چرخه تولید آهک

cycle-lime

چرخه تولید آهک

چرخه تولید آهک

چرخه آهک، در ماهیت و طبیعت علم شیمی جزء بهترین مثال ها می باشد ، این چرخه برای هر دو آهک با کلسیم و آهک دولومیت درست می باشد.

charkhe-ahak

charkhe-ahak

 

چرخه فوق ، از واکنش های شیمیایی آهک می باشد که پایه و اساس کاربردهای مختلف آهک را نشان می دهد .

وقتی سنگ آهک (کربنات کلسیم) را در کوره می سوزانیم، تبدیل به آهک زنده شده و دی اکسید کربن را آزاد می نماید.

برای تولید آهک هیدراته ( هیدروکسید کلسیم )، آب را به آهک زنده  ( آهک پخته شده ) می افزایند.

دی اکسید کربن، قابلیت جذب به آهک را از طریق هوا دارد و اگر آهک در معرض هوای دارای دی اکسید کربن باشد و یا در پروسه ای به آن، گاز ۲CO تزریق گردد، دوباره تبدیل به کربنات کلسیم می گردد که به آن کربناسیون مجدد یا Recarbonation گفته می شود.

سه ماده اصلی این چرخه به ترتیب به شرح زیر می باشد:

۱-   سنگ آهک یا کربنات کلسیم

۲-   آهک زنده یا اکسید کلسیم

۳-   آهک هیدراته یا هیدروکسید کلسیم

 

سوزاندن سنگ آهک در حدود ۹۰۰ درجه سانتی گراد رخ می دهد. حرارت کوره ها جهت حصول اطمینان از پخته شدن تمام مناطق و هسته سنگها اغلب تا ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد می باشد.

واکنش تجزیه حرارتی کربنات کلسیم به صورت زیر می باشد:

تجزیه حرارتی

 

طی این واکنش شیمیایی، آهک زنده  ( آهک پخته شده ) تولید می شود.

اکسید کلسیم، ترکیب اصلی آهک زنده است که کیفیت آن وابسته به فاکتورهای مختلفی از جمله خواص فیزیکی، واکنش پذیری با آب و ترکیب شیمیایی می باشد.

آهک زنده به علت دسترسی آسان و ارزان قیمت بودن نسبت به مواد مشابه قلیائی دیگر، نقش اساسی در طیف گسترده ای از فرآیندهای صنعتی دارد و با ضافه نمودن آب به آن، یک واکنش گرمازا می باشد و باعث تولید آهک هیدراته می شود .

واکنش هیدراتاسیون آهک زنده به صورت زیر می باشد:

واکنش هیدراتاسیون آهک زنده

فرآیند هیدراتاسیون آهک پیچیده بوده و نسبت به اختلاط مقدار آب و آهک، به علت ایجاد حرارت و بخار حاصله اساساً از معادله واکنش شیمیایی آن پیروی نمی کند، طبق معادله برای تولید ۱۰۰ تن آهک هیدراته بایستی مقدار ۲۴٫۳ تن آب و مقدار ۷۵٫۷ تن آهک زنده لازم است در حالیکه در عمل برای اینکار بایستی ۵۰ تا ۶۰ تن آب مصرف گردد که این مقدار مصرف آب وابسته به میزان اکتیو بودن آهک و همچنین اندازه ذرات آن دارد.

آهک هیدراته با اینکه اساساً یک ماده خشک می باشد ولی بطور کلی دارای مقادیر کم رطوبت آزاد(کمتر از ۱ %) نیز هست.

حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد آهک زنده تولیدی در کشورهای توسعه یافته به آهک هیدراته تبدیل می شود ( درصدی که احتمالا بدلیل عدم وجود صنایع بزرگ فولادسازی می باشد).

در آهک شکفته شده در آب یا آهک آبدیده، ذرات هیدروکسید کلسیم بصورت سوسپانسیون در آب پخش می شوند که به نام شیرآهک یا دوغاب آهک، یک محصول بسیار پرمصرف و شناخته شده ای می باشد.

فرآیند کربناسیون مجدد، اساساً نقطه مقابل و عکس فرآیند کلسیناسیون می باشد. هر دو ماده آهک زنده و آهک هیدراته زمانی که برای مدت طولانی در معرض هوا قرار گیرند، شروع به جذب دی اکسید کربن موجود در هوا می کنند بنابراین آهک به حالت اولیه خود (سنگ آهک) برگشته و کربنات کلسیم جایگزین جزء اکسید شیمیایی می شود.

واکنش به شرح زیر انجام می پذیرد:

کربناسیون مجدد

کربناسیون مجدد در تعدادی از محصولات برپایه آهک رخ می دهد و در بسیاری از موارد سودمند است. برای مثال هنگامی که این پروسه در ملات آهکی رخ می دهد بطور موثری، قدرت پیوندها را افزایش و به عنوان یک راه حل طبیعی ضد ترک خوردگی عمل می نماید.همچنین در تولید کربنات کلسیم رسوبی نیز از این روش استفاده می شود،جهت تولید کربنات کلسیم رسوبی با درصد خلوص بالا،گاز دی اکسید کربن را با آهک هیدراته در رآکتور وارد می نمایند، ناخالصی های آهک وارد واکنش نمی شوند در حالیکه آهک هیدراته با گاز واکنش داده و کربنات کلسیم تولید می شود سپس با یک فرآیند جداسازی سانتری فیوژی ناخالصی ها از کربنات جدا و حاصل فرآیند تولید یک ماده باارزش دارای خلوص بسیار بالا می باشد که در صنایع داروئی و شیمیایی بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

Share this post