کاربردهای کربنات کلسیم ( آهک) و پودر میکرونیزه آن

شرکت گوهر خاک بوشهر نخستین و تنها تولید کننده پودر کربنات کلسیم میکرونیزه با درجه خلوص بیش از ۹۹ درصد در جنوب کشور است.

آنالیز شیمیایی پودر میکرونیزه کربنات کلسیم این شرکت مطابق جدول زیر است.

L.O.I	SO3	K2O	Na2O	SiO2	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	Al2O3
۴۲.۸۸	۰.۱۴	۰.۰۲	۰.۰۲	۰.۵۰	۰.۰۲	۰.۱۶	۵۵.۸۶	۰.۳۱	۰.۱۱

اگر درصد خلوص کربنات کلسیم بیش از ۹۸.۵ درصد باشد کاربدهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. گرچه اگر درصد خلوص آن از ۹۰ درصد بیشتر باشد بازهم در صنایع مختلف کاربرد های خاص خودش را دارد. ولی هرچه درصد خلوص آن بیشتر شود کاربدهای آن افزایش می یابد.

مختصری درباره کیفیت معدن کربنات کلسیم شرکت گوهر خاک بوشهر و کاربردهای این معدن :

توضیح: مواد معدنی در طبیعت به ندرت به صورت خالص یافت می شود و اکثرا همراه با ناخالصی می باشد.

به کربنات کلسیم در اصطلاح آهک می گویند. واژه انگلیسی معادل آن Limestone می باشد.

حال به توضیحاتی در مورد معدن سنگ آهک (کربنات کلسیم) شرکت گوهر خاک بوشهر می پردازیم.

بر اساس نتايج تجزيه شيميايي درجه خلوص آهک اين کانسار بیش از 98 تا99.5 درصد می باشد که از بهترین معادن آهک پرعيار کشور بشمار می آيد. عناصر مضر آن بسيار کم می باشد. به همين دلايل از اين کانسار و مواد فراآوری شده آن می توان استفاده های گسترده ای نمود. هرچه درصد خلوص سنگ آهک بیشتر شود دمای کلسینه شدن آن کاهش یافته و علاوه بر کاهش مصرف سوخت، استهلاک دستگاههای کلسینه کننده نیز کاهش می یابد. سنگ آهک خالص در 1000 درجه و سنگ آهک رسی در 1300 درجه سانتیگراد کلسینه می شود. با توجه به درجه خلوص بسیار بالای این معدن درجه حرارت کلسینه شدن آن 1000 درجه سانتیگراد خواهد بود. یعنی 30 درصد صرفه جویی در انرژی و 30 درصد استهلاک کمتر و 30 درصد زمان کمتر و بالاخره 30 درصد کاهش هزینه ی تمام شده نسبت به معادن دیگر و در نتیجه 30 درصد سود بیشتر. از طرفی به علت درجه خلوص بسیار بالای آن قیمت فروش محصولات آهک صنعتی آن قطعا بیش از دو برابر سایر آهک های صنعتی تولید شده در کشور خواهد بود.

پاره ای از کاربردهای آن به شرح زير است.

در صنایع فولاد: تا قبل از سال 1960 آهک به عنوان کمک ذوب در فولاد سازی به همراه دیگر مواد در کوره های باز استفاده می شد. که برای تولید هر تن فولاد حدود 13 کیلو گرم آهک استفاده می شد. از سال 1960 به این سو و با رواج روش کوره های بازی اکسیژنی (BOF) فقط از آهک به عنوان کمک ذوب استفاده می شود. در این روش میزان آهک مصرفی به حدود 50 تا 100 کیلو گرم در تن افزایش یافته است.

مصارف متالوژی آهک:برای ذوب کردن کانسنگ بعضی از فلزات نظیر مس از آهک استفاده می شود. آهک علاوه بر کاهش دمای ذوب، موجب جذب و جدایش عناصر زاید از جمله فسفر، آلومینیم، سیلیس و گاز SO2 می گردد.

در فلوتاسیون مواد معدنی از آهک برای کنترل PH محلول استفاده می شود. در بیشتر روش های استخراج منیزیم از آب دریا از آهک استفاده می شود. درتهیه آلومینیم به روش بایر میزان قابل توجهی آهک مصرف می گردد .

