capacidad anual de hasta 100 mil toneladas;

400 t - St. 100 a 250 mil toneladas;

800 toneladas - 250 mil toneladas

Se permite la aceptación y envío de lotes y masas menores;

3.2.3 La masa de cal suministrada se determina pesando los vehículos en básculas de ferrocarril y camiones. La masa de cal transportada en barcos está determinada por el calado del barco.

3.2.4 El fabricante acepta y certifica los productos y asigna el tipo y grado de cal con base en los datos del control tecnológico de producción de la fábrica y los datos del control actual del lote embarcado.

Los registros con los datos del control actual del lote embarcado, utilizados para la aceptación de productos, deben estar numerados y sellados con sello.

3.2.4.1 El control tecnológico de la producción en fábrica se realiza de acuerdo con las normas tecnológicas.

3.2.4.2 El control de calidad actual del lote embarcado se realiza de acuerdo a estas pruebas de la muestra general. La muestra general está compuesta por al menos dos turnos de la empresa y al menos ocho muestras individuales. Se toman muestras de cal en trozos -de los vehículos que suministran productos al almacén, de cal en polvo- de cada molino o hidratador que opera en un silo determinado. La muestra general para cal en terrones: componer una masa de 20 kg, en polvo - 10 kg. El muestreo único se lleva a cabo de manera uniforme y en cantidades iguales. El modelo general de cal en terrones se desmenuza al tamaño de los pedazos de no más de 10 mm.

3.2.4.3 Las muestras tomadas para el control actual del lote enviado se mezclan completamente, se cortan en cuartos y se dividen en dos partes iguales. Una de estas partes se somete a pruebas para determinar el rendimiento especificado en la norma, la otra se coloca en un recipiente herméticamente cerrado y se almacena en un cuarto seco en caso de que sea necesario realizar pruebas de control.

3.2.5 El control de calidad de la cal se lleva a cabo por las inspecciones de calidad estatales y departamentales o por el consumidor, utilizando el procedimiento de muestreo especificado.

3.2.5.1 Se toma una muestra total de cada lote, obtenida agrupando y mezclando cuidadosamente muestras individuales. La muestra total para cal en trozos es de 30 kg, para cal en polvo - 15 kg.

3.2.5.2 Cuando la cal se embarca a granel, se toma una muestra al momento de la carga o descarga, cuando la cal se embarca en contenedores, de un depósito de productos terminados o cuando se descarga de un consumidor.

3.2.5.3 Cuando la cal se suministre a granel en vagones, se tomará una muestra a partes iguales de cada vagón; al entregar cal por carretera, en partes iguales de cada 30 toneladas de cal; al entregar cal en bolsas, en partes iguales de 10 bolsas seleccionadas al azar de cada lote; cuando se entrega por transporte acuático, desde cintas transportadoras u otros tipos de medios de carga y descarga.

3.2.5.4 La muestra general de cal seleccionada se somete a ensayos para determinar los indicadores previstos en esta norma.

3.2.5.5 Durante el control de calidad, la cal deberá cumplir con todos los requisitos de esta norma para la especie y grado dados.

3.3 Métodos de prueba

3.3.1 El análisis químico y la determinación de las propiedades físicas y mecánicas de la cal se llevan a cabo de acuerdo con GOST 22688 - 77. Al mismo tiempo, para la cal cálcica, el contenido de MgO activo se determina de acuerdo con los datos de control de entrada de crudo materiales

3.4 Envasado, marcado, transporte y almacenamiento

3.4.1 La cal en trozos se envía a granel, la cal en polvo se envía a granel o en bolsas de papel de acuerdo con GOST 2226-88. Se permite, con el consentimiento del consumidor, utilizar bolsas de papel de cuatro capas.

3.4.2 Para determinar el peso bruto promedio de los sacos, pesar 20 sacos de cal seleccionados al azar simultáneamente y dividir el resultado entre 20. El peso neto promedio del saco se determina restando el peso neto promedio del saco del peso bruto . La desviación del peso neto medio de los sacos de cal con respecto al indicado en el envase no debe exceder de ± 1 kg.

3.4.3 El fabricante, junto con los detalles del envío, está obligado a enviar a cada consumidor un pasaporte, que debe indicar:

el nombre del fabricante y (o) su marca comercial;

fecha de envío de cal;

número de pasaporte y parte;

la masa del partido;

nombre completo de la cal, su tipo y grado garantizados, indicadores del cumplimiento del producto con los requisitos de esta norma;

Tiempo y temperatura de enfriamiento;

el tipo y la cantidad del aditivo;

designación de la norma según la cual se suministra la cal.

