1 .. 189 > .. >> Sljedeće
NaCl -[-NH3-I-CO2 I-H2O-NaHCO3 [-NH4CI
434"
2NaHCO3 X N a2CO* + CO21 -f H2O
Glavne nečistoće u tehničkoj sodi su NaCl1 NH4Cl, NH4HCO3, Na2SO4, CaCO3, MgCO3, soli željeza.
Sintetička kvaliteta soda pepela određeno GOST 5100-64.
Sadržaj natrijevog karbonata u kalciniranoj soda pepelu nije manji od 99%, gubitak mase pri paljenju nije veći od 2,2%, sadržaj klorida u odnosu na natrijev klorid nije veći od 0,8%. Ovisno o namjeni, dodatno se određuje sadržaj sulfata, željeza, kalijevog oksida i dr.
§ 58. ANALIZA VAPNENCA
Određivanje kalcijevog karbonata. Vapnenac - karbonat stijena, koji se sastoji od 90-98% CaCO3. Za određivanje CaCO3 koriste se mnoge metode. Jedna od njih je metoda koja se temelji na interakciji kiseline s kalcijevim karbonatom uz oslobađanje CO3:
CaCO3 + 2HCl ¦ > CaCI2 + CO2 f + H2O
Količina CO2 određena je razlikom mase kalcimetra prije i nakon reakcije. Znajući masu CO2, preračunajte je na masu CaCO3, izražavajući rezultate u postocima.
reagensi:
1) sumporna kiselina (mn. 1,84);
2) klorovodična kiselina, 10% otopina.
Izvršenje definicije. Prethodno oprani kalcimetar 1 (slika 130) se osuši i ohladi na sobnu temperaturu. Otvorite čep 6 lijevka 4 i pažljivo ulijte sumpornu kiselinu (t. 1,84), tako da izljev kapilare 5 bude uronjen 3-4 mm u kiselinu. Pažljivo zatvorite brušenim čepom 6, pazeći da se kiselina ne uvuče u donji dio uređaja. U lijevku 7 at zatvorena slavina 8 stavite 10 ml 10% otopine klorovodične kiseline i zatvoriti čepom 9, nakon čega se kalcimetar izvaga na analitičkoj vagi s točnošću od 0,0002 g. Zatim se u kalcimetar kroz otvor 2 stavi oko 0,5 g vapnenca, pazeći da vapnenac ne ostane na stijenkama posude. otvor, zatvoren čepom 3 i ponovno izvagan na analitičkoj vagi. Težina vapnenca određena je razlikom između drugog i prvog vaganja. Pažljivo se uklanjaju čepovi 6 i 9, otvara se slavina 8 i klorovodična kiselina se postupno ulijeva u donji dio uređaja. Uređaj se drži 15-20 minuta da se reakcija završi, dok se ugljični dioksid oslobađa kroz lijevak 4, gdje sumpor apsorbira vodu.
Riža. 130. Kalcimetar za analizu vapnenca
435
kiselina. Nakon završetka reakcije, uređaj se zatvara čepovima 6 i 9 i vaga se na analitičkoj vagi s točnošću od 0,0002 g. Iz razlike između drugog i trećeg vaganja utvrđuje se masa oslobođenog CO2.
Postotak CaCO3 d:caco3 u vapnencu izračunava se po formuli
¦ gi100"100 ,vir jap
*SaSO, - (V1I.3I)
gdje je gi masa oslobođenog ugljičnog dioksida, g; g - izvagani vapnenac, g.
Određivanje ugljičnog dioksida u vapnencu može se izvesti plinovitom metodom. Da bi se to učinilo, komad vapnenca, koji odgovara 80-100 ml CO2, stavlja se u reakcijsku posudu 1 (vidi sliku 130), tretiranu s 10 ml 10% otopine klorovodične kiseline. Oslobođeni CO3 se mjeri u bireti za mjerenje plina.? i dovesti njegov volumen u normalne uvjete.
Postotak kalcijevog karbonata XCaCo3 u vapnencu izračunava se iz količine CO2:
PoIOO-100
gdje je V0 volumen suhog ugljičnog dioksida u normalnim uvjetima, ml; g - izvagani vapnenac, g.
§ 5". ANALIZA TEKUĆINA PROIZVODNJE SODE
Tekućine u proizvodnji sode sode analiziraju se na klor, dušik, amonijak i ugljični dioksid. U mirnoj tekućini utvrđuje se višak kalcijevog oksida. U proizvodnji sode koncentracija otopina obično se izražava u takozvanim normalnim podjelama, tj. broj mililitara je točno 1 n. otopina reagensa korištena na 20 ml ispitne otopine. Na primjer, ako se titracijom od 20 ml amonijačne vode dobije 25 ml 1 N. kiseloj otopini, tada je koncentracija amonijačne vode 25 normalnih podjela, ili skraćeno 25 N. d.
Jedna normalna podjela odgovara V20 g-ekviv. tvari u otopini. Stoga, ako amonijačna voda ima koncentraciju
25 n. itd., onda je ovo 25 ^ = 1,25 g-zhvíl.
Primjer. Izrazite u normalnim podjelima, g-eq! L i g! L, koncentraciju NH3 u tekućini, ako je 28,4 ml 0,5 N upotrijebljeno za titriranje 26 ml. Otopina H2SO4 (K == 0,9980).
Riješenje.
1. Izračunajte iznos točno 1 n. otopina H2SO4, kojom je titrirano 25 ml ispitne otopine prema formuli A^f1 = N3V3, 28,4 0,9980 0,5 = -1 V2, dakle
02 \u003d 28,4-0,9980-0,5 \u003d 14,17 ml.
436
2. Odrediti točnu količinu otopine 1 i H2SO4 koju bi potrošilo 20 ml ispitne otopine: 14,17 ml H2SO4 će se potrošiti na 25 ml ispitne otopine, X ml će se potrošiti na 20 ml ispitne otopine :
20-14,17
X \u003d -¦-"¦- \u003d 11.34 JHJ ili 11.34 n.a. 25
3. Izračunajte koncentraciju NH3 u g-zke / l: \OOO ml 1 n. otopine sadrže 1 g-ekv. NH3
11,34 ml 1N otopina sadrži x Ms NH3
11,34-1 NHl 1000 u 20 ml ispitne otopine.
11,34
20 ml sadrži ^g-eq NH3
1000 ml sadrži x g-eq NH3
1000-11,34 1
= - 11,34 = 0,567 g-ekv. / l.
1000-20 20
4. Izračunajte koncentraciju NH3 u g/l:

Cilj: odrediti aktivnost vapna, brzinu i temperaturu gašenja.

Osnovni koncepti

Građevinsko zračno vapno je proizvod dobiven prženjem kalcij-magnezijevih stijena do najvećeg mogućeg oslobađanja ugljičnog dioksida. Vapno se koristi u mješavinama s raznim dodacima za dobivanje raznih veziva: vapno-kvarc, vapno-troska, vapneno-glina i dr. Od njega se izrađuju silikatne opeke, silikatni blokovi, armirani silikatni dijelovi velikih dimenzija i razni drugi građevinski proizvodi.

Glavni proces u proizvodnji zračnog vapna je prženje, u kojem se vapnenac dekarbonizira i pretvara i pretvara u vapno sljedećom reakcijom:

CaCO 3 + 178,58 kJ →CaO + CO 2

U laboratorijskim uvjetima, disocijacija kalcijevog karbonata se odvija na približno 900 °C, a u proizvodnji temperatura pečenja je 1000-1200 °C.

Živo vapno je grudasto i mljeveno. Dobiva se u obliku komadića svijetložute ili sive boje. Intenzivno vezuje vlagu i stoga se preporuča čuvati u hermetički zapakiranom stanju. Ako sirovina sadrži više od 6% nečistoća gline, tada proizvod prženja pokazuje hidraulička svojstva i naziva se hidraulično vapno.

Kvaliteta dobivenog vapna ocjenjuje se aktivnošću koja pokazuje ukupan sadržaj slobodnih kalcijevih i magnezijevih oksida koji su u aktivnom stanju. Osim njih, vapno može sadržavati okside MgO i CaO u neaktivnom stanju; to su neraspadnuti karbonatni i krupnozrni uključci (burnout).

Ovisno o sadržaju aktivnog CaO i MgO nastaje vapno tri varijante(Tablica 9.1).

Tablica 9.1

Klasifikacija vapna po razredima

Zračno vapno se može koristiti u gašenom obliku.

