Вас приветствует команда «Гимназёнок» г.Дмитров! ДОБЫЧА И ПЕРЕРАБОТКА ИЗВЕСТНЯКА ПРОИЗВОДСТВО НЕГАШЕНОЙ ИЗВЕСТИ Бизнес-проект по технической химии

ЦЕЛИИЗАДАЧИЦЕЛИИЗАДАЧИ ЗАДАЧИ: Рассмотреть историю данного производства Охарактеризовать основные этапы современного производства негашеной извести Выяснить основные принципы данного химического производства и химизм процесса Создать презентацию POWERPOINT, имеющую большое практическое применение в будущем на уроках химии учителями Дмитровского района, а если получится, то и всей Московской области. ЦЕЛЬ: создание мультимедийного творческого проекта по технической химии, позволяющего проследить все этапы производства химического вещества

Немного истории На Руси известняк пользовался большой популярностью, особенно до XIX века. В России основной способ добычи известняка – взрывной. Этот способ добычи достаточно легкий, в то же время использовать известняк стали меньше. Вызвано это тем, что местоположение известняка было не совсем удобным, он залегал небольшими пластами и в вперемешку с глиной, мергелями. Кроме того связано это было и с выходом на рынок гранита, габбро, мрамора. Старинный рисунок «Оборудование для производства негашеной извести»

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА разведка геологами полезных ископаемых, пригодных в качестве сырья для данного производства, характеристика основных видов сырья: известняка различных месторождений, добыча сырья, механическая переработка сырья: выемка, дробление, измельчение, сортировка, хранение, особенности транспортировки сырья, направления использования известняка, устройство и виды печей для обжига известняка, основные принципы химического производства в целом и известняка в частности, химические основы производства негашеной извести, свойства и виды готовой продукции, применение различных видов негашеной извести.

Свойства известняка Сырье: известняк (75-100% кальцита CaCO 3 ) Происхождение: осадочное ( морское) Строение: слоистое Объемная плотность: 2,2-2,7. Мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа. Цвет: разные цвета и оттенки (черный, белый, коричневый, зеленоватый, желтоватый, розоватый…) Разновидности: травертин, пизолит, ракушечник, мергель, кристаллический (мрамор), землистый (мел), известняковый туф, известняковый шпат (по другим источникам нуммулитовый, мшанковый, ракушечникй и мраморовидный) Свойства: Известняки бурно вскипают при взаимодействии с разбавленной кислотой.

Сырье, месторождения, транспортировка Месторождения: Подмосковье, Ленинградская Архангельская, Вологодская, Тульская, Белгородская, Воронежская области, Предуралье, Поволжье, Краснодарский край, Северный Кавказ, Урал, ряд районов Восточной Сибири. Способы добычи: карьерный Транспортировка: Традиционная: с помощью большегрузных автосамосвалов, железнодорожным транспортом В перспективе: конвейерные ленты (Эксплуатация конвейера не представляет никакой опасности для животных и людей. Экологически обосновано: предотвращена транспортировка через заповедный лес с помощью большегрузных автомобилей)

Направления использования известняка ландшафтные работы (пиленый известняк, стеновой, кусковой известняк, щебень) строительство (щебень, кусковой известняк, пиленый известняк, дробленый песок, минеральная вата, минеральный порошок, минеральная крошка и др.) дорожное и железно- дорожное строительство нефте- и коксохимическая промышленность металлургия сельское хозяйство (в агротехнике и животноводстве) лакокрасочная промышленность стекольная промышленность пищевая промышленность Направления переработки известняка Производство негашеной и гашеной извести, цемента и силикатного кирпича Полировка изделий из цветных металлов и перламутра целлюлозно-бумажная промышленность

Добыча и подготовка известняка Разработка: открытым способом горизонтальными слоями, уступами. Для производства вскрышных работ широко используют скреперы (1), экскаваторы (2), бульдозеры (3) и гидромеханические установки. Бурение шпуров (4), буровзрывные работы. Выемка: экскаватором в один или несколько уступов в зависимости от мощности пласта. Подготовка: дробление (5) и сортировка. Необходимость дробления: из кусков разного размера получается неравномерно обожженная известь (частично или полностью пережженной и необожженной), увеличивается степень заполнения печи, уменьшается газопроницаемость материала, выход продукта. Транспортировка. Подача к печи: в вагонетках по узкоколейке, засыпка в скип, поднятие вверх по наклонной лебедкой к засыпному отверстию. Хранение: в открытых и чаще закрытых складах.

Виды печей и используемого топлива Вращающиеся печи (1) : все виды топлива - пылевидное твердое, жидкое и газообразное. Расход условного топлива достигает % массы извести, или к Дж на 1 кг. Недостатки: повышенные капиталовложения и расход электроэнергии. Шахтная печь (2): твердое топливо – кокс Расход условного топлива в этих печах примерно 13-16% массы обожжённой извести или к Дж на 1 кг. Недостатки: известь загрязняется золой и остатками несгоревшего топлива, возможно образование значительного количества пережога в следствие соприкосновения раскалённых кусков антрацита или кокса с обжигаемым материалом. Сочетание шахтной (d до 6-8 м) и вращающейся (d до 2.5 м) печей: обжиг в шахте (80%) и во вращающейся печи (20%). Суточная производительность подобной установки достигает т при затрате теплоты около 4200 к Дж/кг. Обжиг по фракциям: , мм в поперечнике, а во вращающихся печах и мм.

