Мел применение. Мел Горная Порода, описание, свойства, месторождения и фото
Во всем мире не найдется человека, который бы за свою жизнь не столкнулся с мелом. В миллионах классов на Земле школьники пишут мелом на доске. А что бы делал учитель без мела? Каждый из нас хорошо представляет себе обычный, ничем не примечательный школьный мелок. И не только представляет, но и не раз держал в руках во время учёбы. А сколько истин было открыто с помощью кусочка мела, сколько совершено открытий! И до сих пор школьный учитель, держа в руке незаметный, но в тоже время незаменимый кусочек мела, совершает чудеса.
В настоящий момент еще не найдена альтернатива известкового мела (восковый мел не подходит для использования на школьных досках). Сейчас в школах появляются интерактивные, маркерные доски и другие средства обучения. Однако школьный мел как существовал много сотен лет в школах, так и остался до сих пор. Качество школьного мела это проблема любого учебного заведения. Наша школа не является исключением. Я решила выяснить причину того, отчего школьный мел то сыпется, то оставляет чуть заметный след, а чаще царапает доску.
Актуальность
работы заключается в том, что мел, используемый потребителем, отличается по качеству. А всегда ли качество связано с безопасностью для здоровья?
Проблема
: низкое качество школьного мела может привести к заболеваниям учащихся и педагогов.
Цель
: Изучение физических и химических свойств и влияние на организм человека школьного мела.
Задачи
:
1. Собрать достоверную информацию о происхождении, составе, свойствах и применении школьного мела.
2. Провести эксперименты по изучению качественного и количественного состава различных сортов школьного мела, пригодности для использования.
3. Провести социологический опрос на выявление действия мела на организм человека.
4. Оценить влияние мела на здоровье человека.
В ходе работы использованы следующие методы исследования
:
- поиск и анализ достоверной информации из достоверных источников;
- химический эксперимент;
- анкетирование учителей и анализ результатов.
Происхождение, свойства, применение мела
Мел - белая горная порода, мягкая и рассыпчатая. Мел не растворяется в воде.
Основу химического состава мела составляет карбонат кальция с небольшим количеством карбоната магния, но обычно присутствует и некарбонатная часть, в основном оксиды металлов. В составе мела обычно находится незначительная примесь мельчайших зёрен кварца и микроскопические псевдоморфозы кальцита по ископаемым морским организмам (радиолярии и др.) Нередко встречаются крупные окаменелости мелового периода: белемниты, аммониты и др. Его элементы относятся к семейству щелочноземельных металлов, которые составляют подгруппу периодической системы элементов. Мел, которым мы пишем на доске, состоит преимущественно из раковинок морских корненожек. В океанах и морях оседают на дно раковины отмерших корненожек. За тысячи и миллионы лет скопляются громадные толщи раковинок, которые впоследствии при геологических перемещениях земной коры могут оказаться на суше в виде меловых и известковых гор (например, на Украине). Таким образом, ничтожно малые по своим размерам и грандиозные по своей массовости простейшие входят в состав земной коры.
Сотни лет человек использует мел для различных целей. Мел, которым мы пользуемся в классе, смешивают со связующими примесями, чтобы он не крошился. Лучший мел для школы на 95% состоит из мела. Добавляя различные красители, можно получить мел любого цвета. Мел используется для письма на больших досках для общего обозрения (например, в школах). Формованный школьный мелок на 40 % состоит из мела (карбонат кальция) и на 60 % из гипса (сульфат кальция).
Мел - необходимый компонент «мелованной бумаги», используемой в полиграфии для печати качественных иллюстрированных изданий. Молотый мел широко применяется в качестве дешёвого материала (пигмента) для побелки, окраски заборов, стен, бордюров, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов.
Мел применяют в лакокрасочной промышленности (белый пигмент), резиновой, бумажной, в сахарной промышленности - для очистки свекловичного сока, для производства вяжущих веществ (известь, портландцемент), в стекольной промышленности, для производства спичек. В этих случаях обычно используют так называемый мел осаждённый, полученный химическим путём из кальцийсодержащих минералов.
При недостатке кальция медицинский мел может быть прописан как добавка к пище.
Мел в числе других карбонатных пород в стекольном производстве применяется в качестве одного из компонентов шихты при варке стекла, вводимого в шихту в порошковом виде в количестве до 30 % от объема последней. Мел придает стеклу термическую стойкость, механическую прочность, устойчивость против химических реагентов и выветривания.
Экспериментальное определение физико-химических свойств мела
Основные показатели качества
При изучении литературы по данной теме мы выявили следующие показатели, которыми должен обладать мел, используемый в школах:
Крошится при письме
- пачкает руки
- чистота (белый)
- твердые вкрапления
Данные показатели исследуемых образцов привели в таблице «Основные показатели качества мела»:
Качественный анализ школьного мела
Основным компонентом мела является карбонат кальция. Природный (пиленый) мел не содержит никаких других компонентов. При изготовлении формованных мелков в порошок мела добавляются вещества – связующие, например, крахмал или гипс.
Чтобы узнать, какие связующие вещества применялись для изготовления имеющихся в классе мелков, проводится качественный анализ.
Практическая работа «Качественный анализ мела»
Оборудование:
1) микроскоп
2) предметное стекло
3) пипетка
4) штатив лабораторный с кольцом и муфтой
5) воронка
6) пробка с газоотводной трубкой
7) ступка с пестиком
8) химический стакан
9) пробирки
10) фильтровальная бумага
11) стеклянные палочки
12) образцы школьного мела
13) дистиллированная вода
14) известковая вода
15) соляная кислота (разб.)
16) фарфоровая ложечка
17) спиртовка
18) спички
19) пинцет
20) спиртовый раствор йода
21) тиосульфат натрия
22) йодид калия
Распознавание карбонат - анионов (СО 3 2-)
В пробирку внесли несколько кусочков мела и прилили небольшое количество разбавленной соляной кислоты HCl. Быстро закрыли пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Конец трубки опустили в другую пробирку, в которой находится 2 – 3 мл известковой воды. Несколько минут наблюдали, как через известковую воду походят пузырьки углекислого газа. Известковая вода помутнела. Следовательно, в состав мела входят карбонат - анионы (СО 3 2-).
СаСО 3 + 2HCl → СаCl 2 + СО 2 + Н 2 О
СО 3 2- + 2Н + → СО 2 + Н 2 О
СО 2 + Са(ОН) 2 → СаСО 3 ↓ + Н 2 О
Вывод: Наличие в составе мелка карбоната кальция подтверждается с помощью соляной кислоты (выделяющийся углекислый газ вызывает помутнение известковой воды).
Распознавание крахмала.
Крахмал обнаружить просто. Например, если при прокаливании мелка он чернеет, то можно сделать вывод, что в его состав входит крахмал (углеводы при нагревании легко обугливаются). В качестве реактива на крахмал можно использовать и раствор йода. Крахмал мы обнаруживали с помощью спиртового раствора йода. На исследуемые кусочки мела нанесли по 2 – 3 капли раствора йода. Окраска раствора йода изменилась с круглым мелом (цвет синий). С остальными образцами мела окраска спиртового раствора йода не менялась.
Микрокристаллическая реакция на гипс.
Присутствие гипса в качестве связующего можно доказать проведением микрокристаллоскопической реакции. Каждый исследуемый образец мела измельчили в ступке и массу 1 грамм растворили в 2 мл. дистиллированной воды. Тщательно перемешали полученный раствор стеклянной палочкой. Полученный раствор профильтровали. Затем каплю фильтрата поместили на предметное стекло и рассмотрели под микроскопом. В процессе высыхания капли растут кристаллики гипса (если он входит в состав мела), имеющие форму характерных иголок и игольчатых друз.
