ПРОИЗВОДСТВО ГИПСА

СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

Гипсовый камень (гипс). Основным сырьем для производст­ва гипсовых вяжущих является широко распространенная в при­роде зернисто-кристаллическая горная порода — гипс, называе­мая так же гипсовым камнем. Гипс как порода сложен из ми­нерала, носящего то же название.

По внешнему виду и по строению различают крупнокристал­лический прозрачный гипс, так называемый гипсовый шпат, тон­коволокнистый гипс с шелковистым отливом — селенит и зернис­тый гипс '(рис. 88). Наиболее чистая разновидность зернистого

гипса, напоминающая по внешнему виду мра­мор, называется алеба­стром. По химическому составу минерал гипс представляет собой сер­нокислый кальций, свя­занный с так называе­мой кристаллизацион­ной или гидратной во­дой (на одну молекулу CaS04 приходится две молекулы воды — CaS04-2H20). Поэто­му гипс часто называют двугидратом.

Не следует смеши­вать кристаллизацион­ную воду, входящую в состав молекулы гипса, с влагой, химически не связанной с гипсом, которая находится на поверхности и в порах гипсового камня. Поверхностной влаги в гипсе может содержаться различ­ное количество: от десятых долей процента до -10—15%- Зависит это от крупности и пористости кусков, условий хранения мате­риала, времени года и т. д. Количество же химически связанной воды в гипсе остается всегда неизменным.

Природный гипс почти всегда содержит примеси некоторых других минералов: кварца (песок), карбонатов (известняк, до­ломит), серы, глинистых и битуминозных веществ. Химический состав гипса некоторых месторождений СССР приводится в табл. 7.

Чистый гипс прозрачен или окрашен в белый цвет. Примеси могут придавать гипсу самую разнообразную окраску: желто­ватую, бурую, черную и др. В гипсовом камне лучших место­рождений содержится 1—3%) примесей, но чаще всего примесей в гипсе 10—25%.

По своим физическим свойствам гипс представля­ет собой мягкий, но в то же время вязкий минерал. Твер­дость его по десятибалльной шкале твердости равна двум.

Удельный вес гипсового камня колеблется в преде­лах 2,2—2,4, тогда как удель­ный вес гипса (двуводного сернокислого кальция) 2,32. В воде гипс растворяется незначительно. Прл 20° в 1 л воды может раствориться 2,6 г гипса или 2,05 г в пере­счете на безводный сернокис­лый кальций. Наибольшей растворимостью гипс обла­дает при температуре 32— 40°.

Гипс принадлежит к оса­дочным породам, образовав­шимся много тысячелетий тому назад в результате вы­падания химических осадков в мелководных бассейнах.

Считается, что в ряде случаев сначала из раство­ра выпадал безводный суль­фат кальция, который с те­чением времени под воздей­ствием грунтовых вод пере­ходил в двуводный сернокис­лый кальций '(гидратиро­вался).

Известны месторождения гипса, образовавшиеся в ре­зультате непосредственного отложения двуводного суль­фата кальция из раствора-

Согласно стандарту (ГОСТ 4013—61) гипсовый камень для производства вя­жущих веществ должен удовлетворять ряду требо­ваний, важнейшими из кото­рых являются содержание

двуводного сернокислого кальция и габариты камня. Так, в сырье первого сорта двуводного сернокислого кальция должно быть не менее 90%, в сырье второго сорта— не менее 75% и в сырье третьего сорта —не менее 65%.

По габаритам гипсовый камень должен поставляться заво­дам в кусках размером от 50 до 300 мм или щебнем размерами от 5 до 50 мм. Ограничение размеров 300 мм обусловливается сравнительно небольшой мощностью дробилок первичного дроб­ления, устанавливаемых на гипсовых заводах. Если на завод поставляется щебень фракции 5—50 мм, необходимость в уста­новке дробилок первичного дробления вообще отпадает.

Ангидрит. Кроме гипса (двугидрата) для производства неко­торых видов гипсовых вяжущих применяется безводный серно­кислый кальций, называемый ангидритом. Чаще всего он нахо­дится в местах залегания гипса, что объясняется общностью ус­ловий происхождения. Природный ангидрит содержит до 7% кристаллизационной воды.

Ангидрит — порода более плотная, чем гипс. Его удельный вес колеблется от 2,9 до 3,1. Твердость ангидрита выше, чем гипса (2,5—3,5).

Ангидрит белого цвета, но примеси могут окрашивать его в другие цвета.

Гипсосодержащие породы (глиногипс). Глиногипс (местное название гажа, ганч) представляет собой землистую породу, состоящую из смеси гипса с песчано-глинистыми и известково­глинистыми примесями. В глиИогипсе содержится от 20 до 60% двуводного сернокислого кальция.

В связи с тем что в глиногипсе сравнительно большое коли­чество инертных примесей, он используется только для получе­ния гипсовых вяжущих на ’месте добычи.

Глиногипс встречается преимущественно на Кавказе, в Ка­захстане, в Туркменской республике и Волгоградской области.

Отходы химических производств. Для изготовления гипсо­вых вяжущих веществ могут быть использованы также отходы некоторых химических производств, напоимер фосфогипс (отход при производстве суперфосфатов), борогипс (отход при произ­водстве борной кислоты) и др. Эти отходы так же, как и природ­ный камень, состоят в основном из двуводного сернокислого кальция (гипса).

Так как отходы образуются в производстве в виде шлама, т. е. содержат большое количество воды, на удаление которой расходуется много тепла, использование. их выгодно лзгпь в местах, удаленных от запасов природного сырья..

11о запасам гипсового сырья Советский Союз занимает одно из первых. мест в мире. Крупные месторождения гипса находят­ся в Архангельской, Псковской, Тульской, Горьковской и дру - 106 гих областях, в районах средней и нижней Волги, в Краснодар­ском крае, Пермской области, Башкирской АССР, Оренбург­ской, Иркутской областях, Красноярском крае, в Среднеазиат­ских и Закавказских республиках, в Донецкой, Каменец-Подоль - ской, Львовской областях, в Прибалтийских республиках, в Молдавской ССР и в других местах.