Además, se debe adjuntar una etiqueta en cada unidad de transporte, que indique: el nombre del fabricante y (o) su marca registrada, el nombre completo de la cal, su tipo y grado garantizados, la designación de la norma según la cual el se suministra cal.

3.4.4 Cuando se envíe cal en bolsas de papel, se debe marcar con: el nombre de la empresa y (o) su marca comercial, el nombre completo de la cal, su tipo y grado garantizado, la designación de la norma según la cual se se suministra cal.

3.4.4.1 Se permite reemplazar todas las designaciones en bolsas con códigos digitales acordados con el consumidor.

3.4.4.2 Cuando se envíe cal del mismo nombre y grado mediante entregas de vagones en tráfico ferroviario sin transbordo, se permite marcar solo en sacos apilados en las puertas del vagón a cada lado en una cantidad de al menos cuatro.

3.4.5 El fabricante está obligado a entregar la cal en un vehículo bien cuidado y limpio.

3.4.6 Durante el transporte y el almacenamiento, la cal debería protegerse de la humedad y la contaminación con impurezas extrañas.

3.4.6.1 La cal se transporta por todo tipo de transporte cubierto de acuerdo con las normas de transporte de mercancías vigentes para este tipo de transporte. Con el consentimiento del consumidor, se permite el suministro de cal en terrones en vagones góndola totalmente metálicos y vagones abiertos, siempre que se mantenga su calidad y se tomen las medidas necesarias para evitar pulverizaciones y exposición a precipitaciones.

3.4.6.2 La cal debería almacenarse y transportarse por separado según los tipos y grados.

3.5 Garantía del fabricante

1. El fabricante garantiza el cumplimiento de la cal con los requisitos de esta norma, sujeto a las condiciones de su transporte y almacenamiento.

2. Vida útil garantizada de la cal: 30 días a partir de la fecha de envío al consumidor.

4. CÁLCULO DE LA COMPOSICIÓN DE CAL Y CALIZA

Tabla 4.1. Datos iniciales

4.1 Cálculo de la composición de la cal

La cal consiste en CaO y MgO, piedra caliza no descompuesta CaCO3 y productos de calcinación apagada (CaO + arcilla).

Según los datos iniciales, el contenido de MgO=3%. De la condición, la actividad de la cal es del 80%, es decir la suma de óxidos de CaO + MgO = 80%.

Por lo tanto CaO=80-3=77%.

El contenido de piedra caliza sin descomponer se puede determinar por el contenido de dióxido de carbono residual en la cal:

Sá.O+ CO2 = CaCO3

µ(CaCO3) = 100 g/mol

µ(CO2) = 44 g/mol

La masa de carbonato de calcio sin descomponer se calcula mediante la fórmula:

Por lo tanto, la parte restante son productos tostados no extinguibles, cuyo contenido se calcula mediante la fórmula:

100%- CaO- MgO- CaCO3 =100-77-3-6,82=13,18%,

aquellas. la suma de CaCO3 inextinguible y arcilla (calcinada) es 13,18%. A partir de la condición de que el 1% de arcilla calcinada (x) se una al 1,7% de CaO, se puede elaborar una ecuación:

X+1.7X=13,18

2,7 X=13,18

X=4,88

El contenido de arcilla calcinada es del 4,88%.

CaO=1,7* X=1,7*4,88=8,30%

Tabla 4.2. Composición de cal, %

4.2 Cálculo de la composición de la roca carbonatada

La piedra caliza se compone de calcita, dolomita y arcilla. El contenido de dolomita de la cal se puede calcular a partir del contenido de Mgo de la cal:

X 10

Ca, mg (CO3 ) 2 =CaO+MgO+2CO2

184 40

= 13,8 kg

El contenido de arcilla se puede determinar a partir de la cantidad de arcilla en la cal, teniendo en cuenta la pérdida por ignición (L.I.P.):

Entonces su cal contiene:

La cantidad de calcita en la cal se puede calcular en función del contenido de CaO en todas sus formas (CaO activo + CaO no apagado + CaO no descompuesto en la composición de CaCO3):

De la proporción encontramos la masa de CaO en la composición de CaCO3:

kg

Recalculamos CaO a CaCO3:

kg

Pero, dado que parte del CaCO3 está contenido en la dolomita, entonces:

kg

donde

Calcular la masa de calcita pura:

Recalculamos la composición en%, en función de la proporción:

donde

Tabla 3. Composición de la roca carbonatada

Calcula la cantidad de MgCO3 en la cal:

4.3 Cálculo de descarbonización

El grado de descarbonización del CaCO3 está determinado por la fórmula:

CONCLUSIÓN

En base a los datos obtenidos, se puede concluir que:

El contenido de MgCO3 es 8,08%, que corresponde a la clase B. CaCO3 - 88,75% - clase B. Impurezas de arcilla - 3,17% - clase B.

