Известь, виды, производство и применение.
Известь – материал, получаемый обжигом карбонатных горных пород (известняков, мела), состоящий в основном из СаО и MgO.
Краткая характеристика извести
Гашеная известь. Негашеная известь. Хлорная известь. Натровая известь.
Краткая характеристика извести:
Известь — распространенный вяжущий материал, широко применяемый во многих промышленных отраслях. Большая часть ее состава формируется свободными оксидами кальция (CaO) и магния (MgO) с преобладанием первых. Получают вещество в процессе воздействия повышенных температур на карбонатные породы, которые в этих целях обжигают, не допуская их расплавления.
Известь в переводе с греч. ἄσβεστος означает «неугасимый».
Виды извести. Классификация:
Существуют различные виды извести.
В соответствии со сферой применения выделяют технологический и строительный виды.
В состав извести входят силикаты и алюмоферриты кальция, сообщающие ей гидравлические свойства. В зависимости от уровня их содержания она подразделяется на воздушную и гидравлическую. Первая (воздушная известь) позволяет строительным растворам затвердевать и сохранять свои прочностные характеристики при нормальном уровне влажности, а вторая (гидравлическая известь) придает им эти качества и в условиях повышенной влажности, в том числе в воде.
Воздушный вид извести разделяется по количеству содержащихся окислов на кальциевую, магнезиальную и доломитовую известь. В первом случае (кальциевая известь) доля оксида кальция в продукте составляет до 95 %, а содержание оксида магния не превышает 5 %. Второй подвид (магнезиальная известь) содержит от 5 до 20 % оксида магния, остальное приходится на оксид кальция. Третий (доломитовая известь) – от 20 до 40 % оксида магния и от 60 до 80 % оксида кальция.
Помимо этого, известь классифицируется по скорости гашения, которая бывает медленной, средней или быстрой. При медленной скорости процесс занимает как минимум 25 минут, при средней – не более 25 минут, а при быстрой реакция продолжается не более 8 минут.
В зависимости от фракции зерна известь можно подразделить на комовую и порошкообразную.
Критерием классификации служит и способ обработки — конечный продукт бывает свежеобожженным, гашеным, негашеным.
Гашеная известь:
Гашеная известь также носит название едкой извести и представляет собой гидроксид кальция Ca(OH)2. Имеет вид белого порошка, для которого характерна низкая растворимость. Образуется при гашении окисла кальция (его реакции с водой).
Известковым молоком называется раствор, образующийся в результате смешения избытков гашеной извести и воды. По своему виду он напоминает молоко. При его фильтрации образуется прозрачная жидкость, носящая название известковой воды.
Получение гашеной извести происходит при реакции оксида кальция с водой. При последней выделяется 16 килокалорий на 1 моль.
Рассматриваемое вещество представляет собой сильное основание. Чем выше температура, тем хуже оно способно растворяться. Реагирует с кислотами, в качестве щелочи участвует в реакции нейтрализации, при которой образуются соответствующие соли кальция. Поскольку гидроксид кальция вступает в реакцию с содержащимся в воде углекислым газом, его раствор становится мутным при контакте с воздухом.
Гашеную известь используют в ремонтных работах в качестве побелки, на ее основе изготавливают силикатный бетон. В строительстве она применяется с давних пор и в прошлом являлась популярным компонентом для изготовления строительного раствора, однако сегодня его практически полностью заменил цемент, превосходящий его по своим качествам. Минусом строительного раствора на основе гидроксида кальция является то, что он способствует поддержанию высокой влажности в построенных помещениях.
Гашеная известь применяется в производстве удобрений, также на ее основе изготавливают хлорную известь. В качестве муки или порошка она служит компонентом для асфальтобетонной смеси.
Силикатный бетон, изготавливаемый на основе гидроксида кальция, имеет схожий состав с известковым строительным раствором. Однако, в отличие от последнего, на его затвердевание требуется намного меньше времени, поскольку технология его изготовления предусматривает не добавление воды, а обработку паром (для этой процедуры используется автоклав и выдерживается давление от 9 до 15 атмосфер).
Негашеная известь:
Негашеная известь представляет собой окись кальция CaO и обладает кристаллической структурой. При взаимодействии с водой он образует гашеную известь. Наряду с последней, он обрел популярность в строительстве.
Вещество получают в ходе термического разложения карбоната кальция. Другим способом выступает реакция простых веществ, при которой оно образуется в качестве слоя на поверхности металла. Помимо этого, его получают в ходе реакции термического разложения гидроксида кальция и кальциевых солей ряда кислот, содержащих кислород.
