# data[].attributes.body
Виробництво негашеного комового вапна складається з наступних основних операцій: видобування та підготовки вапняку, підготовки палива і випалу вапняку.Вапняки видобувають зазвичай відкритим способом в кар'єрах. Щільні вапняно-магнезіальні породи підривають. Для цього спочатку за допомогою верстати ударно-обертального (при твердих породах) або обертального буріння (при породах середньої міцності) бурять свердловини діаметром 105-150 мм глибиною 5-8 м і більше на відстані 3,5-4,5 м одна від іншої. У них закладають належну кількість вибухової речовини (игданита, амоніту) залежно від міцності породи, потужності пласта і необхідних габаритів каменю.Спостерігається іноді неоднорідність залягання вапняків у родовищах (по хімічному складу, міцності, щільності і т.п.) обумовлює необхідність вибіркової розробки корисної породи. Вибіркова видобуток вапняку підвищує вартість продукту, тому при визначенні технічної та економічної доцільності розробки тих чи інших родовищ необхідні ретельні геологорозвідувальні дослідження.Отриману масу вапняку у вигляді великих і дрібних шматків занурюють у транспортні засоби зазвичай одноковшовим екскаватором. В залежно від відстані між кар'єром і заводом вапняк доставляють на завод стрічковими конвеєрами, автосамоскидами, залізничним і водним транспортом

# data[].attributes.body
Високоякісне вапно можна отримати тільки при випалюванні карбонатної породи у вигляді шматків, мало розрізняються за розмірами. При випалюванні матеріалу в шматках різного розміру виходить нерівномірно обпалене вапно (дрібниця виявляється частково або повністю перепаленої, серцевина великих шматків - необпаленої). Крім того, при завантаженні шахтних печей шматками різного розміру значно збільшується ступінь заповнення печі, а отже, зменшується газопроникність матеріалу, що ускладнює випал, Тому перед випаленням вапняк відповідним чином готують: сортують за розміром шматків і» якщо необхідно, великі негабаритні шматки дроблять.  У шахтних печах найбільш доцільно обпалювати вапняк роздільно по фракціях 40-80, 80-120 мм в поперечнику, а в обертових печах - 5-20 та 120 - 40 мм.Так як розміри брил видобутої гірської породи нерідко досягають 500-800 мм і більше, то виникає необхідність подрібнення їх і сортування всієї отриманої після подрібнення маси на потрібні фракції. Це здійснюється на дробильно-сортувальних установках, що працюють по відкритому або замкнутому циклу з використанням щокових, конусних і іншого типу дробарок. Дробити і сортувати вапняк доцільно безпосередньо на кар'єрі і доставляти на завод лише робочі фракції.Випал - основна технологічна операція у виробництві повітряної вапна. При цьому протікає ряд складних фізико-хімічних процесів, що визначають якість продукту. Мета випалу - можливо більш повне розкладання (дисоціація) СаС03 і MgC03-CaC03 на CaO, MgO і С02 і отримання високоякісного продукту з оптимальною мікроструктурою частинок і їх досі.Якщо в сировині є глинисті і піщані домішки, то під час випалу між ними і карбонатами відбуваються реакції з утворенням силікатів, алюмінатів і феритів кальцію і магнію.Реакція розкладання (декарбонізація) основного компонента вапняку - вуглекислого кальцію йде за схемою: CaC03^Ca04-C02. Теоретично на декарбонизацию 1 моля СаС03 (100 г) витрачається 179 кДж або 1790 кДж на 1 кг СаС03. В перерахунку на 1 кг одержуваного при цьому СаО витрати дорівнюють 3190 кДж