Gašeno vapno dolazi u obliku paperja, tijesta ili mlijeka. Sadržaj vlage u pahuljici ne prelazi 5%, u testu je manji od 45%. Proces gašenja se odvija prema sljedećoj shemi:

CaO + H 2 O ↔ ca(Oh) 2 +65,1 kJ

a popraćeno je oslobađanjem topline, što uzrokuje porast temperature koja može zapaliti drvo. Hidratacija kalcijevog oksida je reverzibilna reakcija, njezin smjer ovisi o temperaturi i tlaku vodene pare u okolišu. Elastičnost disocijacije Ca(OH) 2 na CaO i H 2 O doseže atmosferski pritisak na 547 °C, pri višoj temperaturi kalcijev hidroksid se može djelomično razgraditi. Kako bi proces išao u pravom smjeru, potrebno je nastojati povećati elastičnost vodene pare nad Ca (OH) 2 i ne dopustiti previsoku temperaturu. Istodobno treba izbjegavati i hipotermiju gašenog vapna, jer to uvelike usporava gašenje. Više od polovice njegovih zrna ima veličinu koja ne prelazi 0,01 mm. Vaporizacija štiti materijal od prekomjernog porasta temperature.

Volumen vlakana pri gašenju vapna je 2-3 puta veći od volumena izvornog živog vapna zbog povećanja volumena šupljina (pora) između pojedinih zrna dobivenog materijala. Gustoća živog vapna je u prosjeku 3200, a gašenog vapna 2200 kg / m 3.

Za gašenje vapna u pahuljicama teoretski je potrebno dodati 32,13% vode po masi. U praksi, ovisno o sastavu vapna, stupnju prženja i načinu gašenja, uzimaju oko dva, a ponekad i tri puta više vode, jer pod djelovanjem topline koja se oslobađa tijekom gašenja dolazi do isparavanja, a dio vode se uklanja.

Ovisno o temperaturi koja se razvija tijekom gašenja, razlikuju se visoko egzotermne (t gašenje. >50 °C) i nisko egzotermne (t gašenje.<50 °C) известь, а по скорости гашения: быстрогасящуюся (не более 8 мин.), среднегасящуюся (8-25 мин.) и медленногасящуюся (более 25 мин.) известь.

Za ubrzanje procesa gašenja vapna koriste se aditivi CaCl 2 , NaCl, NaOH koji u interakciji s kalcijevim oksidom tvore topljivije spojeve u odnosu na Ca (OH) 2 , a za usporavanje dodaju se tenzidi, soli sumpora, fosfora , oksalne, ugljične kiseline.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Upotrijebite obrazac u nastavku

Studenti, diplomski studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam jako zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Država BelgorodSveučilište tehnologijeih. V G. Šuhov

odjelutehnologija cementa i kompozitnih materijala

Tečajni rad

U disciplini "Kemija veziva"

Na temu "Proračun sastava vapna i vapnenca"

Studentska grupa _HTd 41

specijaliteti 18.03.01

Belozorova Oksana Dmitrijevna

Voditelj rada

Konovalov V.M.

Belgorod, 2017

VJEŽBA

Izračunajte sastav vapna i stupanj disocijacije kalcijevog karbonata u njemu, kao i sastav izvornog vapnenca i odredite vrstu vapna (kalcijevo, magnezijsko, dolomitsko, karbonatno) i kvalitetu vapna (1, 2, 3.), ako je poznato (vidi opciju u dodatku):

Aktivnost vapna (Ak.);

Gubitak pri paljenju gline sadržane u vapnencu (% pppg).

indikacija

Sastav vapna uključuje sadržaj neraspadnutog vapnenca i sadržaj proizvoda prženja koji se ne gase, %.

Sastav vapnenca uključuje sadržaj kalcita, dolomita i gline, %.

MgO se nalazi u izvornom vapnencu u obliku dolomita (MgCO3CaCO3).

Pretpostavimo da 1% kalcinirane gline veže 1,7% CaO.

Stupanj disocijacije (ds.d.) CaCO3 određuje se formulom:

gdje djeluje (CaO+MgO). - aktivnost vapna, %;

(CO2)res - sadržaj ostatka ugljičnog dioksida u vapnu, %.

UVOD

Teško je zamisliti kako se gradnja može izvesti bez građevinskog materijala. Njihova upotreba seže u antičko doba i traje do danas. Drevni ljudi su prve kamene građevine slagali na suho od velikog, često neobrađenog kamenja, čvrsto prilijepljenog jedno uz drugo. Međutim, te su strukture bile krhke. Prije otprilike tri tisuće godina počela su se koristiti veziva za vezivanje pojedinačnih kamenova, od kojih su prvi bili gips i vapno. Vapno- vezivni materijal dobiven visokotemperaturnim žarenjem. Čovjeku je poznat više od jednog tisućljeća i cijelo to vrijeme aktivno se koristio u građevinarstvu i mnogim drugim industrijama. Koristi se za pripremu žbuke za zidanje i žbuku, u proizvodnji silikatnih opeka i plinskih silikatnih blokova, za čišćenje i omekšavanje vode, za gnojidbu i smanjenje kiselosti poljoprivrednog zemljišta, za ishranu i stočarstvo. Koriste se za proizvodnju raznih otopina, kako samostalno vezanih tako i pomiješanih s cementom, kao i za proizvodnju boja.Unošenjem vapna u tlo eliminira se kiselost štetna za poljoprivredne biljke. Tlo se obogaćuje kalcijem, poboljšava se obradivost zemljišta, ubrzava se propadanje humusa, a osjetno se smanjuje potreba za velikim dozama dušičnih gnojiva. U stočarstvu i peradarstvu hidratizirano vapno koristi se za prihranu kako bi se otklonio nedostatak kalcija u prehrani životinja, kao i za poboljšanje općih sanitarnih uvjeta stoke. Vapno omekšava vodu, taloži organske tvari u vodi, a također neutralizira kisele prirodne i otpadne vode.

Takva raširena upotreba objašnjava se dostupnošću sirovina, jednostavnošću tehnologije i prilično dobrim svojstvima vapna.

1. SIROVINE ZA PROIZVODNJU GRAĐEVINSKOG VAPNA

Za proizvodnju zračnog vapna koriste se svi prirodni materijali koji uglavnom sadrže kalcijev karbonat (vapnenac, kreda, vapnenački tuf itd.). Njegov teoretski sastav: 56% CaO i 44% CO2. Kalcijev karbonat se prirodno nalazi u obliku tri minerala: kalcita, aragonita i vaterita.

Aragonit CaCO3 ima tvrdoću od 3,5 - 4, gustoću od 2900 - 3000 kg / m3, kada se zagrijava, pretvara se u kalcit.

Dolomiti su stijene mješovitog podrijetla. U obliku nečistoća obično su prisutni minerali kalcita i gline, ponekad anhidrit, kvarc, željezni oksidi i dr. Po izgledu, dolomiti su vrlo slični vapnencima i po strukturi i po boji. Kao i mnogi vapnenci, imaju zrnastu ili gustu teksturu. Karakteriziraju ih značajna poroznost i lomljenost. Gustoća dolomita je 2700-2800 kg/m3, tlačna čvrstoća je 100-140 MPa. Dolomiti se razlikuju od vapnenca po povećanom sadržaju minerala dolomita.

Kalcit CaCO3 ima bijelu i sivu boju. Tvrdoća kalcita na mineraloškoj ljestvici je 3; gustoća 2720 - 2800 kg/m3 Kalcit se otapa u kiselinama; njegova topljivost u vodi je zanemariva. Kalcit se otkriva učinkom "kuhanja" kada je izložen 10% otopini klorovodične kiseline.

Magnezit MgCO3 se nalazi u žutoj, bijeloj, sivoj i smeđoj boji, staklastog je sjaja. Tvrdoća 3,75 - 4,25, gustoća 2900 - 3100 kg/m3.

Vapnenci. Stijena karbonatne skupine, koja se sastoji od; kalcit (rijetko od aragonita) i određena količina mineralnih nečistoća, zvanih vapnenac. U vapnence spadaju karbonatne stijene s udjelom kalcijevog karbonata CaCO3 od najmanje 70%.

Vapnenci su nastali uglavnom od ostataka živih organizama koji su živjeli prije milijuna godina u morskoj vodi. Što je više vremena prošlo od nastanka takvih nakupina, to je vapnenac gušći.

Neki od vapnenaca nastali su kemijski kao rezultat prijelaza u vodi topljivog kalcijevog bikarbonata u netopivi karbonat.

U prirodi se nalaze vapnenci najrazličitijih boja: bijeli, sivi, žuti, zelenkasti, smeđi, crvenkasti, crni i šareni. Boju vapnenca određuju nečistoće. Miris vapnenca ukazuje na značajan sadržaj organskih ostataka u njemu.

Vapnenci se klasificiraju prema dva kriterija: po strukturi, t.j. na strukturu materijala i na kemijski sastav.