Небольшие кусочки мела каждого исследуемого образца прокалили в пламени спиртовки. Пламя спиртовки приобрело красно – оранжевую окраску у каждого образца мела, что подтверждает наличие катионов кальция (Са 2+).
Результаты исследований:
Вывод: Образцы мела все содержат ионы кальция и карбонат - анион, следовательно, в нём присутствует карбонат кальция (CaCO 3). Из примесей мы обнаружили гипс и крахмал.
Вывод по экспериментальной части:
1) Все исследуемые образцы мела содержат в своём составе катионы кальция.
2) Примеси в наших образцах были гипс, крахмал и клей.
3) Кусковой мел состоит из карбоната кальция и огромного количества примесей, пачкает руки, плохо пишет.
4) Круглый мел состоит из карбоната кальция, сильно пачкает руки, мягко пишет, крошится, т.к. в качестве связывающего вещества в нём крахмал.
5) Прямоугольный мел содержит карбонат кальция, мало крошится и меньше всего пачкает руки, но очень карябает доску, т. к. в качестве связывающего вещества содержит помимо гипса - клей.
Влияние школьного мела на здоровье учеников и учителей
На сегодняшний день сохранение и укрепление здоровья населения - одна из наиболее актуальных проблем. Здоровье человека всегда было предметом пристального изучения специалистов самых разных профессий.
По прогнозам Всемирной Организации Здравоохранения в начале 21 века самыми распространенными заболеваниями человека являются аллергические заболевания, бронхиальная астма, сердечно-сосудистые заболевания.
Как только ребенок идет в школу, он начинает пользоваться мелом. Школьный мел сопровождает нас с первого до одиннадцатого класса, педагоги пользуются им постоянно. Сегодня к школьному мелу предъявляются очень серьезные требования, поэтому школьный мел считается экологически чистым и безопасным продуктом. Однако в процессе использования школьный мел начинает пылить, забиваться в нос, пачкать руки. Некоторые учащиеся любят есть мел, а ведь школьный мел – это продукт, содержащий в своем составе помимо основных безопасных (как считается) компонентов: известняка, гипса, крахмала, еще и склеивающие вещества (клей ПВА, БФ, казеиновый, канцелярский и др.), красители, что не совсем безопасно для их здоровья.
Для выяснения воздействия мела на здоровье человека мы опросили наших учителей, которые в силу специфики своих предметов вынуждены постоянно пользоваться мелом.
Анкета для учителей
1. Как вы считаете, оказывает ли постоянная работа с мелом влияние на ваш организм?
2.Имеются ли отрицательные последствия, если да, то какие?
а) на кожу рук:
1.сушит
2.аллергическая реакция
3.другое
4.нет последствий
б) на дыхательную систему:
1.кашель
2.проявления астмы
3.другое
4.нет последствий.
3. Можно ли заменить доску и мел в школе? Если да, то чем?
Проанализировав анкеты учителей нашей школы, мы пришли к выводу, что 100% учителей не довольны качеством мела, поступающего в нашу школу (сильно пачкает руки, царапает доску и осыпается). Учащиеся ещё добавили одно плохое качество - плохо отстирывается от школьной формы, если случайно им испачкаешься.
По мнению большинства опрошенных учителей, школьный мел негативно влияет на кожу рук и может вызвать аллергические реакции при вдыхании частиц мела. Половина опрошенных отметили, что вынуждены постоянно пользоваться увлажняющим кремом для рук. Есть среди учителей и те, кто получил серьезные проблемы с кожей рук: экземы, шелушение и трещины на ладонях.
Несмотря на технический прогресс, по мнению учителей полностью заменить мел пока нельзя. Хорошей альтернативой стали бы доски для письма маркерами и интерактивные доски.
1) во время работы чаще мыть руки со смягчающим туалетным мылом: «глицериновое», «ланолиновое», «вазелиновое» и «молочное»
2) после каждого урока смазывать руки увлажняющим кремом для рук
3) стирать мел с доски только влажной тряпкой
4) промывать тряпку для стирания мела как можно чаще
Заключение
Школьный мел – это продукт, содержащий в своем составе помимо основных безопасных (как считается) компонентов: известняка, гипса, крахмала, еще и склеивающие вещества (клей ПВА, БФ, казеиновый, канцелярский и др.), красители, что не совсем безопасно для их здоровья.
Исследуемые образцы мела имеют содержание карбоната кальция от 40 до 80% и содержат гипс. Несмотря на внешнее сходство, образцы ведут себя по-разному при добавлении горячей воды и соляной кислоты.
Изучив литературу, я рекомендую учителям тщательно мыть тряпку от мела и не стирать мел с доски сухой тряпкой. Уменьшить негативное влияние мела на кожу рук можно, если завернуть мел бумагой, а лучше фольгой. Еще один вариант решения проблемы сыпучести мела: заранее обработать поверхность мела канцелярским силикатным клеем.
Проведение исследования позволило мне научиться планировать и проводить химические эксперименты и получать достоверные результаты. Результаты опытов обрабатывали методами математической статистики.
Список источников
1. Карцова А.А. Химия без формул. / А.А. Карцова; – СПб.: Авалон, 2005. С. 101-103.
2. Мел // Естествознание: Энциклопедический словарь / Сост. В.Д. Шолле. – М.: Большая российская энциклопедия, 2002. - 543 с.
3. Мел // Даль В. Толковый словарь живого великорусского языка: в 4 т. М.: Рус. яз., 1998 Т 4. - 688 с.
4. Ольгин О.М. Опыты без взрывов. / О.М.Ольгин; – М.: Химия, 1995. 136 с.
5. Справочник школьника. Химия / Сост. М. Кременчугская, С. Васильев. М.: Филолог, 1995. 380 с.
6. Степин Б.Д. Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. / Б.Д. Степин, Л.Ю. Алкберова. – М.: Химия, 1995. 270 с.
7. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия / Авт.-сост. Л.А. Савина. – М.: АСТ, 1995. – 448 с.
Интернет источники
Работу выполнила:
Бабуева Саяна, 8 класс
Руководитель:
Гармаева Бутит-Цыбжит Павловна, учитель химии
Российская Федерация, Забайкальский край
Агинский Бурятский округ
село Хара-Шибирь
МОУ «Хара-Шибирская средняя общеобразовательная школа»
Белого цвета, тонкозернистая слабо сцементированная, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде, органического (зоогенного) происхождения. По минеральному составу мел близок к известняку и сложен главным образом кальцитом (91-98,5%). Основу химического состава мела составляет карбонат кальция с небольшим количеством карбоната магния, но обычно присутствует и некарбонатная часть, в основном оксиды металлов. В меле обычно находится незначительная примесь мельчайших зёрен кварца и микроскопические псевдоморфозы кальцита по ископаемым морским организмам (радиолярии и др). Нередко встречаются крупные окаменелости мелового периода: белемниты, аммониты и др. Для природного мела характерно отсутствие перекристаллизации и слоистости, большое количество ходов разных илоядных животных (грунтоедов).
В минеральном составе мела доминирует кальцит, который может быть как биогенного, так и аутогенного происхождения, органические остатки обычно слагают значительную часть породы (до 75%). В главной массе они представлены скелетными оболочками планктонных водорослей-кокколитофоридов, а также фораминифер (иногда до 40%). Размер скелетных остатков составляет 5-10 мкм. Переменное, но иногда существенное значение (10-90%) имеет порошкообразный кальцит с частицами размером 0,5-2 мкм., менее значительно содержание более крупных частиц в виде микроскопических кристаллов кальцита. Изредка в мелу встречаются раковины моллюсков, скелеты мшанок, иноцерамов, остатки криноидей, морских ежей и лилий, кремневых губок, кораллов. В незначительном количестве, обычно до 5, реже до 10-12 % присутствуют пелитоморфные некарбонатные примеси, в основном терригенного, реже аутогенного происхождения: кварц, полевые шпаты, глинистые минералы (глауконит, каолинит, гидрослюды, монтмориллонит), опал, халцедон, пирит и др. Редко и лишь местами встречаются конкреции кремня, пирита и фосфорита.