کربنات کلسيم عامل احيا در استخراج فلزاتي چون اورانيوم، زيركونيم، توريوم و بريليم است.
•به عنوان اكسيژن زدا، سولفورزدا يا كربني شدن براي انواع آلياژهاي آهني و غير آهني استفاده مي گردد.
•به عنوان عامل آلياژي در توليد آلومينيوم، بريليم، مس، سرب و آلياژهاي منيزيم استفاده مي شود.

در استحصال طلا به روش سیانوراسیون نیز آهک به کار می رود.

به عنوان دیرگداز: در صنایعی که با حرارت بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد سروکار دارند مانند صنایع ذوب آهن، ذوب کانسنگهای فلزی نظیر کالکوپیریت و گالن که خاصیت اسیدی دارند، صنایع سیمان، صنایع شیمیایی، صنایع سرامیک، پاتیلها، دیگهای بخار، کوره های الکتریکی، شیشه سازی، صنایع ذوب و ریخته گری و به طور کلی صنایعی که با حرارت های بالاتر از 1000 درجه سرو کار دارند استفاده می شود.

در صنايع شيميايي: در تهیه کربنات و بیکربنات سدیم. برای تهیه یک تن از کربنات یا بیکربنات سدیم 700 کیلو گرم آهک مورد نیاز است.

در تهیه کاربید کلسیم: مخلوط آهک پر عیار و کک در کوره الکتریکی در دمای 3000 تا 3400 درجه سانتیگراد به کاربید کلسیم تبدیل می شود. برای تهیه یک تن کاربید کلسیم به حدود یک تن آهک نیاز می باشد. از کاربید کلسیم برای تولید گاز استیلن (C2H2)استفاده می شود.

برای تهیه ترکیبهای اتیلن و پروپیلن، گلیکولها، پلی استایرن، دوده سازی، رنگ روغن و رنگ پلاستیک، PP و PE ، نمکهای آلی کلسیم دار و برای تصفیه و تغلیظ اسید سیتریک و گلوکز به آهک پر عیار نیاز می باشد.

برای تهیه منیزیم از آب دریا، تهیه نمک طعام ، حشره کش ها و مواد رنگی آهک مصرف دارد.

جهت تولید هیدروکسی کلسیم و نیترات سدیم، به آهک پر عیار نیاز می باشد. و در پتروشیمی برای تولید بسیاری از فراورده ها از جمله کود شیمیایی کاربرد دارد. همچنیندر تهیه سدیم هیدروکسید، آمونیاک، هیدروکسید فلزات، پرکلرین به کار می رود.