Zrnato-kristalni vapnenci - to uključuje kalcit i dolomitski mramor, imaju krupnozrnastu strukturu.Vulumetrijska masa mramora je 26002800 kg/m3; karijerna vlažnost zraka do 2%.

Gusti vapnenci imaju finozrnu strukturu; nasipna gustoća - 24002600 kg / m3; vlažnost u karijeri - 24%. Određene vrste gustog vapnenca mogu se polirati i stoga se nazivaju mramornim.

Porozni vapnenci - školjkasti vapnenci, vapnenački tufovi i oolitni vapnenci.

Stijena školjaka je sastavljena od ostataka velikih školjki (veličine 23 cm); vlažnost 810%.

Kreda ima zemljanu teksturu. Njegove značajke su labavost, sitnozrnatost, nedostatak slojevitosti. Nasipna gustoća krede 13002000 kg/m3; sadržaj vlage u kamenolomu je 1030%.

Vapnenački tuf je porozna, relativno tvrda stijena; suha tlačna čvrstoća do 80 MPa.

Zemljani vapnenci su kreda i rastresiti vapnenci po strukturi slični kredi.

Dolomitizirani vapnenci daju sivo zračno vapno, koje se ponekad koristi u žbukama, a kada se peče u suspendiranom stanju, u proizvodima za stvrdnjavanje u autoklavu.

Nečistoće – vapnenačke stijene obično sadrže razne nečistoće, uglavnom glinene tvari, dolomit, kvarc, željezni oksid. Spojevi željeza nalaze se u nečistoćama u obliku karbonata (siderit FeCO3), sulfida (pirit), slobodnih oksida (magnetit, hematit) i drugih nečistoća (glaukonit). Uobičajeno, samo one koje sadrže najmanje 50% kalcijevih i magnezijevih karbonata i ne više od 50% glinenih nečistoća klasificiraju se kao karbonatne stijene. Karbonatna stijena koja sadrži od 21 do 50% pjeskovito-glinenih tvari naziva se lapor.

Količina nečistoća varira u prilično značajnim granicama. Čak i relativno čisti vapnenci sadrže 2-3% nečistoća. Priroda fizičke strukture vapnenca i prisutnost nečistoća u njima utječu na proces proizvodnje vapna, uzrokujući promjenu temperature pečenja i produktivnosti peći, a utječu i na svojstva konačnog proizvoda.

Nečistoće gline u količini do 8% ne mijenjaju bitno svojstva zračnog vapna. Vapnenci s udjelom glinenih primjesa od 8 do 12% nazivaju se slabo laporoviti vapnenci, a vapno dobiveno od njih je slabo hidraulično. Kada je sadržaj glinenih nečistoća unutar 12-20%, vapnenci se nazivaju laporci, a vapno dobiveno od njih je visoko hidraulično.

2. KLASIFIKACIJA GRAĐEVINSKOG VAPNA

Ovisno o prirodi naknadne obrade spaljenog proizvoda, zračno vapno dijeli se na živo vapno (grudasto i mljeveno) i gašeno - hidratizirano (puh i tijesto).

Živo vapno, koje se ponekad naziva i kuhano vapno, sastoji se od CaO, a gašeno vapno od Ca (OH) 2, a vapneno tijesto, uz Ca (OH) 2, sadrži značajnu količinu mehanički izmiješane vode.

Grudasto živo vapno je grudasto kalcinirano vapno, koje može sadržavati nečistoće sitnih čestica. vapna i pepela od izgorjelog goriva. Mljeveno živo vapno je proizvod u prahu; dobiveno mljevenjem grudastog vapna.

Pah od gašenog vapna je praškasti proizvod gašenja grudastog vapna.

Vapneno tijesto je pastozni proizvod gašenja grude ili mljevenog vapna.

Na svojstva vapna uvelike utječu nečistoće sadržane u vapnencima: glina, magnezijev karbonat, kvarc itd., u jednom ili drugom stupnju, smanjujući njegovu sposobnost gašenja. Vapnenac u svom čistom obliku, uz pravilno pečenje, daje proizvod koji se u interakciji s vodom potpuno gasi, pretvarajući se u kalcijev oksid hidrat.

U proizvodnji mljevenog vapna neke nečistoće ne samo da ne pogoršavaju, već čak i poboljšavaju njegovu kvalitetu. Ako u vapnencu ima više od 6% nečistoća gline, tada proizvod prženja poprima izrazita hidraulička svojstva i naziva se hidraulično vapno; hidraulično vapno dijeli se na slabo - i jako hidraulično.

Ovisno o plastičnosti dobivenog proizvoda, ovisno o sadržaju gline i pješčanih nečistoća, razlikuju se masno i mršavo vapno.

Masno vapno brzo se gasi, pritom oslobađa puno topline, a nakon gašenja daje plastično, masno tijesto na dodir. Masno vapno karakterizira veći kapacitet pijeska, tj. omogućuje dobivanje lako obrađenih mortova uz unošenje više pijeska.

Mršavo vapno se polako gasi i daje manje plastično tijesto, u kojem se osjećaju sitna zrna. Što više gline i pješčanih nečistoća vapnenac sadrži, to je vapno napravljeno od njega mršavije.

Ovisno o sadržaju magnezijevog oksida razlikuju se sljedeće vrste zračnog vapna: kalcij s udjelom ne većim od 5% MgO, magnezij s udjelom od 5-20% MgO i dolomit (visoka magnezija) s udjelom od 20 -40% MgO. Sa značajnim sadržajem MgO, vapno se gasi sporije i pri gašenju oslobađa manje topline od vapna s niskim sadržajem MgO, a time i s visokim udjelom CaO. Magnezijska i dolomitna vapna pokazuju hidraulička svojstva s manjim sadržajem gline i pješčanih nečistoća od malomagnezijskih vapna, budući da je Mg (OH) 2 mnogo manje topiv u vodi od Ca (OH) 2.

Ovisno o temperaturi koja se razvija tijekom gašenja, razlikuje se niskoegzotermno (s temperaturom gašenja ispod 343 K) i visoko egzotermno (s temperaturom gašenja iznad 343 K) vapno.

Po stopi gašenja, prema GOST 9179-77, razlikuje se brzo gašenje vapna (brzina gašenja nije veća od 8 minuta); srednje gašenje (brzina gašenja ne veća od 25 minuta) i polagano gašenje (brzina gašenja ne manja od 25 minuta).

3. ZAHTJEVI DRŽAVNOG STANDARDA ZA GRAĐEVINSKO VAPNO

3.1 Tehnički zahtjevi

3.1.1 Građevinsko vapno proizvoditi u skladu sa zahtjevima ove norme prema tehnološkim propisima odobrenim na propisani način.

3.1.2 Materijali koji se koriste u proizvodnji građevinskog vapna: karbonatne stijene, mineralni dodaci (granulirana visokopećna ili elektrotermofosforna troska, aktivni mineralni dodaci, kvarcni pijesak) moraju udovoljavati zahtjevima relevantnih važećih regulatornih dokumenata.

3.1.2.1 Mineralni aditivi se unose u građevinsko vapno u prahu u količinama dopuštenim zahtjevima za sadržaj aktivnog CaO + MgO u njemu prema točki 2.4.

3.1.3 Zračno živo vapno bez aditiva dijeli se u tri razreda: 1, 2 i 3; živo vapno u prahu s dodacima - u dva razreda: 1 i 2; hidratizirano (gašeno) bez aditiva i s aditivima u dva stupnja: 1 i 2.

3.1.4 Zračno vapno mora ispunjavati zahtjeve navedene u tablici. 3.1.

Tablica 3.1.

Bilješke:

1. Sadržaj MgO za dolomitno vapno naveden je u zagradama.

2. CO2 u vapnu s aditivima određuje se volumnom metodom plina.

3. Za kalcijevo vapno 3. razreda koje se koristi u tehnološke svrhe dopušten je sadržaj neugašenog zrna, u dogovoru s potrošačima, najviše 20%.

3.1.4.1 Sadržaj vlage hidratiziranog vapna ne smije prelaziti 5%.

3.1.4.2 Ocjenu vapna određuje vrijednost pokazatelja koji odgovara najnižem stupnju, ako po pojedinim pokazateljima odgovara različitim ocjenama.

3.1.5 Kemijski sastav hidrauličkog vapna mora ispunjavati zahtjeve navedene u tablici. 3.2.

Tablica 3.2

3.1.6 Vlačna čvrstoća uzoraka, MPa (kgf/cm2), nakon 28 dana stvrdnjavanja mora biti najmanje:

a) pri savijanju:

0,4 (4,0) - za slabo hidraulično vapno;

1,0 (10) - za visoko hidraulično vapno;

b) kada je komprimiran:

1,7 (17) - za slabo hidraulično vapno;

· 5,0 (50) - za visoko hidraulično vapno.