# data[].attributes.body
.Процес дисоціації вуглекислого кальцію - оборотна реакція. Її напрямок залежить від температури і парціального тиску вуглекислого газу С02 в середовищі з диссоциирующимся карбонатом кальцію.Так як СаО і СаС03 є твердими речовинами та їх концентрації в одиниці об'єму постійні, константа дисоціації /(ДИс = Ссо2. Для газу його концентрацію можна виражати через парціальний тиск, тоді /<дис = -Рсо2. Отже, динамічна рівновага в розглянутій системі встановлюється при певному і постійний для кожної даної температури тиск Рсо2 і не залежить ні від кількості карбонату кальцію, ні від кількості оксиду кальцію, що знаходяться в системі. Це рівноважний тиск Рсо2 називається тиском дисоціації або пружність дисоціації.Дисоціація вуглекислого кальцію можлива лише при умови, якщо тиск дисоціації буде більше парціального тиску С02 в навколишньому середовищі. При звичайній температурі розкладання СаС03 неможливо, оскільки тиск дисоціації мізерно. Встановлено, що лише при 600 °С середовищі, позбавленої вуглекислого газу (у вакуумі), починається дисоціація вуглекислого кальцію, причому вона протікає дуже повільно. При подальшому підвищення температури дисоціація СаСОз прискорюється ( 7).При 880 °С тиск (пружність) дисоціації досягає 0,1 МПа. При цій температурі (її іноді називають температурою розкладання) тиск двооксиду вуглецю при дисоціації перевершує - зовнішнє атмосферне тиск, тому розкладання карбонату кальцію у відкритій посудині протікає інтенсивно. Це явище умовно можна порівняти з інтенсивним виділенням пари з киплячої рідини.При температурі більше 900 °З підвищення її на кожні 100°С прискорює декарбонизацию вапняку приблизно в 30 разів. Практично в печах декарбонізація починається при температурі на поверхні шматків близько 850 °С при утриманні С02 у відхідних газах близько 40-45 %• Швидкість декарбонізації вапняку при випалюванні залежить також від розмірів обжигаемых шматків і їх фізичних властивостей.Розкладання СаС03 відбувається не відразу по всій масі шматка, а починається з поверхні і поступово проникає до внутрішніх його частинами. Швидкість пересування зони дисоціації всередину шматка збільшується з підвищенням температури випалу ( 8). Зокрема, при 800 °С швидкість переміщення зони дисоціації становить приблизно 12 мм, а при 1100°С - 14 мм до 1 год, тобто йде в 7 разів швидше, ніж при 800 °С.

# data[].attributes.body
Якість будівельної повітряної вапна залежить не тільки від вмісту в ній вільних оксидів кальцію і магнію, але і від мікроструктури продукту, яка визначається величиною і формою кристалів СаО і MgO, a також величиною пір і розподілом їх в масі речовини.При істинної густини кальциту, основного компонента вапняку, 2,72 г/см3 1 г речовини займає абсолютний обсяг 1 :2,27 = 0,36 сбг\ З 1 г кальциту при випалюванні утворюється 0,56 г оксиду кальцію, який при щільності 3,4 г/см3 займає обсяг 0,56:3,4 = 0,16 см3, тобто в 2,25 рази менше, ніж вихідний кальцит. Якщо припустити, що оксид кальцію рівномірно розподілиться в обсязі вихідного кальциту і займе половину цього обсягу, то інша половина буде представлена порами різного розміру, які пронизують масу вапна.У дійсності середня щільність вапняків різних родовищ в залежності від їх хімічного і петрографічного складу, щільності, мікроструктури, а також умов випалу змінюється по-різному. Зазвичай при низьких температурах випалу (850 - 900°С) шматки вапна з вапняків різних родовищ лише трохи зменшуються в об'ємі, хоча спостерігається іноді деяке його збільшення. При підвищенні температури випалу до 1000 і особливо до 1200-1300 °С об'єм зазвичай значно зменшується. Винятки спостерігаються рідко.Природно, що зменшення обсягу супроводжується зменшенням загальної пористості шматків і збільшенням їх середньої щільності. Якщо середня щільність вапна, отриманої випаленням при 850-900 °С, досягає 1,4 - 1,6 г/см3, то для вапна, обпаленої при 1100-1200°С, вона підвищується до 1,5-2,5 г/см3 і більше (в шматку). Характерно при цьому, що щільність чистого оксиду кальцію, за даними Б. Н. Виноградова, практично не залежить від температури випалювання в межах 650-1500 °С і дорівнює 3,43 г/см3. При випалюванні йде швидка перебудова тригональної кристалічної решітки кальциту в кубічний оксид кальцію.Декарбонізація вапняків при низьких температурах (800-850 °С) призводить до утворення оксиду кальцію у вигляді маси губчастої структури, складеної з розміром кристалітів близько 0,2-0,3 мкм і пронизаної найтоншими капілярами діаметром близько 8-10~3 мкм.

