Негашёная известь¶

Негашёная известь — это неорганическое химическое соединение, оксид кальция (CaO), получаемый термической обработкой карбонатных горных пород (известняков, мела, доломитов). Представляет собой белый или сероватый кристаллический порошок (реже — кусковый материал), обладающий высокой гигроскопичностью и химической активностью, особенно по отношению к воде. Является основным компонентом для производства гашёной извести и широко применяется в строительстве, металлургии, химической промышленности и сельском хозяйстве.

¶Химические и физические свойства

Негашёная известь представляет собой оксид кальция (CaO) с примесями оксида магния (MgO), оксида кремния (SiO₂), оксида алюминия (Al₂O₃) и оксида железа (Fe₂O₃), которые переходят из исходного сырья. Чистый CaO — тугоплавкое вещество с температурой плавления около 2572 °C и температурой кипения около 2850 °C. Плотность составляет 3,34 г/см³.

Ключевое свойство негашёной извести — её способность активно реагировать с водой с выделением большого количества тепла (экзотермическая реакция). Процесс называется гашением извести:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 65,3 кДж/моль

В результате образуется гидроксид кальция (гашёная известь) — Ca(OH)₂. Реакция протекает с сильным разогревом, объём продукта увеличивается в 2–3,5 раза, а температура смеси может достигать 150–200 °C. При недостатке воды или избытке извести возможно образование так называемого «ожога» — частиц, покрытых плёнкой расплавленного силиката, которые не гасятся.

Негашёная известь активно поглощает влагу и углекислый газ из воздуха, превращаясь в карбонат кальция (CaCO₃) — процесс, обратный обжигу. Поэтому её хранят в герметичной таре или в сухих помещениях с ограниченным доступом воздуха.

¶История

Использование извести человеком насчитывает несколько тысячелетий. Первые свидетельства получения негашёной извести относятся к эпохе неолита (около 7500–6000 лет до н. э.) на территории современной Турции и Сирии, где её применяли для изготовления штукатурных покрытий и строительных растворов.

В Древнем Египте известь использовали при строительстве пирамид и храмов, в частности, как компонент известкового раствора для скрепления каменных блоков. Древние греки и римляне значительно усовершенствовали технологию: римляне разработали рецептуру гидравлической извести с добавлением вулканического пепла (пуццолана), что позволяло получать водонепроницаемые бетоны. Витрувий в трактате «Десять книг об архитектуре» (I век до н. э.) подробно описал процесс обжига известняка и приготовления извести.

В Средние века и вплоть до XIX века производство извести оставалось кустарным: известняк обжигали в напольных или шахтных печах, работающих на дровах или угле. Промышленная революция привела к созданию вращающихся печей (впервые запатентованы в 1885 году Фредериком Рансомом в Великобритании), что позволило наладить массовое производство негашёной извести высокого качества.

В России первые крупные известковые заводы появились в XVIII веке на Урале и в центральных губерниях. К концу XIX века страна занимала одно из ведущих мест в мире по объёмам производства извести. В советский период отрасль была полностью национализирована и модернизирована.

¶Классификация

Негашёную известь классифицируют по нескольким признакам:

¶По химическому составу

• Кальциевая известь — содержит преимущественно CaO (не менее 70–90 %).
• Магнезиальная известь — содержит 5–20 % MgO.
• Доломитовая известь — содержит 20–40 % MgO.

¶По скорости гашения (для строительных целей)

• Быстрогасящаяся — время гашения до 8 минут.
• Среднегасящаяся — от 8 до 25 минут.
• Медленногасящаяся — более 25 минут.

¶По виду

• Комовая известь (кипелка) — куски размером 5–10 см, получаемые после обжига.
• Молотая известь (пушонка) — порошок, полученный помолом комовой извести.
• Известковая мука — тонкодисперсный продукт, используемый в сельском хозяйстве.

¶Производство

Технологический процесс получения негашёной извести включает несколько этапов:

1. Добыча сырья — разработка карьеров известняка, мела или доломита.
2. Дробление и сортировка — измельчение породы до фракции 5–40 мм.
3. Обжиг — термическая обработка в печах при температуре 900–1200 °C. В результате термической диссоциации карбоната кальция происходит разложение:

CaCO₃ → CaO + CO₂↑

1. Охлаждение — продукт охлаждают до 50–100 °C.
2. Помол (для получения молотой извести) — измельчение в шаровых или вибрационных мельницах.
3. Упаковка — в бумажные мешки, биг-бэги или насыпью в автоцементовозы.

Основные типы печей: шахтные (наиболее распространённые), вращающиеся, кольцевые и печи кипящего слоя. В России крупнейшие производители негашёной извести расположены в Белгородской, Липецкой, Свердловской и Челябинской областях.

¶Применение

¶Строительство

Основная область применения — производство строительных растворов (известковых, известково-цементных), штукатурок, бетонов и силикатного кирпича. Негашёная известь используется как вяжущее вещество, обеспечивающее прочность и водостойкость конструкций. В дорожном строительстве её добавляют в грунты для улучшения их несущей способности.

¶Металлургия

В чёрной металлургии негашёная известь применяется как флюс при выплавке чугуна и стали — она связывает пустую породу и серу, образуя легкоплавкий шлак. В цветной металлургии используется для нейтрализации кислых растворов и извлечения металлов.

¶Химическая промышленность

Служит сырьём для получения карбида кальция, хлорной извести, гидроксида кальция, а также в производстве сахара (для очистки сока), соды, бумаги и целлюлозы.

¶Сельское хозяйство

Известкование кислых почв — внесение негашёной или гашёной извести для снижения кислотности, улучшения структуры почвы и повышения урожайности. Норма внесения зависит от типа почвы и составляет от 1 до 5 тонн на гектар.

¶Экология

Негашёная известь используется для очистки сточных вод, нейтрализации кислотных стоков, обработки дымовых газов (удаление диоксида серы) и обеззараживания осадков.

¶Безопасность и хранение

Негашёная известь относится к веществам III класса опасности (умеренно опасные). При контакте с кожей и слизистыми оболочками вызывает химические ожоги из-за экзотермической реакции с влагой. Пыль извести раздражает дыхательные пути и глаза. При работе с ней используют средства индивидуальной защиты: респираторы, защитные очки, резиновые перчатки и спецодежду.

Хранят негашёную известь в сухих, хорошо вентилируемых складских помещениях, отдельно от кислот, органических веществ и горючих материалов. Срок хранения в герметичной упаковке — до 6 месяцев, в открытой таре — не более 1 месяца из-за активного поглощения влаги и углекислого газа из воздуха.

¶Интересные факты

• В древности негашёную известь использовали в военном деле: её смешивали с серой и селитрой для создания зажигательных составов.
• В XIX веке известь применяли для дезинфекции помещений и захоронений во время эпидемий холеры и чумы.
• При гашении извести выделяется столько тепла, что можно вскипятить воду или поджечь бумагу.
• В России ежегодно производится около 10–12 миллионов тонн негашёной извести (данные на 2023 год).