3.1.6.1 Vrsta hidrauličkog vapna određena je tlačnom čvrstoćom, ako prema pojedinim pokazateljima pripada različitim vrstama.

3.1.7 Sadržaj vode hidratacije u živom vapnu ne smije biti veći od 2%.

3.1.8 Stupanj disperzije zraka u prahu i hidrauličkog vapna treba biti takav da prilikom prosijavanja uzorka vapna kroz sito s otvorom br.

Maksimalna veličina komada drobljenog vapna ne smije biti veća od 20 mm.

3.1.8.1. Po dogovoru s potrošačem dopuštena je isporuka grudastog hidrauličkog vapna za tehnološke potrebe.

3.1.9 Zrak i hidraulično vapno moraju proći ispitivanje ujednačenosti promjene volumena.

3.2 Pravila prihvaćanja

3.2.1 Vapno mora prihvatiti odjel tehničke kontrole proizvođača.

3.2.2 Vapno se prihvaća i šalje u serijama. Veličina serije određuje se ovisno o godišnjem kapacitetu poduzeća u sljedećoj količini: sastav karbonata vapna

200 tona - s godišnjim kapacitetom do 100 tisuća tona;

400 t - Sv. 100 do 250 tisuća tona;

800 tona - 250 tisuća tona

Dopušten je prihvat i otprema serija i manje mase;

3.2.3 Masa dostavljenog vapna određuje se vaganjem u vozilima na željezničkim i kamionskim vagama. Masa vapna koji se otprema u brodovima određuje se gazom broda.

3.2.4 Proizvođač prihvaća i certificira proizvode te dodjeljuje vrstu i razred vapna na temelju podataka tvorničke tehnološke kontrole proizvodnje i podataka tekuće kontrole otpremljene serije.

Dnevnici s podacima tekuće kontrole otpremljene partije, koji se koriste za prihvat proizvoda, moraju biti numerirani i zapečaćeni žigom.

3.2.4.1 Tvornička tehnološka kontrola proizvodnje provodi se u skladu s tehnološkim propisima.

3.2.4.2 Trenutna kontrola kvalitete otpremljene serije provodi se prema ovim ispitivanjima općeg uzorka. Opći uzorak čine najmanje dvije smjene poduzeća i najmanje osam pojedinačnih uzoraka. Uzorci se uzimaju za grudasto vapno - iz vozila koja dopremaju proizvode u skladište, za vapno u prahu - iz svakog mlina ili hidratora koji radi u određenom silosu. Opći uzorak za grudasto vapno: čine masu od 20 kg, u prahu - 10 kg. Jednokratno uzorkovanje se provodi ravnomjerno i u jednakim količinama. Opći uzorak grudastog vapna drobi se na veličinu komada ne više od 10 mm.

3.2.4.3 Uzorci uzeti za tekuću kontrolu otpremljene serije temeljito se promiješaju, razreže na četvrtine i podijeli na dva jednaka dijela. Jedan od tih dijelova podvrgava se ispitivanjima radi utvrđivanja performansi navedenih u normi, drugi se stavlja u hermetički zatvorenu posudu i skladišti u suhoj prostoriji u slučaju da su potrebna kontrolna ispitivanja.

3.2.5 Kontrolu kakvoće vapna provode državni i resorni inspektorati za kakvoću ili potrošač, primjenom propisanog postupka uzorkovanja.

3.2.5.1 Ukupni uzorak se uzima iz svake serije, dobiven združivanjem i pažljivim miješanjem pojedinačnih uzoraka. Ukupni uzorak za grudasto vapno je 30 kg, za vapno u prahu - 15 kg.

3.2.5.2 Kada se vapno otprema u rasutom stanju, uzorak se uzima u trenutku utovara ili istovara, kada se vapno otprema u kontejnerima, iz skladišta gotovih proizvoda ili kada se istovaruje od potrošača.

3.2.5.3 Kada se vapno isporučuje u rinfuzi u vagonima, uzorak se uzima u jednakim udjelima iz svakog vagona; kod dostave vapna cestom - u jednakim udjelima od svakih 30 tona vapna; pri isporuci vapna u vrećama - u jednakim udjelima od 10 nasumično odabranih vrećica iz svake serije; kada se isporučuju vodnim transportom - s pokretnih traka ili drugih vrsta utovarno-istovarnih sredstava.

3.2.5.4 Odabrani opći uzorak vapna podvrgava se ispitivanjima kako bi se odredili pokazatelji predviđeni ovom normom.

3.2.5.5 Tijekom kontrole kvalitete vapno mora udovoljavati svim zahtjevima ove norme za danu vrstu i kvalitetu.

3.3 Metode ispitivanja

3.3.1 Kemijska analiza i određivanje fizikalnih i mehaničkih svojstava vapna provode se u skladu s GOST 22688 - 77. Istodobno, za kalcijev vapno, sadržaj aktivnog MgO određuje se prema ulaznim kontrolnim podacima sirovina. .

3.4 Pakiranje, označavanje, transport i skladištenje

3.4.1 Grudasto vapno se otprema u rasutom stanju, vapno u prahu se otprema u rasutom stanju ili u papirnatim vrećicama prema GOST 2226-88. Dopušteno je, uz suglasnost potrošača, koristiti četveroslojne papirnate vrećice.

3.4.2 Da biste odredili prosječnu bruto težinu vreća, važite 20 nasumično odabranih vreća vapna istovremeno i rezultat podijelite s 20. Prosječna neto težina vreće određuje se oduzimanjem prosječne neto težine vreće od bruto težine. Odstupanje prosječne neto težine vreća vapna od one naznačene na pakiranju ne smije biti veće od ± 1 kg.

3.4.3 Proizvođač je, uz podatke o otpremi, dužan svakom potrošaču poslati putovnicu u kojoj treba naznačiti:

naziv proizvođača i (ili) njegov zaštitni znak;

datum otpreme vapna;

broj putovnice i stranke;

masa stranke;

puni naziv vapna, njegovu zajamčenu vrstu i razred, pokazatelje sukladnosti proizvoda sa zahtjevima ovog standarda;

Vrijeme i temperatura kaljenja;

vrstu i količinu aditiva;

oznaka standarda prema kojem se isporučuje vapno.

Uz to, uz svaku transportnu jedinicu mora biti priložena naljepnica koja označava: naziv proizvođača i (ili) njegov zaštitni znak, puni naziv vapna, njegovu zajamčenu vrstu i ocjenu, oznaku standarda prema kojem se vapno se isporučuje.

3.4.4 Prilikom otpreme vapna u papirnatim vrećama, one moraju biti označene sa: nazivom poduzeća i (ili) njegovim zaštitnim znakom, punim nazivom vapna, njegovom zajamčenom vrstom i kvalitetom, oznakom standarda prema kojem se vapno se isporučuje.

3.4.4.1 Dopušteno je zamijeniti sve oznake na vrećicama digitalnim kodovima dogovorenim s potrošačem.

3.4.4.2 Prilikom otpreme vapna istog naziva i razreda po vagonskim isporukama u nepretovarnom željezničkom prometu, dopušteno je označavanje samo na vrećama složenim na vratima vagona sa svake strane u količini od najmanje četiri.

3.4.5 Proizvođač je dužan isporučiti vapno u dobro održavanom i očišćenom vozilu.

3.4.6 Tijekom transporta i skladištenja vapno treba zaštititi od vlage i onečišćenja stranim nečistoćama.

3.4.6.1 Prevoz vapna obavlja se svim vrstama natkrivenog prijevoza u skladu s pravilima za prijevoz robe koji su na snazi ​​za ovu vrstu prijevoza. Uz suglasnost potrošača dopuštena je isporuka grudastog vapna u potpuno metalnim gondolama i otvorenim vagonima, uz očuvanje njegove kakvoće i poduzimanje potrebnih mjera za sprječavanje prskanja i izlaganja oborinama.

3.4.6.2 Vapno treba skladištiti i transportirati odvojeno prema vrstama i vrstama.

3.5 Jamstvo proizvođača

1. Proizvođač jamči usklađenost vapna sa zahtjevima ove norme, podložno uvjetima njegovog transporta i skladištenja.

2. Zajamčeni rok trajanja vapna - 30 dana od dana isporuke potrošaču.

4. PRORAČUN SASTAVA VAPNA I VAPNENCA

Tablica 4.1. Početni podaci

4.1 Proračun sastava vapna

Vapno se sastoji od CaO i MgO, neraspadnutog vapnenca CaCO3 i gašenih proizvoda kalcinacije (CaO + glina).

Prema početnim podacima sadržaj MgO=3%. Iz stanja je aktivnost vapna 80%, t.j. zbroj CaO + MgO oksida = 80%.

Stoga CaO=80-3=77%.