# data[].attributes.body
Питома поверхня такий вапна, по дослідженнями Р. Гауля і Ф. Рааля, що досягає близько 50 м2Д, повинна б зумовлювати високу реакційну здатність продукту при взаємодії з водою. Однак цього не спостерігається, мабуть, тому, що проникнення води через вузькі пори в масу оксиду кальцію утруднено. Вплив форми кристалітів оксиду кальцію на технічні властивості вапна досі не вивчено.Підвищення температури випалу до 900° і особливо до 1000°С зумовлює зростання кристалів оксиду кальцію до 0,5-2 мкм і значне зменшення питомої поверхні - до 4-5 м2/г, що повинно б негативно відбиватися на реакційної здатності продукту. Але одночасне виникнення великих пір в масі матеріалу створює передумови до швидкого проникнення в неї води і енергійному їх взаємодії. Найбільш енергійним взаємодією характеризується вапно, отримана випаленням вапняку при температурах близько 900 °С. Випал при більш високих температурах призводить до подальшому зростанню кристалів оксиду кальцію (до 3, 5-10 мкм), зменшення питомої поверхні, усадки матеріалу і зниження швидкості взаємодії його з водою.Нарешті, випал при 1400°С і вище викликає збільшення середньої щільності, різке зменшення пористості і утворення кристалів оксиду кальцію та їх конгломератів значних розмірів-10-20 мкм і більше ( 9), що зумовлює уповільнений їх взаємодія з водою, характерне для перепаленої вапна.Деякі домішки у вапняках, особливо залізисті, сприяють швидкому росту кристалів оксиду кальцію та освіти «перепалу» і при температурах близько 1300 °С. Це викликає необхідність обпалювати сировину з такими домішками при більш низьких температурах.Перепал у вапна шкідливо позначається на якості виготовлених на ній розчинів і виробів. Запізніле гасіння такий вапна, протікає зазвичай у вже схватившемся розчині або бетоні, викликає механічні напруги і в ряді випадків руйнування матеріалу. Тому найкращою буде вапно, обпалена при мінімальній температурі, забезпечує повне розкладання вуглекислого кальцію і економію палива.

# data[].attributes.body
Вибір температури випалу вапняку залежить і від наявності в ньому домішок вуглекислого магнію. На відміну від вуглекислого кальцію MgC03 при нагріванні розкладається при більш низькій температурі: початок близько 400 °С і повна дисоціація при 600-650 °С. Реакційна здатність утворюється при цьому MgO, як і СаО, з підвищенням температури випалу значно зменшується. Вже при 1200-1300°С виходить намертво обпалена оксид магнію - періклаз, який практично в'яжучими властивостями не володіє і тільки при дуже тонкому подрібненні починає повільно взаємодіяти з водою. Досить активний оксид магнію виходить при випаленні доломітів і доломитизированных вапняків при 850-950 °С.Так як вапняк обпалюють при більш високій температурі, ніж це необхідно для розкладання вуглекислого магнію, вапно зі значним вмістом у ній оксиду магнію гаситься повільно. Тому обпалювати карбонатні породи з підвищеним вмістом вуглекислого магнію слід при температурах не вище 900 - 1000°С. В іншому випадку не будуть використані в'яжучі властивості оксиду магнію, отримана ж вапно може характеризуватися нерівномірним зміною обсягу.Під час випалу вапняків з глинистими і піщаними домішками протікають реакції в твердому стані між СаСОз, MgC03, CaO і MgO і кислими оксидами Si02j A1203 і Fe203, що містяться в цих домішках. При високих температурах (800-1200 °С і більше) значно збільшується рухливість аніонів і катіонів, утворюють решітку кристалів цих речовин. В результаті відбувається інтенсивний обмін елементами кристалічної решітки і освіта силікатів, алюмінатів і феритів кальцію. Тому до складу продуктів випалу вапняку, крім переважної кількості вільного оксиду кальцію, зазвичай входять двухкаль-циевый силікат (3-2CaO-Si02, однокальціевий алюмінат СаО-А1203 і двухкальціевий ферит 2СаО« •Fe203.Швидкість реакції між СаО і кислими оксидами зростає з підвищенням температури. Чим більше у вапняку глинистих і піщаних домішок, тим більше оксиду кальцію зв'язується в зазначені сполуки, тим повільніше гасять вапно і тим сильніше виражені її гідравлічні властивості. По ГОСТ 9179-77 в добре обпаленої вапна вміст вільних оксидів кальцію і магнію має бути не менше 90%. На сучасних заводах при чистих видах сировини одержують вапно активністю до 95 % і більше.Для практичних цілей важливі такі показники, як вихід вапна з одиниці маси обжигаемого матеріалу, його витрата на одиницю отримуваного вапна, а також теоретично можлива і практично одержувана активність при випалюванні вапна того чи іншого виду сировини. Всі ці показники з достатньою для практики точністю визначаються за формулами А. В. Волженскій, враховують хімічний склад обжигаемого матеріалу.При ступінь декарбонізації, рівній одиниці, можна встановити теоретичний вихід вапна з сировини даного хімічного складу. На сучасних заводах та установках в даний час навіть при отриманні мягкообожженной вапна ступінь декарбонізації досягає 0,95-0,98.Слід зазначити, що при випалюванні вапна в пересипних печах вона збагачується золою палива у кількості, що становить приблизно 1 % маси сировини. Це обставина не враховується у наведених формулах, так як воно мало впливає на кінцеві значення.