Продукт входит в группу основных оксидов. При его взаимодействии с водой происходит энергичная реакция, в ходе которой выделяется тепло и образуется гидроксид кальция. Насыщенный раствор последнего выступает сильным основанием. Реакция является обратимой, если температура, при которой она происходит, превышает 580 оС.
Являясь основным оксидом, негашеная известь вступает в реакцию с кислотами и кислотными оксидами (при этом образуются соли). При ее нагреве и одновременном взаимодействии с углеродом образуется карбид кальция (для проведения этой процедуры используется высокотемпературная печь либо электрическая дуга). Получаемый продукт может применяться для изготовления ацетилена, однако в промышленности принято использовать более эффективные методы. Невзирая на это, данная реакция все же находит применение — в частности, к ней прибегают в производстве аппаратов для сварки и лабораторной практике.
Негашеная известь — распространенный компонент для производства стройматериалов. С ее помощью изготавливается силикатный кирпич, высокоглиноземистый цемент и др., что выступает основной сферой ее применения. До 50-х годов прошлого столетия ее использовали в строительстве для побелки, чему способствовали ее качества – ярко-белый цвет и хорошая адгезия к разного рода поверхностям. После нанесения гашеной извести происходит поглощение ей из воздуха углекислого газа и образование твердого слоя карбоната кальция.
Современное строительство почти полностью отошло от использования окиси кальция ввиду ее недостатка — она активно поглощает воду и способствует сохранению высокого уровня влажности в помещении, создавая благоприятную среду для образования плесени.
Хлорная известь:
Хлорная известь также называемая белильной известью, в быту известна как хлорка. В ее состав входят гидроксид кальция Ca(OH)2 и гипохлорит кальция Ca(ClO)2 – компоненты повышенной степени опасности (II класс), а также хлорид кальция CaCl2. Хлорная известь является едким веществом, способствующим образованию коррозии. Для его получения применяется хлорирование гидроксида кальция.
Вещество характеризуется медленным разложением. При его контакте с воздухом и высоком уровне влажности образуется хлорноватистая кислота. В силу своих отбеливающих и дезинфицирующих свойств, а также способности удалять известковый налет, продукт применяется достаточно широко; в прежние времена он использовался в сфере добычи золота.
Натровая известь:
Натровая известь ранее называлась натристой известью. Обладает пористой структурой, цвет – белый. Содержит в своем составе гашеную известь Ca(OH)2 и едкий натр NaOH. Обладает водопоглощающими свойствами – впитывает содержащуюся в воздухе влагу, а также углекислый газ, при этом осуществляется его переход в смесь натрия и кальция.
Продукт получают путем гашения оксида кальция, для чего используется концентрированный раствор чистого едкого натра. Соотношение этих веществ составляет 2:1. Процесс его производства включает в себя несколько этапов — выпаривание образованной массы, прокаливание, затем разбитие на части, просеивание и сортировку по фракции зерна.
Вещество используют для удаления кислых газов. Сфера его применения включает в себя такое снаряжение, как противогазы и оборудование для водолазов. В последнем случае оно уменьшает расход дыхательной смеси, а также удаляет пузырьки, образующиеся при выдохе. Кроме того, продукт используется в медицинской промышленности, в частности, в аппаратах для наркоза, позволяя расходовать ингаляционные анестетики в меньшем объеме.
Хранение вещества осуществляется в плотно закрытой таре для предотвращения впитывания им влаги и углекислого газа, что ухудшает его свойства.
Производство извести:
Изготовление извести считается опасным видом производства. Производственный процесс должен согласовываться с требованиями ГОСТ и действующего техрегламента. Вещество изготавливается из карбонатных пород и минеральных шлаков, параметры которых регулируются нормативной документацией. Наиболее часто оно производится из плотных известняков.
Процесс изготовления включает в себя несколько стадий:
– помещение сырья (размер зерен от 0 до 300 мм) в специальный бункер, направляющий его на дробление,
– измельчение сырья,
– сортировка сырья по размеру зерен и отбор крупной фракции (от 5 мм, более мелкая служит для изготовления известковой муки),
– взвешивание отобранной фракции, ее подогрев и обжигание в печи.
Применение извести:
Технологическая известь активно используется в черной металлургии, химической отрасли, сфере защиты окружающей среды (с ее помощью нейтрализуют сточные воды и содержащиеся в дыме газы). Помимо этого, она служит компонентом при производстве различного рода химических продуктов.
Строительная известь, как говорит ее название, применяется в сфере строительства, где ее используют для побелки и изготовления строительных смесей.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com