Sadržaj neraspadnutog vapnenca može se odrediti sadržajem zaostalog ugljičnog dioksida u vapnu:

SaO+ CO2 = CaCO3

µ(CaCO3) = 100 g/mol

µ(CO2) = 44 g/mol

Masa neraspadnutog kalcijevog karbonata izračunava se po formuli:

Dakle, preostali dio su neugasivi proizvodi za pečenje, čiji se sadržaj izračunava po formuli:

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

oni. zbroj neugasivog CaCO3 i gline (kalcinirane) je 13,18%. Iz uvjeta da 1% kalcinirane gline (x) veže 1,7% CaO može se sastaviti jednadžba:

X+1,7x=13,18

2,7 x=13,18

X = 4,88

Sadržaj kalcinirane gline je 4,88%.

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

Tablica 4.2. Sastav vapna, %

4.2 Proračun sastava karbonatne stijene

Vapnenac se sastoji od kalcita, dolomita i gline. Sadržaj dolomita u vapnu može se izračunati iz sadržaja Mgo u vapnu:

x 10

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

184 40

=13,8 kg

Sadržaj gline može se odrediti iz količine gline u vapnu, uzimajući u obzir gubitak pri paljenju (L.I.P.):

Tada njegovo vapno sadrži:

Količina kalcita u vapnu može se izračunati na temelju sadržaja CaO u svim oblicima (CaO aktivni + CaO neugašen + CaO koji nije razložen u sastavu CaCO3):

Iz udjela nalazimo masu CaO u sastavu CaCO3:

kg

Preračunavamo CaO u CaCO3:

kg

No, budući da je dio CaCO3 sadržan u dolomitu, tada:

kg

gdje

Izračunajte masu čistog kalcita:

Preračunavamo sastav po % na temelju udjela:

gdje

Tablica 3. Sastav karbonatne stijene

Izračunajte količinu MgCO3 u vapnu:

4.3 Proračun dekarbonizacije

Stupanj dekarbonizacije CaCO3 određuje se formulom:

ZAKLJUČAK

Na temelju dobivenih podataka može se zaključiti da:

Sadržaj MgCO3 je 8,08%, što odgovara klasi B. CaCO3 - 88,75% - klasi B. Nečistoće gline - 3,17% - klasa B.

Dakle, karbonatna stijena pripada klasi B.

Aktivnost vapna - 80%, sadržaj MgO - 3%, preostali ugljični dioksid - 3%, negašeno zrno - 13,18%.

Dakle, radi se o živokalcificiranom vapnu drugog razreda bez dodataka.

BIBLIOGRAFIJA

1. Monastyrev A.V. Proizvodnja vapna, Stroyizdat, M., 1972., 1975., 1978.

2. Tabunshchikov N.P. Proizvodnja vapna, M., "Kemija", 1974

3. Butt Yu.M., Sychev M.M., Timashev V.V. Kemijska tehnologija veziva, "V.Sh.", M, 1980

Hostirano na Allbest.ru

Slični dokumenti

Sirovine za proizvodnju građevinskog vapna, njegova klasifikacija. Glavni zahtjevi Državnog standarda za građevinsko vapno, njegovo pakiranje, označavanje, transport i skladištenje. Proračun sastava karbonatne stijene i stupnja dekarbonizacije CaCO3.

seminarski rad, dodan 09.01.2013


Određivanje sastava naboja mase prema kemijskom sastavu krhotine i sirovina. Proračun molekularnog, racionalnog sastava sirovina i masa. Proračun sastava punjenja mase s proračunskom (potpunom) zamjenom jedne od sirovina.

kontrolni rad, dodano 14.10.2012


Karakterizacija kemijskih i fizikalnih svojstava vapna. Provodnost i vrste građevnog (zračnog) vapna. Proces kaljenja i stvrdnjavanja. Hidraulična veziva koja sadrže vapno. Mješovita veziva. Primjena, skladištenje, transport vapna.

sažetak, dodan 16.03.2015


Proračun količine i kemijskog sastava sirovina, energetske i biološke vrijednosti kruha, stupnja zadovoljenja dnevnih potreba čovjeka za pojedinom hranjivom tvari. Određivanje nutritivne vrijednosti proizvoda s dodatkom sojinog brašna.

praktični rad, dodano 19.03.2015


Opće karakteristike i marke (vrste) gipsanih veziva. Svojstva gipsa i otopina na temelju njega. Sirovine za proizvodnju gipsanih veziva. Dehidracija gipsanog kamena (gipsa). Proizvodnja građevinskog gipsa s pečenjem u rotacijskim pećima.

sažetak, dodan 01.10.2013


Analitička kemija - znanost o metodama analize; područja njegove primjene. Sumporovodikova analitička i kiselinsko-bazna klasifikacija kationa po skupinama, grupni reagensi. Uzorkovanje suhih tvari i metode otapanja. Analiza anionskog sastava smjese.

seminarski rad, dodan 07.12.2011


Proračun kemijskog procesa za sintezu cikloheksanona: koeficijenti potrošnje, materijalna i toplinska bilanca. Termodinamička analiza glavne reakcije i konstante ravnotežnog sastava reaktanata. Proračun topline izgaranja i stvaranja tvari.

seminarski rad, dodan 27.01.2011


Značajke mjerenja sastava tvari i materijala. Detaljan opis metoda za određivanje nepoznatih koncentracija u instrumentalnim metodama analize. Generalizirano tumačenje fizikalne i kemijske analize kao samostalne znanstvene discipline.

sažetak, dodan 30.03.2015


Tehnologija proizvodnje bakra iz oksidiranih ruda hemičnim ispiranjem. Proračun racionalnog sastava oksidirane bakrene rude. Odabir optimalnih parametara za preradu rude i minimiziranje rizika povezanih s neostvarivanjem projektnih pokazatelja.

seminarski rad, dodan 12.04.2015


Proučavanje kemijskog sastava snježnog pokrivača u regijama Ryazan. Određivanje nečistoća zraka i tvari koje snijeg nakuplja tijekom zime. Izvori onečišćenja, njihov biološki značaj. Pravila uzorkovanja snijega. Evaluacija rezultata.

Vapnenac koji se isporučuje rafinerijama šećera za proizvodnju vapna i zasićenog plina podliježe određenim zahtjevima u pogledu veličine komada i kemijskog sastava.
prema pravilima b. Glavšećer, odobren u ožujku 1957., vapnenac se mora isporučiti tvornicama šećera u komadima veličine od 80 do 180 mm (težina komada, odnosno od 1 do 3 kg) s razvrstavanjem u frakcije: 80-120 mm i 120-180 mm. Komadi kamena veći od 180 mm ne smiju biti više od 3%. Komadići kamena veličine manje od 80 mm smatraju se sitnicom, čija količina ne smije biti veća od 3%. Uporedivi vapnenački kamen mora biti čist, bez pijeska, gline i drugih stijena i normalne vlažnosti (3-5%).
Kemijski sastav vapnenca prema odobrenim specifikacijama b. Ministarstvo prehrambene industrije SSSR-a u travnju 1956. trebao bi biti sljedeći:

Za tvornice šećera u srednjoj Aziji dopuštena je isporuka vapnenca s udjelom magnezijevog karbonata do 12%, ali pod uvjetom da njegov zbroj zajedno s kalcijevim karbonatom iznosi najmanje 96,5%.
Specifikacije predviđaju sljedeći kemijski sastav krede (u % težine suhe tvari):

Sadržaj vlage u svježe iskopanoj kredi može doseći 15-25%. Visok udio vlage u kredi uzrokuje poteškoće pri njenom pečenju i mora se uzeti u obzir pri doziranju goriva (antracit).
Vapnenci za proizvodnju građevinskog zračnog vapna prema GOST 5331-50 podijeljeni su po kemijskom sastavu u tri klase - A, B i C (tablica 49), a po veličini komada na velike, srednje i male (tablica 50 ).
Dakle, vapnenac za proizvodnju šećera po kemijskom sastavu ispunjava zahtjeve za vapnenac u klasi A, a po veličini komada spada u prosjek.