در داروسازي :
کربنات کلسيم خاصيت آنتي اسيدي دارد و در نواقص کليوي و درمان استئوپروزيس به کار رفته و مکمل کلسيم است. کربنات کلسيم در بيماران مبتلا به هيپرفسفات همراه با نقص کليوي توصيه مي شود زيرا با پيوستن به فسفات مانع جذب بيشتر فسفات از طريق معده و روده مي گردد.
کربنات کلسيم در داروهاي هومئوپاتيHomoepathic (نوعي دارو درماني) و در افزودني هاي خوراکي هم کاربرد دارد. به علاوه با توجه به دارا بودن خاصيت جذب سطحي، در داروهاي ضداسهال نيز به کار مي رود.
کربنات کلسيم با اسيد معده به صورت کلريد کلسيم در آمده و گاز دي اکسيد کربن حاصل در برخي از بيماران ممکن است باعث نفخ معده شود.
مقداري از کلسيم در لوله گوارشي جذب مي شود ولي در حدود 85 % آن مجدداً به صورت نمک هاي کلسيم دار مانند کربنات کلسيم دفع مي گردد. به طور معمول در هربار، يک گرم کربنات کلسيم به عنوان آنتي اسيد خورده مي شود و غالباً همراه با آنتي اسيدهاي ديگر به ويژه آنتي اسيدهاي منيزيم دار تجويز مي شود.
از کلسيت براي تهيه کلريد کلسيم CaCl2، بروميد کلسيمCaBr2 ، يديد کلسيم CaI2 و اکسيد کلسيم CaO استفاده مي شود که هريک داراي مصارف متعددي در صنايع داروسازي است. حتي براي تهيه داروهاي دامپزشکي نيز کاربرد دارد.
از کلريد کلسيم CaCl2 دارويي تهيه مي کنند که در بدن توليد اسيد مي کند و در مواردي که يون کلسيم در بدن کم باشد، براي تأمين سريع کمبود آن از کلريد کلسيم استفاده مي شود. از ترکيبات دارويي کلريد کلسيم در درمان عوارض حساسيت هايي مانند کهير، تنگي نفس، خارش و ساير التهابات ناشي از حساسيت استفاده مي گردد.
کلريد کلسيم باعث سرعت در انعقاد خون شده و براي جلوگيري از خونريزي هاي شديد استفاده مي شود. به علاوه اين ماده در درمان بي نظمي هاي ضربان قلب به عنوان مکمل به داروهاي مربوط به نارسايي هاي قلبي افزوده مي شود. از کلريد کلسيم براي درمان عوارض اسهال، استفراغ و در عرق کردن مسلولين نيز استفاده مي گردد.
از بروميد کلسيم CaBr2 به عنوان ضد تشنج در درمان بيماري صرع استفاده مي شود. اين ماده در تسکين دردهاي معده نيز تأثير دارد.
از يديد کلسيم CaI2 براي تهيه پمادهاي ضدبيماري پوستي و ورم مفاصل مزمن استفاده مي شود.
اکسيد کلسيم CaO مصرف بسياري در تهيه آب آهک دارد که براي از بين بردن زگيل و دمل مورد استفاده قرار مي گيرد. آب آهک در مسموميت هاي ايجاد شده با اسيد سولفوريک و اسيد اگزاليک به عنوان ضد سم کاربرد دارد.
کربنات کلسيم به صورت پودر ترکيبي کربنات کلسيم، پودر ترکيبي کربنات منيزيم و قرص ترکيبي کربنات منيزيم است. همچنين سوسپانسيون آلومينا، منيزيا و کربنات کلسيم ؛ قرص آلومينا، منيزيا و کربنات کلسيم مورد استفاده قرار مي گيرد.

به عنوان پركننده:
بيشترين كاربرد كربنات كلسيم خاكي و كربنات كلسيم ته‌نشيني (Precipitated) در كاغذ، پلاستيك و رنگسازي است. كاغذ از شبكة سلولزي تشكيل شده كه فيبرهاي آن با ذرات كاني دانه‌ريز پر مي‌شود، موادي پوششي براي افزايش كيفيت چاپ برروي كاغذ در كاغذسازي استفاده مي‌شوند كه كربنات كلسيم مي‌تواند50-5% آن را تشكيل دهند.
كربنات كلسيم مي‌تواند به عنوان رنگدانه و كاهندة نياز به پليمر عمل كند، لذا در ورقه‌ها، لوله‌ها و پنجره‌هاي PVC، 5 تا 35% از تركيب را به خود اختصاص مي‌دهد. در رنگسازي 35-10% از حجم را امولسيون‌هاي آبي يا حلال‌ها را مي‌تواند كربنات كلسيم شامل شود تا از مقدار TiO2 مصرفي بكاهد.

در صنعت لوازم آرایشی و بهداشتی: به عنوان پرکننده انواع لوازم آرایشی و بهداشتی و سفید کننده کاربرد فراوانی دارد.

- توليدكنندگان پودر بچه و خمير دندان از مهمترين مصرف كنندگان كربنات كلسيم هستند.

در صنعت کاغذ سازی:به منظور تهیه پالپ سولفات، استفاده دوباره از کربنات سدیم، و تهیه هیپو کلریت سدیم که خاصیت سفید کنندگی دارد از اهک استفاده می شود. همچنین آهک (كربنات كلسيم ته‌نشينی) قابليت بيشتري براي بازيافت دي‌اكسيد كربن و گرما از كارخانه كاغذ سازي دارد. آهك براي باز توليد پيش‌ماده ای مصرف مي‌شود و خود نيز در چندين مرحله از فرآيند باز توليد مي‌شود. بازيافت كاغذ روبه افزايش است، به همین سبب مصرف آن در کاغذ سازی رو به افزایش است. گرچه براي روشن‌سازي خميرة تيره‌تري كه ايجاد مي‌كند پركننده روشن‌تري نياز است.