Así, la roca carbonatada pertenece a la clase B.

Actividad de cal - 80%, contenido de MgO - 3%, dióxido de carbono residual - 3%, granos sin apagar - 13,18%.

Por tanto, se trata de cal viva de cal de segundo grado sin aditivos.

BIBLIOGRAFÍA

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2. P. N. Tabunshchikov Producción de cal, M., "Química", 1974

3. Butt Yu.M., Sychev MM, Timashev V.V. Tecnología química de aglutinantes, "V.Sh.", M, 1980

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La caliza suministrada a los ingenios azucareros para la producción de cal y gas de saturación está sujeta a ciertos requisitos en cuanto al tamaño de las piezas y la composición química.
según las reglas b. Glavsugar, aprobado en marzo de 1957, la piedra caliza debe entregarse a las fábricas de azúcar en piezas que varían en tamaño de 80 a 180 mm (peso de las piezas, respectivamente, de 1 a 3 kg) con clasificación en fracciones: 80-120 mm y 120-180 milímetro Las piezas de piedra de más de 180 mm no deben ser más del 3%. Los pedazos de piedra de menos de 80 mm de tamaño se consideran una bagatela, cuya cantidad no debe exceder el 3%. La piedra caliza comparable debe estar limpia, libre de arena, arcilla y otras rocas y tener una humedad normal (3-5%).
La composición química de la piedra caliza según las especificaciones aprobadas b. Ministerio de Industria Alimentaria de la URSS en abril de 1956, debe ser el siguiente:

Para las fábricas de azúcar de Asia Central, está permitido suministrar piedra caliza con un contenido de carbonato de magnesio de hasta el 12 %, pero con la condición de que su suma junto con el carbonato de calcio sea de al menos el 96,5 %.
Las especificaciones prevén la siguiente composición química de la tiza (en % del peso de materia seca):

El contenido de humedad en la tiza recién extraída puede alcanzar el 15-25%. El alto contenido de humedad de la tiza dificulta su cocción y debe tenerse en cuenta a la hora de dosificar el combustible (antracita).
Las calizas para la producción de cal aérea para la construcción de acuerdo con GOST 5331-50 se dividen por composición química en tres clases: A, B y C (Tabla 49), y por el tamaño de las piezas en grandes, medianas y pequeñas (Tabla 50 ).
Por lo tanto, la piedra caliza para la producción de azúcar en términos de composición química cumple con los requisitos de la piedra caliza en la clase A, y en términos del tamaño de las piezas pertenece al promedio.

De acuerdo con GOST 5331-50, las reglas para la aceptación, el muestreo y la preparación de muestras para el análisis de piedra caliza son las siguientes.
El tamaño del lote aceptado se fija en 100 toneladas, también se considera mucho el saldo de más de 50 toneladas. El saldo de menos de 50 toneladas se suma al lote anterior. Para entregas de menos de 100 toneladas de piedra caliza, cualquier cantidad entregada se considera un envío.
Al recopilar una muestra, se toman piezas de aproximadamente 1 kg cada una de 20 lugares diferentes del lote de piedra caliza, o las piezas de este peso se separan a golpes de las piezas más grandes, o se toma una cantidad igual de piezas pequeñas con una pala de tal manera como para obtener una muestra promedio que pese al menos 20 kg.
La piedra caliza seleccionada se tritura en pedazos con un tamaño de 10-15 mm en la dimensión más grande, se mezcla completamente y se reduce en cuartos para obtener una muestra promedio que pesa alrededor de 5-6 kg. La muestra media resultante se divide en dos partes iguales de 2,5-3 kg cada una. Una parte se somete a pruebas, y la otra, sellada con el sello de fábrica, se almacena durante 2 meses en caso de pruebas de arbitraje.
La muestra de piedra caliza destinada a la prueba se reduce por corte en cuartos para obtener una muestra que pesa 1 kg, se tritura en un mortero hasta que pasa por completo a través de un tamiz con un lado del orificio de 0,75 mm y luego se somete a una reducción adicional por corte en cuartos hasta una muestra que pesa 100 se obtiene g.
Esta muestra se muele en un mortero hasta que pasa completamente a través de un tamiz con un orificio lateral de 0,2 mm, y se toman porciones de ensayo de la muestra triturada especificada para su análisis.
Al analizar piedra caliza, el contenido de humedad, SiO2 y otras impurezas insolubles en HCl, óxidos de hierro y aluminio (Fe2O3 + Al2O3), carbonato de calcio (CaCO3), carbonato de magnesio (MgCO3), sulfato de calcio (CaSO4), óxidos de potasio y sodio ( K2O) + Na2O).
La composición química de la piedra caliza de algunos yacimientos se da en la Tabla. 51.

