Получение воздушной извести

Известь (как и гипс) - древнейшее вяжущее вещество. Ее применяли за несколько тысяч лет до нашей эры. Воздушная известь - продукт умеренного обжига кальциево-магниевых карбонатных горных пород: мела, известняка, доломитизированного известняка, доломита с содержанием глины не более 6%. Известняк состоит в основном из карбоната кальция СаСО₃. Обжигают известняк при 900-1200 °С до возможно более полного удаления СО₂ по реакции СаСО₃ = СаО+СО₂.
Продукт обжига содержит, кроме СаО (главной составной части), также и некоторое количество оксида магния, образовавшегося в результате термической диссоциации содержащегося в известняке MgCО₃=MgO+СО₂.
Известняк обжигают чаще всего в шахтных печах, в которые известняк поступает в виде кусков размером 8-20 см; обжиг мелких кусков известняка может производиться во вращающихся печах. Применяют тепловые установки для обжига известняка «в кипящем слое». Термическая диссоциация СаСО₃ начинается при 900°С, в заводском производстве температура обжига составляет 1100-1200 °С в зависимости от плотности известняка и типа печи.

Наиболее распространенные шахтные печи (рис. 5.2) состоят из шахты, загрузочного и выгрузочного устройства,

воздухопроводящей и газоотводящей аппаратуры. Известняк в шахтную печь загружают сверху, материал по мере выгрузки извести опускается вниз, а навстречу обжигаемому материалу просачиваются горячие дымовые газы.
В печи одновременно происходит подогрев, подсушивание загружаемого сверху известняка, его обжиг (декарбонизация) и охлаждение (см. рис. 5.2). В пересыпных печах топливо (кокс, антрацит и т. п.) загружают слоями вперемежку с кусками известняка, поэтому к получающейся извести примешивается зола. В печах, работающих на газовом топливе (газовые), получают «чистую» известь, к тому же они экономят ценное топливо (кокс и др.).
Процесс декарбонизации эндотермический, т.е. сопровождается поглощением теплоты: для разложения 1 г-моля СаСО₃ требуется затратить примерно 190 кДж. Движение воздуха и газов в шахтных печах обеспечивается вентиляторами, нагнетающими в печь воздух и отсасывающими из нее дымовые газы. Противоточное движение обжигаемого известняка и горячих газов дает возможность хорошо использовать теплоту отходящих газов для подогрева движущегося вниз сырья, а теплоту обожженного материала - на подогрев воздуха, поступающего в зону обжига. Поэтому расход топлива в шахтных печах сравнительно невысок-13-16% массы обожженной извести, или 3800-4700 кДж на 1 кг СаО.
При обжиге известняка удаляется углекислый газ, составляющий 44% массы СаСО₃, поэтому комовая негашеная известь получается в виде пористых кусков, активно взаимодействующих с водой.