Схема технологического процесса СТАДИИ ПРОИЗВОДСТВА Подготовка к техническим превращениям -дробление транспортировка Химические превращения в обжиговой печи Получение целевых продуктов -комовая негашеная известь -углекислый газ Доводка целевых продуктов -молотая негашеная известь -строительная воздушная известь

Принципы производства Закономерности и принципы химического производства 1. Обжиг в «кипящем» слое 2. Противоток 3. Непрерывность производства 4. Пересыпной способ обжига 5. Теплообмен между потоками, участвующими в процессе веществ 6. Большая производительность реакционных аппаратов 7. Механизация производства 8. Автоматизация процесса и его управления

Аппараты, оборудование. Устройство обжиговой печи Зона подогрева (1) – верхняя часть печи Куски твердого топлива и известняка встречаются с горячими газообразными продуктами обжига и нагреваются до 900°С. Происходят сушка и нагрев шихты, затем при °С завершается процесс газификации топлива с выделением летучих веществ. При °С разлагается углекислый магний и происходит частичное разложение поверхностных слоев углекислого кальция. Выходящие газы содержат 34-36% СO 2, 1-3% O 2 и 1,5-2% СО. Зона обжига (2) – средняя часть печи В средней части печи при о С известняк разлагается, из него удаляется углекислый газ. Зона охлаждения (3)– нижняя часть печи. Известь охлаждается до о С поступающим снизу воздухом, который далее поднимается в зону обжига, и ссыпается вниз (4) в вагонетки

Химические реакции ПРОИЗВОДСТВО КОМОВОЙ НЕГАШЕНОЙ ИЗВЕСТИ В зоне подогрева: термическое разложение карбоната магния и примесей карбоната алюминия: MgCO 3 = MgO + CO 2 и Al 2 (CO 3 ) 3 = Al 2 O CO 2 частично разложение CaCO 3 = CaO+CO 2 В зоне обжига: Термическое разложение известняка при t= С, теплота для реакции выделяется при горении кокса: CaCO 3 = CaO+CO 2, ΔН 0 = +178,8 к Дж C+O 2 = CO 2, ΔН 0 = -396,6 к Дж При наличии в сырье глинистых и песчаных примесей образуются метаалюминаты, силикаты и ферриты кальция и магния: Al 2 O 3 + CaO = Ca(AlO 2 ) 2 Al 2 O 3 + MgO = Мg(AlO 2 ) 2 CaO + SiO 2 = CaSiO 3 MgO + SiO 2 = MgSiO 3 Fe 2 O 3 + CaO = Ca(FeO 2 ) 2 Fe 2 O 3 + MgO = Мg(FeO 2 ) 2 ГАШЕНИЕ ИЗВЕСТИ CaO+H 2 O = Ca(OH) 2, ΔН 0 = -62,8 к Дж

Готовая продукция НЕГАШЕНАЯ МОЛОТАЯ (порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести) Углекислый газ Очистка Хранение в баллонах

Применение негашеной извести пищевая добавка E529. доступный и недорогой огнеупорный материал. известковый цемент - при смешивании с водой, оксид кальция переходит в гидроксид, который далее, поглощая из воздуха углекислый газ, сильно твердеет, превращаясь в карбонат кальция. для осушения веществ, которые не реагируют с ним. в химических лабораториях для проведения опытов.

Техника безопасности: Находящиеся в эксплуатации экскаваторы должны быть исправны и снабжены действующими звуковыми сигналами, тормозами, ограждениями и освещением. При осмотре загрузочного устройства обжигальщик надевает шланговый противогаз, защищающий от СО; при осмотре выгрузочного механизма пользуется респиратором. При визуальном контроле процесса обжига через гляделки обжигальщик пользуется защитными очками; лючки открывает обязательно в рукавицах. Во время работы дутьевого вентилятора нельзя открывать люки выгрузочного механизма, а также лючки гляделок в зоне, находящейся под давлением, так как при этом возможен ожог обслуживающего персонала раскаленными газами. При обнаружении деформации кожуха или частичного разрушения футеровки печь следует немедленно остановить, поставив об этом в известность мастера смены. При работе с негашеной известью необходимо закрывать нос и рот влажной марлевой повязкой для защиты дыхательных путей и слизистой от пыли. При гашении извести нужно остерегаться ее разбрызгивания. Попавшая на тело известь может вызвать ожог.

Использованные материалы: html html tbs.ru/products/prod_det.php?cid=2&id=35http://w- stone.narod.ru/partner.html htm phtml Н.Н. Буринская Учебные экскурсии по химии: кн. Для учителя. – М.: Просвещение, 1989 Ю.В. Ходаков и др. Неорганическая химия. Учебник 7-8 классы. – М.: Просвещение, Новый диск, 2005 Химия в школе: Минеральные вещества 9x34