Relevancia del tema.

Las calizas tienen una gama extremadamente amplia de aplicaciones. Se utilizan para la preparación de fundentes (en metalurgia), para la construcción, para la producción de cal y cementos, en la producción de ladrillos silicocalcáreos, en la industria química, en la producción de azúcar, etc. Se utilizan principalmente en la industria metalúrgica como fundentes. La introducción de nuevos procesos tecnológicos en metalurgia requiere mejorar la calidad de la caliza fundente en términos de composición química y resistencia mecánica. El agotamiento de las reservas de materias primas de alta calidad de los yacimientos explotados y el cierre de canteras por el agravamiento de los problemas medioambientales exigió la puesta en marcha urgente de nuevos yacimientos. En este sentido, se inició la exploración del yacimiento Rodnikovskoye en la región de Donetsk. El estudio de las regularidades de la distribución espacial de los indicadores cualitativos de las calizas, así como la elucidación de las razones de la variabilidad de estos indicadores, no se realizó en el yacimiento. Un estudio detallado de las condiciones geológicas, la tectónica y la composición química de las calizas permitirá corroborar la relación entre los factores geológicos y la calidad de las materias primas en el territorio del depósito de Rodnikovskoye.

Arroz. 1. Ciclo de procesamiento de piedra caliza. Animación GIF, 13 fotogramas, bucle, 23,1 kb.

En la imagen:

1. caliza fundente
2. Lima
3. Dolomita
4. fundición de acero
5. Lingotes de acero
6. Residuos y polvo
7. Procesamiento (elaboración)
8. Uso múltiple
9. Desperdiciar
10. Producto final (ejemplos): vajillas, bienes de consumo, automóviles, material de construcción
11. reprocesamiento
12. Materia prima
13. reciclaje

Este trabajo científico tiene una conexión con el Programa Nacional para el Desarrollo de la Base de Recursos Minerales de Ucrania para el período hasta 2030 en la sección "Materias primas no metálicas para la metalurgia", subsección "Calizas fundentes y dolomitas". Se lleva a cabo siguiendo las instrucciones de la empresa estatal KP "Yuzhukrgeologiya" Priazovskaya CGRE.

Propósito del estudio es estudiar los factores de variabilidad de la calidad de la piedra caliza y su distribución espacial para optimizar el desarrollo del depósito Rodnikovskoye.

Investigar objetivos:
1) estudiar la calidad de las calizas en la parte suroeste de Donbass;
2) obtener características estadísticas de la variabilidad de los indicadores cualitativos de las calizas;
3) identificar factores geológicos que afectan la distribución de varios indicadores de calidad en diferentes partes del campo;
4) determinar la dependencia de la calidad de la piedra caliza de las condiciones de ocurrencia;
5) realizar un análisis comparativo de la calidad de los yacimientos de piedra caliza con los requisitos técnicos de diversas industrias;
6) desarrollar recomendaciones prácticas para un mayor desarrollo del depósito Rodnikovskoye.

idea de trabajo consiste en verificar los factores teóricos conocidos de cambios en la composición química de las calizas en el depósito de Rodnikovskoye.

objeto investigación es el depósito de piedra caliza fundente Rodnikovskoye en la región de Donetsk.

Cosa– Patrones espaciales de distribución de la calidad de las calizas, su relación con factores geológicos.

Métodos de búsqueda:
- tratamiento estadístico de los datos iniciales;
- análisis de material gráfico para determinar las características estructurales del objeto de estudio (mapa geológico del área, planos hipsométricos, columnas estratigráficas, etc.);
- elaboración de muestras de datos iniciales para las características comparativas de elementos individuales del objeto;
- análisis espacial de la distribución de componentes útiles y dañinos del mineral en el objeto de estudio;
- método de análisis del sistema de los resultados del procesamiento para crear modelos de variabilidad de la calidad de la piedra caliza;

novedad científica Los resultados obtenidos. Por primera vez, se analizó el cambio en los indicadores cualitativos de los estratos carbonatados de la parte suroeste del Donbass. Se han desarrollado criterios de calidad de piedra caliza para el desarrollo del depósito Rodnikovskoye. Se establecen regularidades de distribución espacial de la variabilidad de los indicadores de calidad mineral.

Importancia práctica de los resultados obtenidos
Las zonas con materias primas de piedra caliza de alta calidad dentro del depósito de Rodnikovskoye están marcadas. Se hacen recomendaciones sobre la tecnología de un mayor desarrollo del depósito.