В меловых толщах наблюдается развитие крупных выдержанных трещин - пластовых и вертикальных, заполненных меловой мукой. На поверхностных выходах сеть трещин сильно сгущается. При пропитке образцов мела маслом в них проявляются скрытые жильчатые структуры в виде переплетающихся мельчайших трещин, а также следы многочисленных ходов червей - илоедов. Во всех меловых м-ниях на различных участках (горизонтах) мел различается как по химическому составу, так и по физико-механическим свойствам.
Плотность 2690-2720 кг/м3; пористость 44-50%; естественная влажность 19-33%. При увлажнении прочность мела начинает снижаться уже при влажности 1-2%, а при влажности 20-30% прочность на сжатие увеличивается в 2-3 раза, при этом появляются пластические свойства. Природный мел практически не обладает морозостойкостью, после нескольких циклов замораживания и размораживания он распадается на отдельные кусочки размером 1-3 мм.
По физическим свойствам и структурным признакам выделяют три разновидности мела: белый пишущий; мергелистый, отличающийся большей плотностью и меньшей белизной, что обусловлено присутствием глинистых веществ; мелоподобный известняк - переходная разность от мела к известняку.
Нахождение
Мел представляет собой полузатвердевший ил тёплых морей, отлагавшийся на глубине от 30 до 500 м. Широко распространён в природе и характерен для отложений верхнего отдела меловой системы и нижнего палеогена, что связано с пышным развитием кокколитофорид. Накопления белого писчего мела являются специфической особенностью позднемеловой эпохи и встречаются почти во всех ярусах верхнего мела, начиная от сеномана и до масстрахта включительно. Мелоподобные известняки распространены в третичных отложениях, в палеозое меловые накопления не сохраняются, преобразуясь в различные известняки.
Месторождения
Наиболее значительная полоса отложений мела распространена в Европе, от реки Эмба в Западном Казахстане до Великобритании. Их мощность достигает нескольких сотен метров (в районе Харькова - 600 м). Мощный меловой пояс простирается через весь Европейский континент, включая север Франции, южную часть Англии, Польшу, проходит через Украину, Россию и смещается в Азию - Сирию и Ливийскую пустыню. Запасы мела распределены по территориям неравномерно: около 48-50 % запасов качественного мела с высоким содержанием карбоната кальция и магния, минимальным содержанием вредных примесей сосредоточены в России; около 32-33 % на Украине и немногим более 12% в Белоруссии. Имеются небольшие по запасам месторождения в Казахстане, Литве и Грузии. Общие балансовые запасы мела в России оцениваются в 3300 млн. т. при неограниченных прогнозных запасах.
Запасы самого крупного Себряковского (Волгоградская область, Россия) месторождения мела для производства цемента 890 млн. т. Практически неограниченные прогнозные ресурсы мела сосредоточены в Белгородской области (Россия), где разведано 29 месторождений мела с суммарными запасами 1000 млн. т., наиболее крупными из которых являются Лебединское, Стойленское и Логовское. При этом на Лебединское и Стойленское месторождения приходится 75 % разведанных запасов мела Белгородской области. Эти два месторождения эксплуатируются по добыче железных руд, где мел является вскрышной породой. Месторождения мела Воронежской области относятся к туронконьякскому возрасту. Мел имеет высокое содержание (до98,5%) и низкое содержание некарбонатных примесей (менее 2%), обогащён амфорным кремнеземом, залегает мел в непосредственной близости к поверхности и прикрыт элювием мела или четвертичными отложениями. Характерной особенностью мела месторождения Воронежской области является его водонасыщенность (содержание влаги достигает 32%, что вызывает серьезные затруднения при его добыче и переработке).
Практическое значение
В промышленности мел используют для производства извести, цемента, соды, стекла, школьных мелков. Применяют как наполнитель для резины, пластмасс, бумаги, лакокрасочных материалов. В сельском хозяйстве идёт для известкования почв и подкормки животных, в парфюмерии - для приготовления зубных паст и порошков. В бумажной промышленности в качестве наполнителя и отбеливателя применялся наряду с каолином. Мел - необходимый компонент мелованной бумаги, используемой в полиграфии для печати качественных иллюстрированных изданий. Молотый мел широко применяется в качестве дешёвого материала для грунтовки, побелки, покраски стен домов, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов. Использование мела как наполнителя и пигмента в производстве бумаги и картона может быть успешным при условии выполнения требований к этому виду сырья в отношении его оптических свойств и гранулометрического состава. Качество мела в основном определяется его химическим составом и для многих отраслей промышленности регламентируется государственными и отраслевыми стандартами; ГОСТ 17498-72 "Мел. Виды марки, основные технические требования"; ГОСТ 12085-73 "Мел природный обогащённый (применяемый в резиновой, кабельной, лакокрасочной и полимерной промышленности)"; ГОСТ 8253-79 "Мел химически осаждённый"; OCT 21-37-78 "Мел и известняк для минеральной подкормки сельскохозяйственных животных и птицы" и др.
Пригодность мела для производства извести и цемента определяется полузаводскими испытаниями. На 1 января 1985 в CCCP учтено 219 месторождений мела с балансовыми запасами, разведанными по промышленным категориям, 1680 млн. т. Кроме того, 31 месторождение мела с запасами 3534 млн. т учтено в балансе запасов цементного сырья. Запасы мела составляют 12% всех запасов карбонатного цементного сырья. Запасы самого крупного Себряковского (Волгоградская область РСФСР) месторождения мела для производства цемента 890 млн. т. Месторождения с запасами мела 20 млн. т и более считаются крупными. Большими запасами мела обладают Франция, Великобритания, ГДР, Дания. В 1984 в CCCP разрабатывалось 75 месторождений (все открытым способом) и добыто 12,4 млн. т; кроме того, 39,2 млн. т добыто на 17 месторождениях цементного сырья.
К месторождениям с запасами менее качественного мела Белгородской области можно отнести Валуйское, Заслоновское, Знаменское, Казацкие бугры и Корочанское. Мел этих месторождений содержит относительно низкие показатели СаСО 3 (82 — 87%) и засорены другими примесями. Из этого мела без глубокого обогащения получить качественную продукцию не представляется возможным. Без обогащения этот мел может быть использован для производства извести и применяться в сельском хозяйстве как мелиорант для раскисления почвы. Месторождения мела Воронежской области относятся к турон-коньякскому возрасту. Мел имеет высокое содержание СаСО } (до 98,5%) и низкое содержание некарбонатных примесей — менее 2%, обогащен аморфным кремнеземом, принесенным, очевидно, из сантонских отложений. Залегает мел в непосредственной близости к поверхности и прикрыт элювием мела или четвертичными отложениями. Характерной особенностью мела месторождений Воронежской области является его водонасыщенность. Содержание влаги в меле достигает 32%, что вызывает серьезные затруднения при его добычи и переработке. К наиболее крупным месторождениям Воронежской области можно отнести Копа-нищенское, Бутурлинское, Крупненниковское и Россошанское. Меловая толща на Копанищенском месторождении колеблется в пределах 16,5 — 85 м. (средняя 35 м.). Вскрыша представлена почвенно-растительным слоем и составляет всего 1,8 — 2,0 м. По вертикали толща мела разделяется на две пачки, из которых нижняя содержит до 98% СаСО 3 , а верхняя несколько меньше (96 — 97,5%). Бутурлинское месторождение с предельно однородным белым мелом турунского яруса с мощностью от 19,5 до 41 м. Мощность вскрыши доходит до 9,5 м. и представлена растительным слоем, мергелями, песчаниками и песчано-глинистыми образованиями. Содержание карбонатов кальция и магния достигает 99,3%, при относительно небольшом количестве некарбонатных составляющих.