U skladu s GOST 5331-50, pravila za prihvaćanje, uzorkovanje i pripremu uzoraka za analizu vapnenca su sljedeća.
Veličina prihvaćenog lota je 100 tona. Ostatak veći od 50 tona također se smatra lotom. Ostatak manji od 50 tona dodaje se prethodnoj seriji. Za isporuke manje od 100 tona vapnenca, svaka isporučena količina smatra se pošiljkom.
Prilikom sastavljanja uzorka s 20 različitih mjesta vapnenačke šarže uzimaju se komadi težine oko 1 kg svaki, ili se komadići te težine odvajaju od većih komada, ili se lopatom uzima jednak broj malih komada na taj način. kako bi se dobio prosječni uzorak težine najmanje 20 kg.
Odabrani vapnenac se drobi u komade veličine 10-15 mm u najvećoj dimenziji, temeljito promiješa i razreže na četvrtine kako bi se dobio prosječni uzorak težine oko 5-6 kg. Dobiveni prosječni uzorak podijeljen je na dva jednaka dijela od po 2,5-3 kg. Jedan dio se ispituje, a drugi, zapečaćen tvorničkim pečatom, čuva se 2 mjeseca u slučaju arbitražnih ispitivanja.
Uzorak vapnenca namijenjen za ispitivanje reducira se četvrtinama kako bi se dobio uzorak mase 1 kg, usitnjava se u mortu dok potpuno ne prođe kroz sito sa stranom otvora od 0,75 mm, a zatim se podvrgava daljnjoj redukciji četvrtinama do uzorka mase 100 dobije se g.
Ovaj se uzorak melje u mortu dok potpuno ne prođe kroz sito sa stranom otvora od 0,2 mm, a uzorci za ispitivanje uzimaju se iz navedenog zdrobljenog uzorka za analizu.
Prilikom analize vapnenca, sadržaj vlage, SiO2 i drugih nečistoća netopivih u HCl, željeznih i aluminijevih oksida (Fe2O3 + Al2O3), kalcijevog karbonata (CaCO3), magnezijevog karbonata (MgCO3), kalcijevog sulfata (CaSO4), kalijevog oksida (t. K2O) određuju se. + Na2O).
Kemijski sastav vapnenca nekih ležišta dat je u tablici. 51.

Relevantnost teme.

Vapnenci imaju izuzetno široku primjenu. Koriste se za pripremu tokova (u metalurgiji), u građevinarstvu, za proizvodnju vapna i cementa, u proizvodnji pješčano-vapnene opeke, u kemijskoj industriji, u proizvodnji šećera itd. Uglavnom se koriste u metalurškoj industriji kao tokovi. Uvođenje novih tehnoloških procesa u metalurgiji zahtijeva poboljšanje kvalitete fluksnog vapnenca u smislu kemijskog sastava i mehaničke čvrstoće. Iscrpljivanje rezervi visokokvalitetnih sirovina iz eksploatiranih ležišta i zatvaranje kamenoloma zbog pogoršanja ekoloških problema zahtijevalo je hitno puštanje u rad novih ležišta. S tim u vezi započelo je istraživanje ležišta Rodnikovskoye u Donjeckoj regiji. Proučavanje zakonitosti prostornog rasporeda kvalitativnih pokazatelja vapnenaca, kao ni rasvjetljavanje razloga varijabilnosti ovih pokazatelja, nije provedeno na ležištu. Detaljno proučavanje geoloških uvjeta, tektonike i kemijskog sastava vapnenaca omogućit će potkrijepiti odnos između geoloških čimbenika i kvalitete sirovina na području ležišta Rodnikovskoye.

Riža. 1. Ciklus obrade vapnenca. GIF animacija, 13 okvira, petlja, 23,1 kb.

na slici:

1. fluksni vapnenac
2. Vapno
3. Dolomit
4. taljenje čelika
5. Čelični ingoti
6. Otpad i prašina
7. Obrada (razrada)
8. Višestruka upotreba
9. Gubljenje
10. Finalni proizvod (primjeri): posuđe, roba široke potrošnje, automobili, građevinski materijal
11. Ponovna obrada
12. Sirovina
13. recikliranje

Ovaj znanstveni rad ima vezu s Nacionalnim programom razvoja mineralno-resursne baze Ukrajine za razdoblje do 2030. pod odjeljkom "Nemetalne sirovine za metalurgiju", pododjeljkom "Fluksni vapnenci i dolomiti". Provodi se prema uputama državnog poduzeća KP "Yuzhukrgeologiya" Priazovskaya CGRE.

Svrha studije sastoji se u proučavanju čimbenika varijabilnosti kakvoće vapnenca i njegove prostorne raspodjele kako bi se optimizirao razvoj ležišta Rodnikovskoye.

Ciljevi istraživanja:
1) proučavati kvalitetu vapnenca u jugozapadnom dijelu Donbasa;
2) dobiti statističke karakteristike varijabilnosti kvalitativnih pokazatelja vapnenaca;
3) identificirati geološke čimbenike koji utječu na raspodjelu različitih pokazatelja kvalitete u različitim područjima polja;
4) utvrditi ovisnost kakvoće vapnenca o uvjetima nastanka;
5) provesti komparativnu analizu kakvoće ležišta vapnenca s tehničkim zahtjevima različitih industrija;
6) razviti praktične preporuke za daljnji razvoj ležišta Rodnikovskoye.

Ideja za posao sastoji se u provjeravanju poznatih teorijskih čimbenika promjena u kemijskom sastavu vapnenaca u ležištu Rodnikovskoye.

objekt istraživanje je ležište vapnenca Rodnikovskoye fluks u regiji Donjeck.

Predmet– Prostorni obrasci distribucije kakvoće vapnenca, njihov odnos s geološkim čimbenicima.

Metode istraživanja:
- statistička obrada početnih podataka;
- analizu grafičkog materijala radi utvrđivanja strukturnih obilježja objekta koji se proučava (geološka karta područja, hipsometrijski planovi, stratigrafski stupovi i sl.);
- izrada uzoraka početnih podataka za usporedne karakteristike pojedinih elemenata objekta;
- prostorna analiza raspodjele korisnih i štetnih sastojaka minerala na objektu koji se proučava;
- metoda sustavne analize rezultata obrade za izradu modela varijabilnosti kakvoće vapnenca;

Znanstvena novost dobiveni rezultati. Po prvi put je analizirana promjena kvalitativnih pokazatelja karbonatnih slojeva jugozapadnog dijela Donbasa. Razvijeni su kriteriji kvalitete vapnenca za razvoj ležišta Rodnikovskoye. Utvrđene su zakonitosti prostorne distribucije varijabilnosti pokazatelja kakvoće minerala.

Praktični značaj dobivenih rezultata
Označene su zone s visokokvalitetnim vapnenačkim sirovinama unutar ležišta Rodnikovskoye. Dane su preporuke o tehnologiji daljnjeg razvoja ležišta.

Osobni doprinos
Sistematizirao sam dosadašnje studije, definirao zadaće rada, sastavio uzorke, proveo statističku obradu i interpretaciju podataka. Na temelju provedenog istraživanja rezultati rada prikazani su u grafičkom obliku. Izrađene su praktične preporuke.

Provjera rezultata
Problemi ovog rada izvještavani su na II sveukrajinskoj znanstvenoj konferenciji-školi mladih znanstvenika "Moderni problemi geoloških znanosti", održanoj u Kijevu od 12. do 15. travnja 2010. U sažetku ovog skupa objavljeno je moje izvješće na temu "Unaprjeđenje tehnologije istraživanja i razvoja fluksnih vapnenačkih ležišta".

Publikacije

Volkova T.P., Rogachenko A.M. Istraživanje kvalitete vapnenca u cilju optimizacije razvoja ležišta Rodnikovskoye // Znanstvene prakse DonNTU - 2010. - Donjeck.

Glavni dio

Analiza stanja poznavanja problematike
Analizirao sam literaturu i materijale zaliha na temu karbonatnih sirovina u Ukrajini. Posebna pozornost posvećena je proučavanju naslaga vapnenca donjeg karbona u zoni spajanja Azovskog megabloka Ukrajinskog štita i naboranog Donbasa.
Proučavanje naslaga donjeg karbona u jugozapadnom dijelu Donbasa provodio je niz geologa, počevši od sredine 19. stoljeća. Godine 1928 - 1929. Rotay O.P. Provedeno je geološko kartiranje jugozapadnog dijela Donbasa u mjerilu 1:42000, uslijed čega je usvojena nova indeksacija stratigrafskih zona. Godine 1947.-1951. Ukrgeoltrest MChM je izvršio instrumentalno geološko istraživanje u mjerilu 1:100 000 kako bi se razjasnili daljnji smjerovi geološko-istražnih radova na povećanju bilančnih rezervi fluksnih vapnenaca i dolomita. Po prvi put istražne radove na Rodnikovskom polju proveo je Geološki zavod Priazovskaya 1982.-1984. U razdoblju od 1985. do 1990. godine, Priazovskaya GRE DGP Yuzhukrgeologia izvela je radove na istraživanju i procjeni područja Komsomolskaya, uključujući Rodnikovskoe polje.
Znanstvenik A.I. Nedoshovenko. U svom članku "O metodologiji istraživanja karbonatnih naslaga u jugozapadnom dijelu Donbasa", objavljenom 1977. godine, ističe se problem karstizacije istraživanog područja i nesavršenost sustava geološkog istraživanja takvih područja.
U radu A.V. Kanunnikova i V.I. Remizov "Litološke značajke, post-sedimentne promjene i porni prostor vapnenaca srednjeg i donjeg karbona" ​​(1977), provedena su istraživanja karbonatnih stijena za procjenu ležišta koja se široko koriste u potrazi za naftom i plinom. Međutim, neki aspekti njihova rada mogu biti korisni za usporedbu kemijskih karakteristika vapnenaca ležišta Rodnikovskoye.
U znanstvenom članku S.A. Machulina i M.V. Bezuglya „O otkriću velikih stalaktitnih formacija pirita u vapnencima donjeg karbona kamenoloma Stylsky u jugozapadnom dijelu Donbasa“ (2004.) ukazuje na razloge pojave sumpornih sulfida u krškim prazninama turnaisijskih vapnenaca.
U radu V.A. Mihajlova, M.M. Kurilo, N.Yu. Galkina “Utvrđivanje odnosa između profitabilnosti rudarskih poduzeća i tehničko-ekonomskih karakteristika domaćih ležišta fluks karbonatnih sirovina” (2005.) razmatra problem osiguravanja visokokvalitetnih karbonatnih sirovina za metaluršku proizvodnju u vezi s povećanjem tehnički zahtjevi industrije za kakvoću vapnenaca.