Contribución personal
Sistematicé los estudios previos, definí las tareas del trabajo, recopilé muestras, realicé el procesamiento estadístico e interpretación de los datos. Con base en la investigación realizada, los resultados del trabajo se presentan en forma gráfica. Se hacen recomendaciones prácticas.

Aprobación de resultados
Los problemas de este trabajo se informaron en la II conferencia científica de toda Ucrania-escuela de jóvenes científicos "Problemas modernos de las ciencias geológicas", celebrada en Kiev del 12 al 15 de abril de 2010. Mi informe sobre el tema "Mejorando la tecnología de exploración y desarrollo de depósitos de piedra caliza fundente" se publicó en los resúmenes de esta conferencia.

Publicaciones

Volkova T.P., Rogachenko A.M. Investigación de la calidad de las calizas para optimizar el desarrollo del yacimiento Rodnikovskoye // Prácticas científicas de DonNTU - 2010. - Donetsk.

Parte principal

Análisis del estado de conocimiento del tema
Analicé la literatura y los materiales de archivo sobre el tema de las materias primas de carbonato en Ucrania. Se prestó especial atención al estudio de los depósitos de piedra caliza del Carbonífero Inferior de la zona de unión del megabloque Azov del Escudo de Ucrania y el Donbass plegado.
El estudio de los depósitos del Carbonífero Inferior en la parte suroeste del Donbass fue realizado por varios geólogos, a partir de mediados del siglo XIX. En 1928 - 1929. Rotay OP Se realizó un mapeo geológico de la parte suroeste del Donbass a escala 1:42000, como resultado de lo cual se adoptó una nueva indexación de zonas estratigráficas. En 1947-1951. Ukrgeoltrest MChM realizó un estudio geológico instrumental a una escala de 1:100.000 para aclarar las direcciones adicionales del trabajo de exploración geológica para aumentar las reservas de balance de calizas fundentes y dolomitas. Por primera vez, el trabajo de exploración en el campo Rodnikovskoye fue realizado por el Servicio Geológico Priazovskaya en 1982-1984. En el período de 1985 a 1990, el Servicio Geológico Priazovskaya de la Empresa Estatal Yuzhukrgeologia llevó a cabo trabajos de prospección y evaluación en el área de Komsomolskaya, incluido el campo Rodnikovskoye.
El científico A.I. Nedoshovenko. En su artículo "Sobre la metodología de exploración de depósitos de carbonato en la parte suroeste del Donbass", publicado en 1977, se destaca el problema de la karstización del área de estudio y la imperfección del sistema de exploración geológica de tales áreas.
En el trabajo de A.V. Kanunnikova y V.I. Remizov "Características litológicas, cambios posedimentarios y espacio poroso de las calizas del Carbonífero Medio-Inferior" (1977), se realizaron estudios de rocas carbonatadas para evaluar reservorios que son ampliamente utilizados en la búsqueda de petróleo y gas. Sin embargo, algunos aspectos de su trabajo pueden ser útiles para comparar las características químicas de las calizas del depósito de Rodnikovskoye.
En un artículo científico de S.A. Machulina y M. V. Bezuglya "Sobre el descubrimiento de grandes formaciones de pirita similares a estalactitas en las calizas del Carbonífero Inferior de la cantera Stylsky en la parte suroeste de Donbass" (2004) indica las razones de la aparición de sulfuros de azufre en los huecos kársticos de las calizas de Tournaisian.
En la obra de V. A. Mikhailova, M. M. Kurilo, N.Yu. Galkina "Determinación de la relación entre la rentabilidad de las empresas mineras y las características técnicas y económicas de los depósitos domésticos de materias primas de carbonato fundente" (2005) considera el problema de proporcionar materias primas de carbonato de alta calidad para la producción metalúrgica en relación con el aumento en el requisitos técnicos de la industria para la calidad de las calizas.

Las características de la estructura geológica de la parte suroeste del Donbass, las características tectónicas, la composición química de las rocas del Carbonífero Inferior se describen en los materiales de reserva del KP "Yuzhukrgeologia" Priazovskaya CGRE.