§1.3 Физико-химические свойства мела,
Изучением физико-химических свойств природного мела занимались многие исследователи главным образом в инженерно геологическом плане Было установлено, что мел относится к жестким полускальным породам. Его прочность во многом зависит от влажности. Временное сопротивление сжатию в воздушно-сухом состоянии изменяется от 1000 до 4500 кН/м 2 . chaussure adidas Сухой мел имеет модуль упругости от 3000 МПа (для рыхлого мела) до 10000 МПа (для плотного) и ведет себя как упругое тело. Угол внутреннего трения мела равен 24 — 30°, сцепление в условиях всестороннего сжатия достигает 700 — 800 кН/м 2 . При увлажнении прочность мела начинает снижаться уже при влажности 1 — 2%, а при влажности 25 — 30% прочность на сжатие увеличивается в 2 — 3 раза, при этом появляются пластические свойства. Проявление вязко — пластических свойств природного мела с увеличением его влажности приводит к серьезным осложнениям в технологии при его переработке. От этого происходит налипание мела на элементы транспортных средств (ковш экскаватора, кузов самосвала, питатель, ленточный конвейер). Наблюдается залипание валковых зубчатых дробилок. Это приводит в некоторых случаях к отказу добычи мела с нижних обводненных горизонтов, хотя по качеству мел нижних горизонтов относится к качественному мелу. Природный мел практически не обладает морозостойкостью, после нескольких циклов замораживания и размораживания он распадается на отдельные кусочки размером 1-3 мм.. Это явление в некоторых случаях является положительным фактором. Так, например, при использовании мела в качестве мелиоранта для раскисления почвы не обязательно его измельчать до крупности — 0,25 мм (известняковая мука), а можно вносить в почву дробленый мел до — 10 мм. При замораживании и размораживании с ежегодным перепахиванием почвы кусочки мела разрушаются и его действия по нейтрализации почвы сохраняются длительное время. Физико-механические свойства природного мела отдельных месторождений приведены в таблице 1.2. Как уже отмечалось, мел состоит в основном из двух основных частей — карбонатная часть, растворимая в соляной и уксусной кислотах (карбонаты кальция, магния) и некарбонатная часть (глины, мергели, кварцевый песок, окислы металлов и др.) которые не растворяются в указанных кислотах. Карбонатная часть мела на 98 — 99% состоит из карбоната кальция. canada goose pas cher В небольшом количестве присутствуют карбонаты магния, которые образуют рассеянные в основной массе мела кристаллы магнезиального кальцита, доломита и сидерита. Среди ранее предложенных классификаций мело — мергельных пород наиболее приемлемой является классификация по содержанию карбонатов и маркам продуктов из мела (таблица 1.3). Таблица 1.3 Классификация мела по содержанию карбонатов и маркам продуктов из него.
*) Буквами обозначены следующие марки мела: МК — мел комковой; ММ — мел молотый; ИП — мел для известкования почвы; ЖП — мел для подкормки с/х животных и птиц; ПК — для производства комбикормов; С -сепарированный; СГ — сепарированный гидрофобизированный; О — обогащенный. В приведенной классификации чистым мелом назван почти чистый карбонат кальция с незначительными примесями: MgO 3 — 0,3 — 0,7%; Fe,0, — 0,08 — 0,3%; А1 2 О 3 — 0,21 — 0,44%; SiO 2 — 0,2 — 1,3%; SiO 2 (аморфный) — 0,4; растворимые в воде вещества 0,05 — 0,11%. Химическая характеристика мела некоторых месторождений России приведена в табл. 1.4. Первоначально считалось, что мел это горная масса, которая по химическому составу и физическим свойствам одинакова по всему месторождению. Однако при длительной эксплуатации месторождения и особенно при переходе мелового предприятия на выпуск более качественной меловой продукции было установлено, что на различных участках (горизонтах) мел отличается как по химическому составу, так и по физико-механическим свойствам. Air Max Noir В этой связи на некоторых месторождениях мела проводится геолого-технологическое картирование, при котором обозначаются участки качественного мела. Месторождения мела Белгородской области отличаются низким содержанием нерастворимого остатка и высоким содержанием карбонатов. В таблице 1.5 приведены запасы и химический состав наиболее крупных месторождений Белгородской области. Таблица 1.5 Запасы мела и его химический состав по некоторым месторождениям Белгородской области.
| Месторождения | Запасы мела, тыс. т. | Содержание, % | |||||
| Утвержденные ТКЗ и ГКЗ | Состояние на 1.01.97г. | Fe 2 O 3 | СаСОз | MgC0 3 | Н/0 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Лебединское, мела вскрыши | А+В+С1324305 | 293003 | 0,25 | 97,52 | 1,74 | 1,27 | |
| Стойленское, мела вскрыши | А+В+С1 519521 С2- 18941 7 | 455712 | 0,07 | 97,87 | 0,41 | 1,27 | |
| Петропавловское | А+В+С122752 | 17133 | 0,33 | 96,67 | 0,43 | 2,15 | |
| Шебекинское | А+В+С1 26445 | 18716 | 0,01 — 0,043 | 99,67 | 0,42 | 0,4 — 6,0 | |
| Белгородское (сырье цем-завода) | А+В+С1 142074 | 137620 | 0,28 | 87,14 | 0,43 | 1,73 | |
| Валуйское г. Валуйки | А+В+С1 4429 | 3926 | - | 95,5 | 1,25 | 4,32 | |
Кроме приведенных в таблице 1.5 месторождений мела Белгородской области разведаны и утверждены запасы еще на 23 месторождениях, запасы по которым не превышают 3,0 млн. т. nike soldes running каждого. По вещественному составу и физико-механическим свойствам мел этих месторождений близок к месторождениям приведенным в таблице 1.5. Значительный интерес для промышленного освоения представляет мел Лебединского и Стойленского месторождений, где он добывается как вскрышная порода и вывозится в отвалы. Ежегодная попутная добыча составляет более 15 млн. т. мела из которых используется в народном хозяйстве не более 5 млн. т. (Старооскольский цементный завод и ряд других мелких предприятий). Большая же их часть теряется в отвалах безвозвратно. Химический состав мела приуроченного к железорудным месторождениям КМА приведен в таблице 1.6. Из таблицы видно, что мел сопутствующий железорудным месторождениям по содержанию карбонатной части и кремнезема относится к высококачественному мелу из которого без глубокого обогащения можно получать меловую продукцию высокого качества. Таблица 1.6 Химический состав мела сопутствующего железорудным месторождениям КМ А.
| Железорудные месторождения | Категория | Содержание химических элементов, % | ||||
| СаСОз | MgCCh | SiO 2 | Ре 2 Оз | АЬОз | ||
| Лебединское | 1-2 | 95,6-99,2 | 0,5- ,4 | 0,43-5,75 | 0,02-0,64 | 0,03-1,61 |
| Стойленское | 1 | 98,1-99,4 | 0,3- ,6 | 0,36-0,88 | 0,02-0,85 | 0,03-1,82 |
| Коробковское | 1-2 | 95,8-99,3 | 0,3- ,7 | 0,4-5,6 | 0,02-0,8 | 0,05-1,76 |
| Приоскольское | 1-2 | 96,2-99,1 | 0,5- ,8 | 0,35-5,4 | 0,03-0,55 | 0,032-1,54 |
| Чернянское | 1-3 | 93,8-98,1 | 0,3- ,7 | 0,16-0,65 | 0,02-0,8 | 0,03-1,72 |
| Погромецкое | 1-3 | 94,2-99,5 | 0,2- ,4 | 0,38-3,1 | 0,02-0,7 | 0,03-0,81 |
Из таблицы видно, что мел сопутствующий железорудным месторождениям по содержанию карбонатной части и кремнезема относится к высококачественному мелу из которого без глубокого обогащения можно получать меловую продукцию высокого качества. Следует отметить, что при проектировании предприятий по добыче и переработке железных руд (Чернянское, Погромецкое и др.) необходимо уже в проекте предусматривать переработку попутно добываемого мела или его отдельное складирование.