در محیط زیست: برای کنترل آلودگی هوا، در کارخانه های ذوب فلزات و نیز جذب کننده گازهای سمی نظیر HCl, HF, SO2 از آهک استفاده می شود.

در صنعت آب برای تصفیه کردن آب: برای بهبود کیفیت آب آشامیدنی، استریل کردن، کاهش سختی و کنترل PH آب و رسوب کردن ترکیبات فسفاته و نیتروژن موجود درآب، خنثی کردن اسیدیته آب وخنثی کردن پسابهای اسیدی فاضلاب کارخانه ها ( با توجه به وجود پالایشگاه های متعدد در پارس جنوبی بازار مصرف بسیار زیادی برای تصفیه آب و فاضلاب پالایشگاه ها و کارخانجات شیمیایی و پتروشیمی های مجاور آن وجود دارد.)

در کارخانه های قند و شکر: برای تصفیه و جداسازی ترکیبات فسفاته و برای سفيد کردن قند و اسيدهاي آلي استفاده مي شود. در كارخانه هايي كه از چغندر استفاده مي كنند به ازاي هر تن شكر، 250 كيلوگرم آهك و در كارخانه هايي كه از نيشكر تغذيه مي شوند، براي تهيه هر تن شكر، 2 تا 7 كيلوگرم آهك به كار مي گيرند.

در صنایع لاستیک: مهمترین و متداولترین پر کننده در صنايع لاستيک استفاده می شود که پایین بودن جذب روغن توسط آهک، پخش سریع و قیمت مناسب آن از مهمترین دلایل آن می باشد.

در صنایع پلاستیک: مهمترین و متداولترین پر کننده در صنايع پلاستيک استفاده می شود که علاوه بر دلایل فوق به سه دلیل مهم دیگر نیز می توان اشاره کرد1: سختی کم، 2: جلوگیری از نرمی و طویل شدگی پلاستیک 3: درخشندگی خوب

در رنگ سازی و حشره کش ها نیز متداولترین پرکننده می باشد.

در چرم سازی: برای جدا کردن مو یا پشم از پوست حیوانات از اهک استفاده می شود.

در کشاورزی: برای کنترل PH آب و تولید کود شیمیایی و تهیه غذای دام و پرندگان ( دامداری های، مرغداری ها، پرورش کبک، بلدرچین، بوغلمون، و انواع دیگر پرندگان، از آهک استفاده می شود. لازم به ذکر است که قسمت اعظم بافت استخوان دام و پرندگان و پوسته تخم مرغ و تخم سایر پرندگان از آهک تشکیل شده است.

در کارخانه های سيمان: مهمترین ماده تشکیل دهنده سیمان پرتلند می باشد. در بسیاری از کارخانه های سیمان برای تولید هر تن سیمان در حدود 700 تا 850 کیلو گرم آهک استفاده می شود.

در صنعت ساختمان: جهت تهيه پودر سنگ، تولید شن و ماسه برای بتن، دیوار چینی و کرسی چینی می توان از آن استفاده نمود.

در سازه های دریایی: جهت ساخت اسکله ها و موج شکن ها و استحصال زمین از دریا

در پروژه های عمرانی:تولید مصالح سنگدانه ای از قبیل شن وماسه مورد نیاز بتن و آسفالت، تولید مصالح بیس و ساب بیس و برای تثبیت لایه های خاکریز جاده ها و زیر ساری ها و حتی پی ساختمان های بلند از آهک شکفته استفاده می شود. همچنین برای پايدارسازي خاك، تهیه ملات، آجرهاي ماسه ـ آهك و سفید کننده ساختمان و تهیه ایزوگام کاربرد دارد.

همچنی سنگ لاشه و سنگ مالون در پل سازی، پارک سازی و محوطه سازی استفاده می شود.

در آزمایشگاههای بتن: برای جلوگیری از خوردگی بتن نمونه برداری شده توسط قلیاییهای موجود در آب

در صنعت نفت:برای آب زدايي انواع نفت، حفاری چاه های نفت و گاز استفاده های فراوانی دارد. همچنین براي خنثي كردن تركيبات آلي سولفورها، بي اثر ساختن گاز SO2 و تهيه گريس مخصوص از آهك استفاده مي شود.