Estructura geológica del objeto de estudio
El área principal de reservas exploradas de calizas fundentes en Ucrania es la zona de unión de la parte suroeste de la estructura plegada de Donetsk con el bloque Azov del escudo ucraniano. Aquí se concentra el 38% de las reservas exploradas de calizas fundentes y el 20% de las calizas dolomíticas. La secuencia monoclinal de caliza-dolomía de las etapas Tournaisian y Visean del Carbonífero Inferior hasta 500 m de espesor es productiva. También hay calizas arcillosas y silicificadas, calizas con lutitas. El espesor del estrato carbonatado varía desde unos pocos hasta 100 metros o más.
El principal proveedor de piedra caliza para la producción de convertidores es la Administración Minera de Komsomolsk. Su base de materia prima está representada por el yacimiento Karakub de calizas fundentes. Carreras operativas - Norte, Sur, Zhegolevsky. La cantera de Dalniy está completamente excavada e inundada. Las reservas del yacimiento de Karakub durarán hasta 2015 y la capacidad de la empresa alcanzará los 7 millones de toneladas de piedra caliza en bruto al año. Está prevista la reposición de la escasez de materias primas fundentes de alta calidad debido a la puesta en marcha del depósito de Rodnikovskoye.
En términos geológicos y estructurales, el depósito de piedra caliza de Rodnikovskoye está ubicado en la parte suroeste de la zona de unión de la estructura plegada del Donbass con el megabloque Azov del Escudo de Ucrania. Está confinado a la banda de distribución de las rocas de las etapas Visean y Tournaisian del Carbonífero Inferior, que componen el flanco sur de la cuenca Kalmius-Toretskaya. Los estratos productivos son calizas de las etapas de Tournaisian y Visean del Carbonífero Inferior. El espesor del mineral es de 72,4 m en la parte Este del yacimiento y de 90,3 m en la Oeste (¿reservas hasta el horizonte? Se calculan 7 m). Los depósitos de la etapa de Visean están representados principalmente por calizas. La Etapa Tournaisiana se distingue por la alternancia de capas, principalmente calizas, dolomitas, calizas dolomíticas con capas intermedias de calizas arcillosas, silicificadas, calizas de esquisto. Las rocas carbonatadas de las etapas de Tournaisian y Visean pertenecen al tipo de rocas organogénicas, predominantemente de detritos finos, débilmente metamorfoseadas. En ellos, como formaciones singenéticas, existen pedernales de diversas formas. Esto prueba la quimiogenicidad del proceso de formación de piedra caliza. El gran papel del proceso químico en la formación de la dolomía se confirma por la escasa presencia de fauna fósil en las rocas dolomíticas, que cambia gradualmente en calizas dolomíticas o ordinarias.
Dependiendo de la composición química y el contenido de componentes limitantes, entre las calizas del depósito de Rodnikovskoye, se distinguen las siguientes: ferroaleaciones, convertidores, altos hornos. Al mismo tiempo, casi el 70% de todas las reservas del yacimiento son calizas de conversión. Para controlar la fracción de masa de SiO2, las rocas carbonatadas se queman previamente en unidades especiales de quemado de cal para obtener piedra caliza convertidora. Las reservas de rocas carbonatadas del depósito Rodnikovskoye se calcularon de acuerdo con los datos preliminares de exploración (Tabla 2). Los datos sobre el estado de las reservas de calizas fundentes del yacimiento Rodnikovskoye fueron proporcionados por la empresa KP "Yuzhukrgeologiya" Priazovskaya CGRE.

Metodología de investigación y evidencia

Descripción de los datos reales
En la primera etapa del trabajo se realizó un análisis de la documentación geológica que contiene información sobre la litología y tectónica del área de estudio, se seleccionaron datos para la muestra, de acuerdo a los cuales se calcularon indicadores estadísticos y se determinaron correlaciones para cada estratigrafía. capa por separado. El indicador de calidad CaO tiene el mayor valor informativo. Es el criterio determinante para clasificar las calizas. Para todos los indicadores, se calcularon los valores máximo y mínimo, el valor promedio del indicador y la desviación estándar que caracteriza el grado de variabilidad del indicador. De acuerdo con las características estadísticas, se determinan las características de la variabilidad de los indicadores de calidad para capas individuales y, en general, para el espesor. Se realizó un análisis comparativo entre los resultados del procesamiento de datos estadísticos para capas individuales y para todo el estrato útil del yacimiento. Al realizar un análisis espacial, se identificaron áreas con materias primas de piedra caliza de alta calidad.
Los datos iniciales para un estudio cuantitativo de las regularidades de la distribución de la calidad de las calizas son datos espacialmente referenciados de análisis químicos de muestras seccionales en intersecciones de yacimientos de pozos exploratorios del campo Rodnikovskoye. La muestra incluye 2270 muestras de sección (con una longitud de sección promedio de 2,0 m). Las muestras fueron tomadas por el Priazovskaya CGRE. En las muestras se determinaron los siguientes indicadores de calidad: CaO, MgO, SiO2, Al2O3+Fe2O3, S, P. Se realizaron trabajos preliminares de exploración en el yacimiento. Se han identificado bloques geológicos con categorías de reservas C1 y C2. El área del depósito está cubierta por una red de pozos exploratorios con una distancia entre ellos: para la categoría de reservas C1 - 200 × 200 m, para la categoría de reservas C2 - 400 × 400 m Los pozos fueron perforados a un horizonte con una marca absoluta de -7 m.