Značajke geološke strukture jugozapadnog dijela Donbasa, tektonske značajke, kemijski sastav stijena donjeg karbona opisani su u materijalima zaliha KP "Yuzhukrgeologia" Priazovskaya CGRE.

Geološka građa objekta proučavanja
Glavno područje istraženih rezervi fluksnih vapnenaca u Ukrajini je zona spajanja jugozapadnog dijela Donjecke naborane strukture s Azovskim blokom Ukrajinskog štita. Ovdje je koncentrirano 38% istraženih rezervi fluksnih vapnenaca i 20% dolomitskih vapnenaca. Produktivan je monoklinski vapnenačko-dolomitski slijed turneskog i vizejskog stadija donjeg karbona debljine do 500 m. Tu su i glinoviti i silicificirani vapnenci, vapnenci sa škriljcima. Debljina karbonatnog sloja varira od nekoliko do 100 metara ili više.
Glavni dobavljač vapnenca za proizvodnju konvertera je Komsomolsk rudarska uprava. Njegovu sirovinsku bazu predstavlja ležište fluksnih vapnenaca Karakub. Operativne karijere - sjeverna, južna, Žegolevski. Kamenolom Dalniy je u potpunosti razrađen i poplavljen. Rezerve ležišta Karakub trajat će do 2015. godine, s kapacitetom poduzeća od 7 milijuna tona sirovog vapnenca godišnje. Nadopuna nedostatka visokokvalitetnih fluksnih sirovina planira se zbog puštanja u rad ležišta Rodnikovskoye.
U geološkom i strukturnom smislu ležište vapnenca Rodnikovskoye nalazi se u jugozapadnom dijelu zone spajanja naborane strukture Donbasa s Azovskim megablokom ukrajinskog štita. Ograničen je na pojas rasprostranjenosti stijena Visean i Tournaisian stadija donjeg karbona, koji čine južni bok Kalmius-Toretskaya bazena. Produktivni slojevi su vapnenci turneskog i vizejskog stadija donjeg karbona. Debljina minerala je 72,4 m u istočnom dijelu ležišta i 90,3 m u zapadnom (proračunate rezerve do horizonta? 7 m). Naslage vizejske faze uglavnom su zastupljene vapnencima. Tournaisian stadij odlikuje se izmjenom slojeva, uglavnom vapnenca, dolomita, dolomitskih vapnenaca s međuslojevima gline, silicificiranih vapnenaca, škriljastih vapnenaca. Karbonatne stijene turneskog i vizejskog stupnja pripadaju tipu organogenih, pretežno fino detritusnih, slabo metamorfoziranih stijena. U njima, kao singenetskim tvorevinama, nalaze se kremeni raznih oblika. To dokazuje kemogenost procesa stvaranja vapnenca. Veliku ulogu kemijskog procesa u nastanku dolomita potvrđuje i mala prisutnost fosilne faune u dolomitskim stijenama, koja se postupno mijenja u dolomitskim ili običnim vapnencima.
Ovisno o kemijskom sastavu i sadržaju ograničavajućih komponenti, među vapnencima ležišta Rodnikovskoye razlikuju se: ferolegura, pretvarač, visoka peć. Istodobno, gotovo 70% svih rezervi ležišta su konverterski vapnenci. Za kontrolu masenog udjela SiO2, karbonatne stijene se prethodno spaljuju u posebnim jedinicama za spaljivanje vapna kako bi se dobio konverterski vapnenac. Zalihe karbonatnih stijena ležišta Rodnikovskoye izračunate su prema preliminarnim istražnim podacima (tablica 2). Podatke o stanju rezervi fluksirajućih vapnenaca ležišta Rodnikovskoye dostavilo je poduzeće KP "Yuzhukrgeologiya" Priazovskaya CGRE.

Metodologija istraživanja i dokazi

Opis stvarnih podataka
U prvoj fazi rada izvršena je analiza geološke dokumentacije koja sadrži podatke o litologiji i tektonici istraživanog područja, odabrani su podaci za uzorak prema kojima su izračunati statistički pokazatelji i utvrđene korelacije za svaki stratigrafski sloj odvojeno. Pokazatelj kvalitete CaO ima najveću informativnu vrijednost. To je odlučujući kriterij za sortiranje vapnenca. Za sve pokazatelje izračunate su maksimalne i minimalne vrijednosti, prosječna vrijednost pokazatelja i standardna devijacija koja karakterizira stupanj varijabilnosti pokazatelja. Prema statističkim karakteristikama određuju se značajke varijabilnosti pokazatelja kvalitete za pojedine slojeve i općenito za debljinu. Provedena je komparativna analiza rezultata statističke obrade podataka za pojedine slojeve i za cijeli korisni sloj ležišta. Provođenjem prostorne analize identificirana su područja s visokokvalitetnim vapnenačkim sirovinama.
Početni podaci za kvantitativno proučavanje pravilnosti distribucije kakvoće vapnenaca su prostorno referencirani podaci kemijskih analiza uzoraka presjeka na ležišnim sjecištima istražnih bušotina Rodnikovskog polja. Uzorak uključuje 2270 uzoraka presjeka (s prosječnom duljinom presjeka 2,0 m). Uzorke je uzeo Priazovskaya CGRE. U uzorcima su utvrđeni sljedeći pokazatelji kakvoće: CaO, MgO, SiO2, Al2O3+Fe2O3, S, P. Na ležištu su obavljeni preliminarni istražni radovi. Identificirani su geološki blokovi s kategorijama rezervi C1 i C2. Područje ležišta pokriveno je mrežom istražnih bušotina s razmakom između njih: za kategoriju rezervi C1 - 200 × 200 m, za kategoriju rezervi C2 - 400 × 400 m. Bušotine su izbušene do horizont s apsolutnom oznakom -7 m.

Izbor i opis metodologije obrade podataka
Dostupni podaci organizirani su za obradu na sljedeći način:
- napravljeni su odabiri za pojedine stratigrafske slojeve koji služe za proučavanje utjecaja geoloških čimbenika na kakvoću vapnenaca;
- uzorci su sastavljeni za cijelu debljinu naslaga u cjelini kako bi se usporedila prostorna raspodjela kvalitete i identificirali zajednički uzorci.

Za rješavanje problema postavljenih u ovom radu odabrane su sljedeće metode:
- statistička analiza, koja omogućuje karakterizaciju niza podataka, utvrđivanje odnosa između različitih pokazatelja;
- analiza grafičkog materijala, koja omogućuje detaljno ispitivanje geološke strukture objekta;
- prostorna analiza, uz pomoć ove metode, vrši se dodjela prostornih obrazaca raspodjele pokazatelja i njihova vezanost za geološke strukture objekta;
- metodu sustavne analize rezultata obrade prema genezi minerala i prostornom položaju proučavanog objekta;
- generalizacija rezultata za stvaranje modela varijabilnosti kakvoće minerala.

Interpretacija rezultata
Za ležišta vapnenca određujući pokazatelji kvalitete su CaO, MgO, SiO2, Al2O3 + Fe2O3, S, P. Sadržaj CaO je glavni pokazatelj kvalitete vapnenca. Kako bi se dobile točne informacije o uzrocima i obrascima njegove varijabilnosti, provedena je statistička obrada podataka. Na temelju rezultata provedenih analiza otkrivena je heterogena raspodjela glavnog pokazatelja kvalitete CaO u Rodnikovskom polju (slika 1.).