§1.4 Производство и потребление мела в России и за рубежом.
Добыча и переработка мела в России известна давно. Мел, в основном, использовался в строительном деле. Из него производили известь, на базе мелового порошка приготавливались краски, шпаклевка, замазка и пр. В конце XIX века на месторождении мела «Белая Гора» (г. Белгород) были организованы частные меловые заводы, которые производили из кускового мела известь в шахтных печах и меловой порошок. В 1935 году был построен Шебекинский комбинат по выпуску меловой продукции для нужд промышленности. С развитием таких отраслей промышленности как лакокрасочная, резинотехническая, электротехническая, полимерная и др. потребность в меловой продукции резко увеличилась. Одновременно увеличивались и требования к качеству меловой продукции. Действующие меловые предприятия в России на 1990 год уже не могли обеспечить промышленность качественной меловой продукцией. После 1990 года в Белгородской области начался «бум» по созданию малых частных предприятий по производству меловой продукции. Этому способствовали огромное количество меловых залежей, выходящих на дневную поверхность и кажущаяся «простота» технологии переработки мела. Примитивная технология добычи и переработки мела на этих предприятиях не обеспечила получения качественной продукции, что привело к закрытию большинства таких предприятий. Одновременно крупные меловые предприятия, такие как Шебе-кинское, Петропавловское, Белгородское, проведя реконструкцию и модернизацию оборудования, обеспечили выпуск качественной меловой продукции. Наиболее важными требованиями к продуктам из мела (кроме содержания карбонатов) является его крупность — тонина помола, выражаемая остатком на ситах определенных размеров, или процентное содержание частиц заданного размера (например 90% частиц размером 2,0 мкр.)- Различные марки мела и их назначения, выпускаемые в России и странах СНГ, приведены в таблице 1.7. Таблица 1.7 Марки мела выпускаемые в России и странах СНГ и их назначение.
| Обозначение | Марка мела | Потребление мела |
| МК-2 МК-3 | Мел комковый-II- | Для производства извести, в стекольной, керамической и других отраслях промышленности |
| МД-1 МД-2 МД-3 | Мел дробленый-II—II- | То же, кроме производства извести |
| ММ-1 ММ-2 ММ-3 | Мел молотый -II—II- | Тоже |
| ММЖП | Мел молотый животной подкормки | В сельском хозяйстве для подкормки животных |
| ММПК | Мел молотый производства комбикормов | В сельском хозяйстве для производства комбикормов |
| ММОР | Мел молотый очищенный | В резинотехнической, лакокрасочной, химической и других отраслях промышленности |
| ММС-1ММС-2 | Мел молотый сепарированный -II- | В кабельной, лакокрасочной, резинотехнической, полимерной и других отраслях промышленности |
| ММХП-1 | Мел молотый для химической промышленности | Химическая промышленность |
| МТД-1 МТД-2 МТД-3 МТД-4 | Мел тонкодисперсный -II—II—II- | При отсутствии марок ММС-1 и ММС-2 заменяются ими |
| МХО-1 МХО-2 | Мел молотый химически очищенный-II- | В парфюмерной, косметической, резинотехнической, медицинской, пищевой и др. отраслях промышленности |
Технические требования на меловую продукцию в России и странах СНГ приведены в таблице 1.8. Таблица 1.8
| Технические требования на меловую продукцию. | ||||||||||
| Наименование показателей | Мел молотый по ОСТ 24-10-74 | Мел технический дисперсный по ТУ 21 РСФСР — 783 — 79 | Мел природный обогащенный по ГОСТ 12085 -88 | |||||||
| ММ-1 | ММ-2 | ММ-3 | МТД-1 | МТД-2 | МТД-3 | МТД-4 | ММОР | ММС-1 | ММС-2 | |
| Содержание: | ||||||||||
| CaCOi+MgCOj, не менее, % | 98,0 | 95,0 | 90,0 | 98,0 | 96,0 | 90,0 | 85,0 | 98,5 | 98,2 | 98,2 |
| КэСЬ, не более, % | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 1,0 | 0,4 | 0,4 | 0,6 | |||
| Н/О, не более, % | 1.0 | 2,0 | 3,0 | 1,5 | 2,0 | 4,5 | 6,0 | 1,3 | 1,3 | 1,5 |
| Мо, не более, % | 0,01 | 0,02 | 0,01 | 0,015 | 0.02 | |||||
| Си, не более, % | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,00! | 0,001 | |||||
| Fe2Oj, не более, % | 0,1 | 0,2 | 0,25 | 0,25 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,25 | ||
| Свободной щелочи в пересчете | ||||||||||
| на СаО, не более, % | 0,01 | 0,02 | 0,04 | |||||||
| Водорастворимых веществ, не более, % | 0,25 | 0,25 | 0,3 | 0,10 | 0,10 | 0,25 | ||||
| Ионов SO4″ и СУ в водной | ||||||||||
| вытяжке, не более, % | 0,05 | 0,04 | 0,04 | |||||||
| Железа извлекаемого | ||||||||||
| магнитом, не более, % | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,020 | 0,020 | 0,020 | ||||
| Песка, не более, % | 0,015 | 0,020 | 0,030 | |||||||
| Влажность, не более, % | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 0,15 | 0,15 | 0,2 | 0,2 | 0,15 | 0,2 | 0,2 |
| 90,0 | 85,0 | 90,0 | 90,0 | 85,0 | ||||||
| Остаток на сите: | ||||||||||
| 0,2 не более, % | 1,0 | 3,0 | 6,0 | |||||||
| 0,14 не более. % | 0,4 | 0,8 | 1,5 | 2,0 | 0,4 | |||||
| 0,045 не более, % | 0,5 | 1,0 | ||||||||
Таблица 1.9
| Зарубежные стандарты на тонкодисперсный мел. | ||||
| Показатели | №п/п | США | Польша | Болгария БДС — 694 — 78 |
| К79.170 | -84070-73 | |||
| 1C ПС | III С | А Б | Д | А | |||
| Массовая доля СаСОз+МСОз, % | 1 | 95,0 | 92,5 — 98,0 | 92,0 |
| Нерастворимый остаток, не более, % | 2 | 2,5 | 1,0-6,5 | 3,0 |
| Массовая доля окиси железа, не более, % | 3 | 0,1-0,3 | 1,0 | |
| Массовая доля меди, не более, % | 4 | 0,005-0,01 | ||
| Массовая доля марганца, не более, % | 5 | 0,01-0,04 | 0,03 | |
| Массовая доля SCh, не более, % | 6 | 0,5 | ||
| Массовая доля влаги, не более, % | 7 | 0,2 | 0,5 — 0,8 | 0,5 |
| Коэффициент отражения, не менее, % | 8 | 55-70 | ||
| Остаток на сетке №: | ||||
| 01 50 не более, % | 9 | 0,0 la) | 1,0 | |
| 0063 не более, % | 10 | 0,2 0,5 4,0°) | ||
| 0045 не более, % | 11 | 0,05 0,5 25 | ||
Для сравнения в таблице 1.9 приведены зарубежные стандарты на тонкодисперсный мел. Из сопоставления таблиц 1.8 — 1.9 видно, что за рубежом к меловой продукции предъявляются более жесткие требования по таким параметрам как дисперсность и белизна. В таблице 1.10 приведено производство различных марок мела в России и странах СНГ за 1990 год. Этот год является последним, когда производился централизованный учет выпускаемой продукции в СССР. Анализируя состояние дел по выпуску продукции на Белгородских меловых предприятиях можно отметить, что произошло незначительное увеличение выпуска меловой продукции в целом по России. Таблица 1.10 Производство различных видов меловой продукции по России и странам СНГ.