Selección y descripción de la metodología de procesamiento de datos
Los datos disponibles están organizados para su procesamiento de la siguiente manera:
- se hicieron selecciones para capas estratigráficas individuales, que sirven para estudiar la influencia de los factores geológicos en la calidad de las calizas;
- Se recopilaron muestras para todo el espesor del depósito como un todo para comparar la distribución espacial de la calidad e identificar patrones comunes.

Para resolver los problemas planteados en este trabajo se optó por los siguientes métodos:
- análisis estadístico, que permite caracterizar el conjunto de datos, identificando relaciones entre varios indicadores;
- análisis de material gráfico, que permite examinar en detalle la estructura geológica del objeto;
- análisis espacial, con la ayuda de este método, se lleva a cabo la asignación de patrones espaciales de distribución de indicadores y su unión a las estructuras geológicas del objeto;
- un método de análisis sistemático de los resultados del procesamiento por la génesis del mineral y la posición espacial del objeto en estudio;
- generalización de los resultados para crear modelos de la variabilidad de la calidad de un mineral.

interpretación de resultados
Para los yacimientos de caliza, los indicadores de calidad determinantes son CaO, MgO, SiO2, Al2O3 + Fe2O3, S, P. El contenido de CaO es el principal indicador de la calidad de la caliza. Para obtener información precisa sobre las causas y patrones de su variabilidad, se realizó un procesamiento estadístico de datos. Según los resultados de los análisis realizados, se reveló una distribución heterogénea del principal indicador de calidad de CaO en el campo Rodnikovskoye (Fig. 1).

Arroz. 2. Histograma de variabilidad del índice CaO en el campo Rodnikovskoye un) para la capa С1vb+c; b) en todas las capas del estrato productivo.

Los histogramas de la variabilidad del índice de CaO tienen forma escalonada de un pico, lo que prueba que el rasgo en estudio corresponde a la ley de distribución espejo-log-normal. La presencia de intervalos vacíos indica la heterogeneidad del ambiente geológico. Esto se explica por la estructura en capas de los estratos productivos de las etapas Visean y Tournaisian del Carbonífero Inferior, la presencia de vacíos kársticos y fallas. La Figura 1a muestra un histograma de la variabilidad del índice de CaO para uno de los estratos estratigráficos de los estratos productivos del campo Rodnikovskoye. La figura 1b muestra un histograma de la variabilidad del indicador promediado sobre todo el estrato productivo del yacimiento. El rango entre los valores mínimo y máximo del índice CaO para la formación C1vb+c es (Fig. 1a) 7.06, y para el estrato productivo en su conjunto - 19.32 (Fig. 1b). Al promediar los datos, hay una disminución significativa en el valor de los indicadores de calidad de las calizas (CaO + MgO). Esta diferencia se explica por el hecho de que en el estrato productivo del yacimiento, representado por los yacimientos de las etapas Viseaniana y Tournaisiana, existen capas intermedias de calidad inferior de rocas calizas con un bajo contenido de CaO y aditivos improductivos en forma de lutitas, limolitas, arenisca. Las calizas de mayor calidad se encuentran en los estratos estratigráficos C1vb+c, C1td, C1tb.
La distribución de la variabilidad del índice de calidad del MgO es una imagen especular de la variabilidad del índice de CaO. Esto se debe a la dependencia del contenido de MgO en el estrato calizo del desarrollo (intensidad) de los procesos de dolomitización:

2CaCO3 + MgSO4 + 2H2O - CaMg(CO3)2 + CaSO4 2H2O.