Riža. 2. Histogram varijabilnosti CaO indeksa u Rodnikovskom polju a) za sloj S1vb+c; b) u svim slojevima produktivnog sloja.

Histogrami varijabilnosti CaO indeksa imaju stepenasti oblik s jednim vrhom, što dokazuje da ispitivana osobina odgovara zrcalno-log-normalnom zakonu raspodjele. Prisutnost praznih intervala ukazuje na heterogenost geološkog okoliša. To se objašnjava slojevitom strukturom produktivnih slojeva vizejskog i turneskog stadija donjeg karbona, prisutnošću krških šupljina i rasjeda. Slika 1a prikazuje histogram varijabilnosti indeksa CaO za jedan od stratigrafskih slojeva produktivnih slojeva polja Rodnikovskoye. Na slici 1b prikazan je histogram varijabilnosti prosječnog pokazatelja po cijelom produktivnom sloju ležišta. Raspon između minimalne i maksimalne vrijednosti indeksa CaO za formaciju C1vb+c je (slika 1a) 7,06, a za produktivni sloj u cjelini - 19,32 (slika 1b). Pri usrednjavanju podataka dolazi do značajnog smanjenja vrijednosti pokazatelja kakvoće vapnenaca (CaO + MgO). Ova razlika se objašnjava činjenicom da se u produktivnom sloju ležišta, predstavljenom naslagama Visean i Tournaisian faze, nalaze nekvalitetni međuslojevi vapnenačkih stijena s niskim sadržajem CaO i neproduktivnim aditivima u obliku muljica, siltstonea, pješčenjaka. Najkvalitetniji vapnenci nalaze se u stratigrafskim slojevima C1vb+c, C1td, C1tb.
Distribucija varijabilnosti indeksa kvalitete MgO je zrcalna slika varijabilnosti indeksa CaO. To je zbog ovisnosti sadržaja MgO u sloju vapnenca o razvoju (intenzitetu) procesa dolomitizacije:

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

U tom slučaju Mg2+ zamjenjuje Ca2+ u kristalnoj rešetki CaCO3 vapnenca.
Promjena CaO indeksa povezana je sa slojevitošću naslaga i promjenom mineralnog i kemijskog sastava sljedećih stijena, kao i njihovih nečistoća:
- vapnenac (dolomit, kalcit);
- glina (kaolinit Al4(OH)8);
- ortofira (sadržaj kalcita, kaolinita, klorita);
- plagioporfir (plagioklasi);
- stijene koje sadrže sulfide.
Promjena vrijednosti CaO indeksa u Rodnikovskom polju objašnjava se ne samo slojevitom strukturom proizvodnih slojeva, već i tekućim procesima dolomitizacije, silicifikacije, kalcitizacije i ispiranja.
Prisutnost značajne negativne korelacije između CaO i MgO indeksa (jednako -0,6, razina značajnosti< 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.
Negativna korelacija između CaO i SiO2 (jednaka -0,31) objašnjava se promjenom vrijednosti CaO indeksa povezanog sa silifikacijom vapnenca. Karbonatne stijene koje čine ležište Rodnikovskoye, kao singenetska formacija, sadrže rožnjače različitih oblika. Razlog za pojavu silicija u vapnencima su kemijske reakcije koje nastaju u fazi taloženja vapnenca i prisutnost krških šupljina koje pridonose procesu silicifikacije. Krške šupljine nastale su kao posljedica erozije slojeva podzemnim i površinskim vodama, kao i djelovanjem tektonskih poremećaja. Krške šupljine, ovisno o prisutnosti direktne veze s površinom, mogu biti ispunjene rahlim pjeskovito-glinovitim naslagama - to potvrđuje prisutnost značajnog negativnog odnosa između CaO i Al2O3 + Fe2O3 (jednako -0,3).
Provedena je prostorna analiza distribucije indeksa kvalitete CaO.


Riža. 3 . Plan raspodjele indeksa CaO u produktivnim slojevima istočnog dijela Rodnikovskog polja.

Vrijednost indeksa kalcijevog oksida na istoku je raspoređena izrazito neravnomjerno (slika 2). Područje karte distribucije CaO indeksa ima složenu strukturu, što potvrđuje prisutnost nekoliko minimuma i maksimuma, neravnomjerno smještenih na objektu koji se proučava. Veći dio karte zauzimaju vapnenci s postotkom CaO jednakim 46 - 48%. U središtu opisanog teritorija izmjenjuju se minimumi i maksimumi sadržaja indikatora. Najniža vrijednost CaO indeksa ograničena je na južni dio ležišta Rodnikovskoye, što se objašnjava prolaskom subhorizontalnog tektonskog rasjeda i izdanaka proterozojskog granitoidnog masiva. Maksimalna vrijednost CaO u središtu opisanog teritorija potvrđuje geološka građa lokaliteta. Nema tektonskih poremećaja, krške šupljine i nalaze se najkvalitetniji vapnenci velike debljine i malog udjela nečistoća štetnih sastojaka (SiO2, Al2O3 + Fe2O3, S, P).
Na temelju rezultata kemijske analize sloj po sloj proučavana je raspodjela kakvoće vapnenca u ležištu. Otkrivaju se slojevi s povećanjem i smanjenjem kvalitetnih karakteristika minerala, istražuju se razlozi njihove promjene. Kako bi se utvrdile zakonitosti u promjeni kakvoće vapnenaca ležišta Rodnikovskoye, provedena je statistička obrada podataka, nakon čega je uslijedila usporedba promjene svakog od pokazatelja kvalitete (tablica 1).

Tab. jedan. Vrijednosti kvalitativnih pokazatelja vapnenaca u istočnom dijelu ležišta Rodnikovskoye.

Kao što je vidljivo iz tablice 1, pri usrednjavanju vrijednosti pokazatelja za cijelu debljinu produktivnog sloja ležišta kvaliteta opada, u usporedbi sa slojevitim vrijednostima: smanjuju se korisne komponente (CaO i MgO); štetno - povećati.

Praktični zaključci i preporuke
- Tako je detaljno proučena kvaliteta vapnenaca jugozapadnog dijela Donbasa.
- Dobivene statističke karakteristike varijabilnosti kvalitativnih pokazatelja vapnenaca za pojedine stratigrafske slojeve i za cjelokupnu korisnu debljinu značajno se razlikuju. Prosječni sadržaj pokazatelja kvalitete vapnenca na pojedinom horizontu ležišta Rodnikovskoye je različit. Smanjenje karakteristika kvalitete otkriveno je kada su pokazatelji uprosječeni po cijelom korisnom kapacitetu polja za 3 puta.
- Pad kvalitete vapnenaca uzrokovan je procesima dolomitizacije, silicifikacije, kalcitizacije i ispiranja. Najnegativniji čimbenik je formiranje krša.
- Zbog razlike u kvalitativnim karakteristikama pojedinih stratigrafskih slojeva ležišta, preporuča se izračunavanje rezervi za svakog pojedinog potrošača posebno.
- Razvoj ležišta Rodnikovskoye trebao bi se odvijati slojevito, uzimajući u obzir razliku u strukturi stratigrafskih slojeva produktivnih slojeva. U ovom slučaju, sorta će zadovoljiti specifikacije određene industrije. Vapnenci starosti C1vb + c zadovoljavaju tehničke zahtjeve za visokopećnu, metaluršku, topioničarsku proizvodnju. C1td vapnenci mogu se koristiti kao sirovina za metalurgiju. Stijene starosti S1vd, C1tc, C1tb mogu se koristiti u proizvodnji čelika, industriji ferolegura, građevinskom vapnu i cementu.

Književnost:

1. Blokha N. T. Karbonatne stijene za proizvodnju građevinskog vapna / N. T. Blokha, V. I. Kolbakh, V. S. Markov - M.: Nedra, 1980. - 52 str.

2. Volkova T. P., Vershinin A. S. Metode geološkog i tehnološkog kartiranja naslaga kaolina.// Rudarski časopis. Izvestia 1393.6 / - Donjeck, 1993. - Br. 4. - S. 12-18

3. Lyakhov G. M. Nemetalni minerali - vapnenac, glina, klastične stijene / G. M. Lyakhov, N. D. Rozhdestvensky - M.: Nedra, 1948. - 116 str.

4. Postnikova I. E. Metode za proučavanje karbonatnih formacija platformskih područja / V. A. Kryzhanovsky, I. E. Postnikova - M., Nedra, 1988. - 205 str.

5. Salov I. N. Vapnenci Smolenske regije / I. N. Salov - Smolenska oblast, 1952. - 56 str.

6. Flux, u metalurgiji Enciklopedijski rječnik Brockhausa i Efrona A. V. Mitinskog: [Elektronički izvor]. - Način pristupa.