| Марки мела | Выпуск мела, тыс. т. | Удельный вес, % |
| 1 | 2 | 3 |
| ММОР | 8,8 | 0,4 |
| ММС-1 | 2,6 | 0,1 |
| ММС-2 | 0,4 | … |
| ММХП | 6,5 | 0,3 |
| ММ — гидрофобный | 38,1 | 1,6 |
| Мел тонкодисперсный | 17,1 | 0,7 |
| МТЛ-1 | 15,5 | 0,7 |
| МТД-2 | 201,4 | 8,5 |
| МТД-3 | 42,0 | 1,8 |
| МТД-4 | 45,3 | 1,9 |
| МХО-1 | 24,2 | 1,0 |
| МХО-2 | 32,2 | 1,4 |
| ММ-1 | 145,0 | 6,1 |
| ММ-2 | 178,5 | 7,5 |
| ММ-3 | 129,4 | 5,4 |
| Молотый Б/м | 15,7 | 0,7 |
| ММХП | 368,2 | 15,5 |
| ММПК | 178,8 | 7,5 |
| МД-2 | 165,4 | 7,0 |
| МД-3 | 365,0 | 15,3 |
| МК-1 | 262,0 | 11,1 |
| МК-2 | 74,6 | 3,1 |
| МК-3 | 0,6 | - |
| Объем производства: | ||
| Российская Федерация | 1455,9 | - |
| Украина | 715,0 | _ |
| Казахстан | 83,0 | _ |
| Беларусь | 123,5 | _ |
| Всего: | 2377,0 | 100,0 |
Создание новых производств по выпуску лакокрасочной продукции, полимерной, резинотехнической и других отраслей промышленности потребляющих меловую продукцию, привели к резкому разрыву между производством и потреблением мела. Особенно это сказалось при переходе бумажной промышленности с каолина на меловой порошок. chaussure nike max Требования бумажной промышленности к меловому порошку это тонина помола и белизна. Производство качественных марок мела сосредоточено в России и в первую очередь на меловых заводах Белгородской области. Помимо Шебекинского мелового завода, который выпускает сепарированный мел высокого качества, построены новые предприятия. В 1995 году на Лебединском ГОКе построен меловой завод ЗАО «Руслайм» по проекту испанской фирмы «Реверте» с проектной производительностью 120 тыс. т. в год. Завод выпускает до 10 различных марок мела, которые по качественному составу не уступают международным стандартам. Завод оснащен самым современным технологическим оборудованием, все технологические операции полностью механизированы и автоматизированы. На Стойленском ГОКе, по проекту фирмы «Мабетекс», построен меловой завод с производительностью, высококачественной меловой продукции, первой очереди 300 тыс. т. в год с последующим увеличением (вторая очередь) до 1000 тыс. т. Первая очередь завода находится в стадии освоения. Наличие на территории Белгородской области огромных запасов высококачественного мела и все увеличивающаяся потребность в меловой продукции дает предпосылку к наращиванию производственных мощностей на действующих заводах. Динамика производства высококачественного мела на территории Белгородской области приведена в таблице 1.11. Ежегодное потребление природного карбоната кальция в кусковом, дробленом и измельченном виде в развитых странах превышает 150 млн. т. в год. В США и Канаде ежегодно производится свыше 7-7,5 млн. т. и более 15 млн. т. в Европе. Для сравнения можно отметить, что объемы Российского производства, даже с учетом ввода в эксплуатацию Стойленского мелового завода, не превышают 1,0 млн. т.. Производством молотого карбоната кальция (МКК) — продукт от 45 до 0,5 микрон — в Северной Америке занимаются 24 компании. С целью удовлетворения спроса на МКК в настоящее время они осуществляют наращивание мощностей в 1,5 раза по сравнением с 1994 годом. Таблица 1.11 Производство высококачественного мела на заводах Белгородской области.
| Годы, тыс. т. | ||||||||||
| 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2005 | ||||||
| АО «Шебекинский меловой завод» | 129,4 | 132,0 | 150,0 | 250,0 | 350,0 | |||||
| ЗАО «Руслайм» (Лебединский ГОК) | 70,9 | 70,9 | 100,0 | 110,0 | 200,0 | |||||
| АО «Стойленский меловой завод» | - | - | - | 300,0 | 1000,0 | |||||
| АО «Мелстром» | 62,0 | 65,0 | 75,0 | 80,0 | 90,0 | |||||
| АО «Белгородский комбинат | ||||||||||
| строительных материалов» | 50,0 | 58,0 | 60,0 | 60,0 | 60,0 | |||||
| Всего: | 312,3 | 325,9 | 341,0 | 750,0 | 1680,0 | |||||
Европейская промышленность МКК включает в себя до 50 компаний. Однако на рын ке карбонатных наполнителей господствуют две меловые империи: компания «Pluess — Staufer AG» с известной торговой маркой «OMYA» (ОМИЯ) со штаб квартирой в Швейцарии и «ЕСЕ PLG» в Великобритании. Фирмы этих компаний расположены по всей Европе: Германия, Австрия, Швеция и других странах. После «OMYA» и «ЕСЕ» крупными самостоятельными компаниями, которые работают на ведущих рынках карбонатных наполнителей во всем мире являются: «Provncale S. А.» — Франция — 400 тыс. т./год, «S. A. Reverte Productoc Minerales» — Испания — 350 тыс. т./год, «Euroc and Ernstrom Mineral A В» — Швейцария — 180 тыс. т./год, «Mineralia Sacilese» — Италия — 300 тыс. т./год. Следует отметить, что перечисленные страны не обладают запасами качественного мела. Так на месторождениях мела во Франции, Австрии, Германии, Англии и др. содержание СаСО 3 составляет всего 50 -70%. Для получения высококачественных марок мела были разработаны самые современные технологические схемы глубокого обогащения с использованием самых последних достижений науки и техники. Как правило, для переработки мела применяются мокрые процессы обогащения с применением гравитационного и классифицирующего оборудования. В отдельных случаях применяется флотационное обогащение. Технологические процессы на меловых заводах полностью механизированы и автоматизированы. Управление технологическим процессом осуществляется промышленными компьютерами. Характерным для зарубежных фабрик является большое количество марок мела (до 10-15) предусмотренных к выпуску. Причем технологические схемы очень гибкие. В зависимости от спроса той или иной марки перестройка процесса занимает малое время, исчисляемое часами. В зависимости от сорта мела, цены на мировом рынке, колеблются от 15 $ США за тонну на рядовой мел (45 микрон) до 300 $ США и более за тонну на высокодисперсный (1 микрон и менее).
Глава 2 Методы оценки мела и меловой продукции.
§2.1 Определение распускаемости мела.