En este caso, el Mg2+ reemplaza al Ca2+ en la red cristalina de la caliza CaCO3.
El cambio en el índice de CaO está asociado con la estratificación del depósito y con un cambio en la composición mineral y química de las siguientes rocas, así como sus impurezas:
- piedra caliza (dolomita, calcita);
- arcilla (caolinita Al4(OH)8);
- ortofira (contenido de calcita, caolinita, clorita);
- plagioporfirio (plagioclasas);
- rocas que contienen sulfuro.
El cambio en el valor del índice CaO en el campo Rodnikovskoye se explica no solo por la estructura en capas del estrato productivo, sino también por los procesos en curso de dolomitización, silicificación, calcitización y lixiviación.
La presencia de una correlación negativa significativa entre los índices de CaO y MgO (igual a -0,6, nivel de significancia< 0.05) объясняется замещением оксида кальция оксидом магния в процессе доломитизации породы. Основная часть доломитизированных пород образовалась на стадии седиментации карбонатных отложений и связана с процессами диагенетической доломитизации. Также имеет место эпигенетическая доломитизация, вызываемая действием подземных вод, обогащенных магнием. Она приурочена к трещиноватым известнякам и карстовым пустотам.
La correlación negativa entre CaO y SiO2 (igual a -0,31) se explica por el cambio en el valor del índice de CaO asociado a la silicificación de la caliza. Las rocas carbonatadas que componen el depósito de Rodnikovskoye, como formación singenética, contienen sílex de diversas formas. La razón de la presencia de silicio en las calizas son las reacciones químicas que ocurren en la etapa de sedimentación de las calizas y la presencia de huecos kársticos que contribuyen al proceso de silicificación. Los vacíos kársticos surgieron como resultado de la erosión de los estratos por las aguas subterráneas y superficiales, así como también como resultado de la actividad de las perturbaciones tectónicas. Las cavidades kársticas, dependiendo de la presencia de una conexión directa con la superficie, pueden llenarse con depósitos arenosos-arcillosos sueltos; esto se confirma por la presencia de una relación negativa significativa entre CaO y Al2O3 + Fe2O3 (igual a -0.3).
Se realizó un análisis espacial de la distribución del índice de calidad del CaO.


Arroz. 3 . Plan de distribución del índice CaO en los estratos productivos de la sección este del campo Rodnikovskoye.

El valor del índice de óxido de calcio en el este se distribuye de manera extremadamente desigual (Fig. 2). El campo del mapa de distribución del índice CaO tiene una estructura compleja, lo que se confirma por la presencia de varios mínimos y máximos, ubicados de manera desigual en el objeto de estudio. La mayor parte del mapa está ocupado por calizas con un porcentaje de CaO igual a 46 - 48%. En el centro del territorio descrito, hay una alternancia de mínimos y máximos del contenido del indicador. El valor más bajo del índice CaO se limita a la parte sur del depósito Rodnikovskoye, lo que se explica por el paso de una falla tectónica subhorizontal y el afloramiento del macizo granitoide Proterozoico. El valor máximo de CaO en el centro del territorio descrito es confirmado por la estructura geológica del sitio. No existen perturbaciones tectónicas, se localizan vacíos kársticos y se localizan calizas de la más alta calidad, con un gran espesor y una pequeña proporción de impurezas de componentes nocivos (SiO2, Al2O3 + Fe2O3, S, P).
Con base en los resultados del análisis químico, se estudió capa por capa la distribución de la calidad de la caliza en el depósito. Se revelan capas con un aumento y una disminución en las características de calidad de un mineral, se investigan las razones de su cambio. Para establecer regularidades en el cambio de calidad de las calizas del yacimiento de Rodnikovskoye, se realizó un procesamiento estadístico de datos, seguido de una comparación de cambios en cada uno de los indicadores de calidad (Cuadro 1).

Pestaña. uno. Valores de indicadores cualitativos de calizas en la parte oriental del depósito Rodnikovskoye.

Como se puede observar en la Tabla 1, al promediar los valores de los indicadores para todo el espesor de los estratos productivos del yacimiento, la calidad disminuye en comparación con los valores estratificados: disminuyen los componentes útiles (CaO y MgO); nocivo - aumento.

Conclusiones prácticas y recomendaciones
- Así, se estudió en detalle la calidad de las calizas de la parte suroeste de Donbass.
- Las características estadísticas obtenidas de la variabilidad de los indicadores cualitativos de las calizas para capas estratigráficas individuales y para todo el espesor útil difieren significativamente. El contenido promedio de indicadores de calidad de piedra caliza en un horizonte particular del depósito de Rodnikovskoye es diferente. Se reveló una disminución en las características de calidad cuando los indicadores se promediaron sobre toda la capacidad útil del campo por 3 veces.
- La merma en la calidad de las calizas se produce por los procesos de dolomitización, silicificación, calcitización y lixiviación. El factor más negativo es la formación de karst.
- Debido a la diferencia en las características cualitativas de las capas estratigráficas individuales del depósito, se recomienda calcular las reservas para cada consumidor específico por separado.
- El desarrollo del depósito Rodnikovskoye debe llevarse a cabo en capas, teniendo en cuenta la diferencia en la estructura de las capas estratigráficas de los estratos productivos. En este caso, la variedad cumplirá con las especificaciones de una industria en particular. Las calizas de edad C1vb + c cumplen con los requisitos técnicos para la producción en alto horno, metalúrgica y de fundición de acero. Las calizas C1td se pueden utilizar como materia prima para la metalurgia. Las rocas de edad С1vd, C1tc, C1tb se pueden utilizar en la fabricación de acero, la industria de ferroaleaciones, la construcción de cal y la producción de cemento.

Literatura:

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