در صنعت لوله سازی:در تهیه لوله هاي خلاء، لوله های پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پولیکا و انواع لوله های سبز و سفید کاربرد دارد.

در صنایع جوش و الکترود:برای ساخت الکترود از آهک استفاده می شود

در آتش نشانی: برای تهیه پودرهای خاموش کننده آتش کاربرد های گسترده ای دارد.

در صنعت سیم و کابل: برای تهیه روکش انواع سیم و کابل استفاده فراوانی دارد.

در بسیاری از کارخانه ها: برای گوگردزدايي از دودكش ها کاربرد زیادی دارد.

در صنعت شیشه سازی:برای ساخت انواع شیشه ها از آهک استفاده می شود.

در لوازم خانگی: برای تولید ابر، در صنایع نساجی و پوشاک ،مجمسه سازی، سقف کاذب، و MDF

به طور کلی درصد تقریبی مصارف آهک زنده و هیدراته به شرح زیر می باشد.

مواد پاك كننده

در جلادهنده و پاك كننده فلزات از كربنات كلسيم به عنوان عامل كمكي لخته ساز استفاده مي شود.

مركب چاپ

كربنات كلسيم امولسيوني مي تواند در ساخت انواع مركب چاپ استفاده شود. نوع ريز دانه آن براي اين منظور كاربرد بيشتري دارد.

صنايع غذايي

كربنات كلسيم در صنايع غذايي به عنوان خنثي كننده اسيديته مصرف مي گردد و در ساخت آدامس نيز كاربرد دارد.

مصرف آهك در مصالح ساختماني و سراميك

به عنوان ملات، روكش داخل ساختمان و در شيشه سازي به عنوان كمك ذوب از آهك بهره مي گيرند. در ديرگدازهاي دولوميتي آهك نيز به كار مي رود. در تهيه سيمان نيز آهك، ماده اصلي و عمده را تشكيل مي دهد . سنگ‌آهك، به عنوان مصالح ساختماني در شن‌ريزي و پركننده بكار مي‌رود. سنگ آهك مي‌تواند به دقت دانه‌بندي شود و به عنوان پركننده در محصولات صنعتي بيشماري بكار رود. استانداردهاي آن از پركننده‌هاي خام و ارزان مانند آسفالت و سيمان تا نوع دانه متوسط (بتونه) و بسيار دانه‌ريز را شامل مي‌شود

در صنایع سازی خودرو: برای تولید انواع لاستیک، قطعات فایبر گلاس، داشبرد، رنگ خودرو، تهیه انواع قطعات فلزی، لنت ترمز و ... کاربرد فراوان دارد.

به طور کلی در هر صنعتی که با ذوب فلز، کاغذ ، لاستیک و پلاستیک، فایبرگلاس، پلیمر، پتروشیمی، شیشه و .. سرو کار دارد استفاده می شود.

کشورهای حاشیه جنوبی خلیج فارس، هند، کره جنوبی، تایوان، مالزی و حتی اروپا از مصرف کنندگان عمده آهک پر عیار هستند.

به طور خلاصه با توجه به کاربرهای بسیار فراوان آن در انواع صنایع یکی از مهمترین شاخص ها برای سنجش توسعه صنعتی هر کشور، مقدار مصرف آهک در آن کشور می باشد.

آهن و فولاد 41 درصد، صنعت ساختمان32 درصد، محیط زیست 3درصد، صنایع شیمیایی 6 درصد، در کاغذ سازی ،تصفیه قند، چرم سازی، کشاورزی و صنعت نفت 8 درصد و سایر کاربردها 10 درصد

کاربردهای کربنات کلسیم ( آهک) و پودر میکرونیزه آن

مطالب مشابه :

استیلن

کاربرد کلسیم و آن در صنعت

کاربردهای کربنات کلسیم ( آهک) و پودر میکرونیزه آن

انواع نوسان سازها

تهیه گاز استیلن در آزمایشگاه

تهیه گاز استیلن

کاربرد رنگ ها در ایمنی