Важным моментом при оценке физико-механических свойств мела нового месторождения или участка вовлеченного в действующую технологическую переработку необходимо иметь сведения о поведении мела при его измельчении. Известно, что даже на одном и том же месторождении мела имеются участки (пласты) с разными физико-механическими свойствами. Визуально оценить различие этих участков практически невозможно. В то же время выделить (участки с плотными разностями мело-мергельных пород или мела с повышенным содержанием в нем посторонних включений (кремень, кварцевый песок и т. д.)) представляет большой практический интерес. Определить поведение, мела при его сухом измельчении в технологическом процессе, можно путем определения его распускаемости в мокрой среде с механическим воздействием. Изучение распускаемости мела производится в механической мешалке, приведенной на рис. 2.1. Мешалка состоит из съемного металлического стакана (1) диаметром 060 мм. и высотой 120 мм. Для предотвращения вращения пульпы по окружности стакана, в нем установлены успокоительные ребра (2). Внутри стакана проходит вал мешалки (3) с импеллером (4). Выпуск пульпы осуществляется через отверстие, закрываемое резиновой пробкой (5). Вращение вала осуществляется электродвигателем (9), мощностью 250 вт., 1480 об./мин., через подшипник (6) и систему шкивов (7) и (8). Стакан мешалки крепится к станине (11) винтом (10). В действующем забое или от кернового материала (при разведке) отбирается представительная проба мела, весом 1,5 — 2,0 кг. Мел высушивается до влажности 1 — 0,5%, дробится в лабораторной щековой дробилке до крупности — 5 мм., а затем на валковой лабораторной дробилке до- 1,0мм. Дробленый мел тщательно перемешивают и от него отбираются пробы весом по 50 (80) г. в количестве 5-6 проб. Одна из проб подвергается мокрому рассеву с выделением класса — 44 мкм. и определением выхода этого класса. Последующая проба помещается в стакан куда добавляется вода из расчета получения плотности пульпы 30% твердого. Включается ме который через штуцер (8) подается вода. Поднимаясь вверх по кожуху вода сливается через штуцер (9) и тем самым охлаждает корпус мельницы. Вращение вала мельницы осуществляется через электродвигатель (Ю). Теория бисерных мельниц пока еще не разработана и ее основные конструктивные размеры и технологические параметры принимаются на основе опытных данных. Опытным путем установлено, что соотношение между диаметром и высотой цилиндра составляет примерно 1/4. Производительность бисерных мельниц определяется многими факторами (крупность измельчения, физико-механические свойства измельчаемого материала и др.). Так производительность мельницы по товарной эмали с дисперсностью 10-15 мкм составляет 6-8 кг/час ла 1 литр рабочего объема цилиндра при расходе электроэнергии 40 — 50 кВт ч/т измельченного продукта. Бисерные мельницы изготавливаются с емкостью цилиндра от 1,5 л (лабораторные, периодического действия) до 500 л — промышленного типа. Техническая характеристика бисерных мельниц, выпускаемых Дмитроградским машиностроительным заводом (Ульяновская обл.) приведена в таблице 6.3. Таблица 6.3 Техническая характеристика бисерных мельниц.
| Параметр | ел. измер. | Б1-0.005 | Б1-0.050 | Б1-0.125 | Б1-0.250 |
| Производительность по суспензии: Пигментов КСТ | кг/ч | 20 3,5 | 230 34 | 50075 | 1600-2000 |
| Диаметр частиц: Измельчаемого, не болееИзмельченного, не более | мм мкм | 0,2 0,5-5 | 0,2 0,5-5 | 0,2 0,5-5 | 0 — 0,15 — 60% 0,15-0,2-40% 1-1,5-98%1,5-2-2% |
| Площадь поверхности теплообмена | кв.м | 0,15 | 0,8 | 1,5 | 2,3 |
| Диаметр мелющих тел | мм | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7. |
| Масса мелющих тел | кг | 5 | 50 | 125 | 200 |
| Установленная мощность общая | .кВт | 4,55 | 15,6 | 30,6 | 61,2 |
| Скорость вращения роторов | об/мин | 1770 | 1160 | 930 | 620 |
| Масса | кг | 366 | 900 | 1510 | 3340 |
| мм | 900 890 820 | 1290 1000 1365 | 1280 1090 1840 | 3345 2160 2940 |
Глава 7 Оборудование для сухой и мокрой классификации мела.
§7.1 Воздушно-проходной сепаратор.
Воздушно-проходные сепараторы применяются при сухом измельчении и классификации в замкнутом цикле с измельчительным агрегатом, предназначены для выделения из воздушного потока выносимых крупных частиц с возвратом их на доизмельчение. Принцип работы сепаратора основан на использовании центробежных сил и собственного веса более крупных фракций измельчаемого материала, которые выделяются из общего пылевоздушного потока и возвращаются на доизмельчение. На рис. 7.1 приведен воздушно-проходной сепаратор. Он состоит из корпуса (1), внутреннего конуса (2), направляющих лопаток (4), механизма управления поворотными лопатками (5), штуцеров (8,7,6) и броневого наконечника (9) для защиты штуцера от износа. 
Рис. 7.1 Воздушно-проходной сепаратор. 1 — корпус сепаратора; 2 — внутренний конус; 3 — сборник; 4 — направляющие створки; 5 — механизм управления створками; 6 — штуцер для вывода мелких фракций; 7 — штуцер питания; 8 — штуцер для отвода крупных фракций; 9 — броневой наконечник; 10 — штуцер для отвода средней фракции. Пылевоздушная смесь поступает из мельницы в сепаратор через штуцер (7). В корпусе сепаратора (1) скорость резко снижается, в этой связи крупные частицы выпадают в сборник (3). ПылевоздушныЙ’^. 1 ток проходит через створки (4) и попадает в конус (2). Проходя сшй* ки, лопатки которого устанавливаются под определенным углом, пыЁ? левоздушная смесь получает вращательное движение по аналогии с циклоном. Под действием центробежных сил из потока выпадают более крупные частицы, которые выводятся через штуцер (10). Самые тонкие частицы с потоком воздуха выходят через штуцер (6) для дальнейшего отделения их в циклонах или рукавных фильтрах. Воздушно-проходным сепаратором можно разделить измельчённый материал на три фракции: крупную — выходящую через штуцер (8); среднюю — выходящую через штуцер (10); мелкую — выходящую через штуцер (6). При необходимости крупную и среднюю фракции можно объединить и направлять на измельчение или выделять как готовый продукт . Граница раздела фракций разделяется углом поворотных лопаток, т. е. величиной скорости воздушного потока. тдельными размерами отдельных частей сепаратора, которая показана на рис. 7.2. 
Воздушно-проходные сепараторы простые в изготовлении и эксплуатации нашли широкое применение в технологической переработке ильменитового концентрата на лакокрасочных заводах, талька, гипса и др. материалов. При измельчении мела в замкнутом цикле с воздушной классификацией, воздушно-проходной сепаратор устанавливается в схеме сразу после измельчаемого агрегата. При этом в сепараторе выделяется крупная фракция, представленная недоизмельченными меловыми частицами и плотными включениями входящими в состав мела (кварц, кремень, мергель). За счет присутствия в крупной фракции повышенного содержания посторонних включений, качество этого продукта невысокое и его не целесообразно возвращать в измельчительный агрегат. Этот продукт может измельчаться отдельно и реализоваться как продукция пониженного качества, или без доизмельчения как подкормка для птицефабрик. Сепараторы воздушно-проходного типа не поддаются строгому расчету. На основании многолетней практики их эксплуатации и многочисленные исследования привели к установлению зависимости меж-Рис. 7.2 Относительные размеры воздушно-проходного сепаратора. Основным конструктивным размером сепаратора, определяющим все остальные, является его диаметр. Последний зависит от производительности сепаратора и размеров частиц готового продукта. Выбор диаметра сепаратора производится в зависимости от напряженности его объема по газоносителю: К 0 = V/V c (7.1) Где V — объем газа, проходящего через сепаратор; V — объем сепаратора. в’зависимости от границы раздела фракции рекомендуются следующие значения напряженности объема сепаратора: Л50,%…………4-6…………6-15…………15-28…………28-40 Ко,мЧм\….. .-2000…………-2500………… -3500………… -4500. Объем сепаратора определяется по формуле: У с = V/K 0 (7.2) Зная объем сепаратора, по графику (рис. 7.3) находим его диаметр, а по диаметру, пользуясь рисунком 7.2, все остальные размеры. В таблице 7.1 приведены размеры сепараторов, рекомендованные нормами расчета и проектирования пылеприготовительных установок. 
Рис. 7.3 График зависимости диаметра воздушно-проходного сепаратора от его объема. Таблица 7.1 Рекомендуемые размеры воздушно-проходных сепараторов.
| № сепаратора | Диаметр, мм | Объем сепаратора | |||
| Сепаратора | Патрубков | ||||
| 1 | 1900 | 350 | 400 | - | 2,4 |
| 2 | 2250 | 500 | 600 | - | 4,2 |
| 3 | 2500 | 600 | 750 | - | 5,5 |
| 4 | 2850 | 700 | 850 | 1000 | 8,4 |
| 5 | 3000 | 800 | 950 | 1150 | 10,0 |
| 6 | 3420 | 800 | 950 | 1150 | 14,3 |
| 7 | 4000 | 950 | 1100 | 1140 | 22,0 |
В теплоэнергетической промышленности, где сепараторы применяются в цикле помола углей перед их сжиганием, разработана целая серия таких видоизмененных сепараторов.
§7.2 Центробежные классификаторы.
Для выделения тонких фракций (до 5 мкм и ниже) из измельченного мела широкое применение в схеме сухого измельчения, как за рубежом, так и в России нашли центробежные классификаторы различных конструкций. Основной механизм разделения, практически во всех центробежных классификаторах, заложен во взаимодействие центробеж сил и давление воздушного потока на твердые частицы разделяеого материала. Наиболее широкое применение на меловых предприятиях нашли тробежные классификаторы института «НИИсиликатобетон» (фир-«Силбет») которые выпускаются под маркой ЖГ. Классификаторы ЖГ относятся к агрегатам с вращающейся зоной сепарации. Эта зона образуется плоскими вращающимися стенками сепараторной камеры. Поток в зоне сепарации имеет форму, близкую к логарифмической спирали. В этом потоке устанавливается равновесие для частиц определенной величины: крупные частицы отбрасываются на периферию, где они отделяются «ножом» и удаляются в отделение грубого продукта, тонкие фракции вместе с воздухом отсасываются через центральный сток и поступают в пылеосадительный аппарат (циклон), где тонкие частицы, являющиеся готовым продуктом, оседают. Очищенный от пыли воздух может подаваться обратно в классификатор или после дополнительной очистки в рукавном фильтре (электрофильтре) выбрасываться в атмосферу. На рис. 7.4 приведена схема классификатора типа «ЖГ». 
Рис. 7.4 Классификатор «ЖГ». 1 — рама электропривода; 2 — электропривод; 3 — клиноременная передача; 4 — рукоятка для поворота лопастей ротора; 5 — входной патрубок; б — корпус классификатора; 7 — рама классификатора; 8 — патрубок выхода готовой фракции; 9 — шнек; 10 — привод шнека. adidas stan smith pas cher Классификатор состоит из корпуса (6) внутри которого уакщжена вращающаяся крыльчатка с регулируемыми лопастями при пш щи рукоятки (4). Вращение осуществляется от электродвигателя (2) iрез клиноременную передачу (3). Измельченный мел подается в классе фикатор через патрубок (5). Пылевоздушная смесь тонкодисперсноя материала удаляется из классификатора через систему патрубков (8); пьшеосадительный циклон. Грубая осевшая фракция шнеком (9) bmbqs дится из классификатора и возвращается на доизмельчение или выдается как готовый продукт. ; ™ Опыт эксплуатации этих классификаторов показывает, что тонкая I фракция имеет остаток на сите с размером ячеек 44 мкм — 0,8 — 1,2% и;1 относится к марке мела ММС — 1, а вторая фракция по качеству и тонине помола может относится к марке ММ — 1. Техническая характеристика классификаторов марки «ЖГ» приведена в таблице 7.2. Таблица 7.2 Техническая характеристика классификаторов марки «ЖГ».
| Параметры | Единицы измерения | Тип (марка) классификатора | |||
| ЖГ-60 | ЖГ-72 | ЖГ-27 | ЖГ-67 | ||
| Производительность по исходному материалу, до | т/час | 0,7 | 3,0 | 6,0 | 10,0 |
| Граница разделения | мкм | 3-40 | 3-40 | 10-60 | 10-60 |
| Установленная мощность | КВт | 16,0 | 23,0 | 76,0 | 113,0 |
| Диаметр сепарационной камеры | мм | 310 | 490 | 930 | 900 |
| Производительность по воздуху | м 3 /час | 1000 | 4000 | 10000 | 20000 |
| Габаритные размеры: длина ширина высота | мм мммм | 2000 1050 1300 | 1700 1180 1095 | 2685 1835 1525 | 1570 ГО50 1300 |
| Масса | т | 0,8 | 0,76 | 1,5 | 3,16 ‘ |
Фирмой «Силбет» выпускаются комплекты помольно-классифика-ционных установок для измельчения и классификации мела. На рис. 7.5 приведена помольно-классификационная установка ЖГ -70. Установка состоит из дезинтегратора в котором происходит измельчение мела, классификатора (1), циклона (2), вентилятора (3) и системы воздуховодов (6). Измельченный в дезинтеграторе мел подается в классификатор откуда тонкая фракция отсасывается воздухом через циклон. Тонкодис-я фракция, являющаяся готовым продуктом, оседает в циклоне, первично очищенный воздух возвращается в классификатор. 4 п.мальчемый мел 
Рис. 7.5 Схема работы классификатора «ЖГ» в замкнутом цикле с циклоном. 1 — классификатор «ЖГ»; 2 — циклон; 3 — вентилятор; 4 — бункер; 5 — винтовой конвейер; 6 — воздуховоды. В таблице 7.3 приведены показатели работы классификаторов «ЖГ» на меловых предприятиях. Таблица 7.3 Показатели работы классификатора «ЖГ» на фабриках по производству сепарированного мела.
| Классы крупности, мм | Петропавловский меловой завод | Шебекинский меловой завод | ||
| До классификации | После классификации | До классификации | После классификации | |
| + 0,1 | 0,96 | 0,06 | 1,7 | 0,5 |
| — 0,1 + 0,071 | 0,80 | 0,08 | 1,2 | 0,7 |
| — 0,071 + 0,056 | 0,56 | 0,06 | 0,6 | 0,6 |
| — 0,056 + 0,044 | 1,08 | 0,28 | 1,9 | 1,1 |
| -0,044 | 96,6 | 99,52 | 94,6 | 97,1 |
| Всего: | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
Из приведенных результатов следует, что классификаторы работают при относительно невысокой эффективности. 
На рис. 7.7 приведена принципиальная схема работы центробежного сепаратора в замкнутом цикле с циклонами. Следует отметить, что полный замкнутый цикл сепаратор — циклон — вентилятор на практике не осуществим. adidas superstar Часть пылевоздушной смеси выводится из цикла и очи- Центробежные сепараторы с замкнутой циркуляцией ъозц потока и с высокими циклонами, обладающие высокой эффективно разделения тонкодисперсного материала, нашли широкое примене в различных отраслях, в т. ч. в цементном и меловом производствах }
Loading...