شیعه نیوز: در ادامه قصد داریم درباره آهک و کاربردهای بی نظیر و متعدد آن در زندگی روزمره، ساختمان سازی، کشاورزی، صنعت و فولاد سازی صحبت کنیم. با ما همراه شوید.
آهک چیست؟
کلمه آهک (lime) به محصولات مشتق شده از سنگ آهک سوخته مانند اکسید کلسیم و آهک هیدراته اشاره دارد.
سنگ آهک سنگ رسوبی ایجاد شده در طبیعت است که از سطح بالای کلسیم و / یا منیزیم کربنات و / یا دولومیت (کلسیم و منیزیم کربنات) و مقدار کمی مواد معدنی دیگر تشکیل شده و از معادن نقاط مختلف جهان استخراج می شود.
آهک و سنگ آهک از قدیمی ترین موادی هستند که در زمینه های مختلف کاربرد داشته و در حال حاضر نیاز و اهمیت آن ها حتی بیشتر از هر زمان دیگری احساس می شود.
آهک معمولا برای توصیف یکی از محصولات زیر استفاده می شود:
اکسید کلسیم یا آهک زنده
هیدروکسید کلسیم، آهک هیدراته یا آهک مرده
کربنات کلسیم پودر شده
کربنات کلسیم رسوبی یا PCC
و …
همه چیز درباره کاربردهای آهک
شاید باورتان نشود اما همه ما معمولا در طول روز بدون آن که بدانیم بارها از فراورده های آهک استفاده می کنیم و این ماده همه فن حریف در زمینه های مختلف از پاکسازی آب آشامیدنی گرفته تا تصفیه شکر، رشد بهتر گیاهان، ملات و گچ مورد استفاده در دفتر کار، جاده آسفالت شده ای که هر روز در آن رانندگی می کنیم و حتی کاغذ که روزانه صدها بار با آن سر و کار داریم به کار رفته است.
کاربرد آهک در فرایندهای شیمیایی
آهک یک ماده شیمیایی صنعتی پایه است که به عنوان ماده اولیه در بسیاری از فرایندهای شیمیایی استفاده می شود، از جمله:
از کربنات کلسیم رسوبی برای تولید کاغذ، رنگ، جوهر، پلاستیک و لاستیک و برخی مواد غذایی استفاده می شود.
کاربید کلسیم قدیمی ترین منبع استیلن است که با مخلوط کردن اکسید کلسیم (ماده تشکیل دهنده آهک) و کک در دمای 2000 درجه سانتی گراد به دست می آید. کاربید ذوب شده پیوسته از کوره خارج شده و به محض سفت شدن خرد و به اندازه دلخواه آسیاب می شود. از کاربید کلسیم برای تولید سینامید کلسیم که یک کود نیتروژنی است و همچنین گاز استیلن استفاده می شود.
از آهک در تصفیه اسید سیتریک نیز استفاده می شود، به این صورت که ابتدا آهک هیدراته شده به محلولی از اسید سیتریک که قبلا مواد معلق موجود در آن جدا شده اضافه می شود، سپس سیترات کلسیم رسوب و جدا می شود. در مراحل بعد می توان دوباره با واکنش سیترات کلسیم و اسید سولفوریک اسید سیتریک تولید کرد.
آهک برای ساخت اکسید منیزیم در فرایند تولید از آب دریا و تولید از آب نمک به کار می رود.
سفید کننده های کلسیم هیپوکلریت از واکنش شیمیایی آهک و کلر به دست می آیند. این سفید کننده ها به طور گسترده به عنوان مواد شیمیایی در استخرها و کاغذ سازی به کار می روند.
واکنش میان آهک دولومیتی و اسید استیک برای تولید کلسیم منیزیم استات که ماده شیمیایی مورد استفاده برای یخ زدایی است کاربرد دارد، این ماده خوردگی ندارد، با محیط بسیار سازگار است، در مقایسه با نمک به سطح جاده ها و قطعات خودرو کمتر آسیب می رساند، در ذوب یخ در دماهای بسیار پایین موثر است و برای پوشش گیاهی سمی نیست.
به طور کل آهک در ساخت بسیاری از مواد شیمیایی معدنی و آلی به کار می رود و بیشتر نمک های آلی و معدنی کلسیم از واکنش اسیدهای مختلف با آهک به عنوان ماده پایه به دست می آیند. از مهم ترین محصولات معدنی که از آهک برای تولید آن ها استفاده می شود می توان به کلسیم فسفات ها، فلوراید، برومید، فروسیانید و نیترات اشاره کرد.
از دیگر کاربردهای شیمیایی آهک می توان به تولید اتیلن یا پروپیلن گلیکون، ماده خنثی کننده در ساخت بی کرومات، تصفیه آب نمک، ساخت کلسیم متالیک و استفاده به عنوان آهک سودا که نوعی جاذب و تصفیه کننده گاز است اشاره کرد.
کاربرد آهک در مواد غذایی
استفاده از آهک هیدراتI برای تولید شکر از نیشکر و چغندر قند ضروری است، از این ماده برای خالص سازی شکر از سایر منابع مانند افرا یا سورگوم نیز استفاده می شود اگرچه این نوع شکرها نسبت به سایر انواع کمتر تولید می شوند.
در فرایند تولید کره، بعد از جدا کردن خامه از شیر کامل و قبل از پاستوریزه کردن، برای کاهش اسیدیته آب آهک به خامه اضافه می شود. سپس شیر بدون خامه را اسیدی یا ترش می کنند تا کازئین آن جدا شود، از ترکیب کازئین با آهک و کمی فلوراید سدیم کازئینات کلسیم که نوعی چسب است تولید می شود.
از آهک برای تهیه نوع رایج بکینگ پودر یا مونو کلسیم فسفات استفاده می شود، این پودر از واکنش اسید فسفریک خالص و آهک کلسیم بالا ساخته می شود.
آهک برای افزایش طول عمر میوه ها و سبزیجات در انبارها مورد استفاده قرار می گیرد.
ذرت قبل از تبدیل به کورن میل ابتدا در شیر آهک خیسانده می شود، آهک در صنعت چیپس ذرت نیز کاربرد دارد.
کاربرد آهک در صنعت
دولومیت دیر گداز – یا دولوما با خلوص بالا – و دولومیت مرده – یا دولومیت با درجه خلوص پایین – هر دو از کلسینه کردن – نوعی فرایند گرمایی برای تجزیه ترکیبات شیمیایی مواد – سنگ آهک دولومیتی به دست می آیند. روش تولید مشابه ساخت آهک معمولی است اما زمان حرارت طولانی تر بوده و به دمای بالاتری نیاز است.
از دولوما با خلوص بالا در ساخت آجرهای نسوز به کار رفته در روکش های کوره دوار آهک و سیمان، ملاقه های فلزی و پالایش ظروف استفاده می شود. دولوما با خلوص پایین نیز در کوره های مدور در دماهای پایین تر و ساخت مواد مورد نیاز برای تعمیر و یکپارچه سازی کوره های فلزی کاربرد دارد.
یک نوع آجر سیلیکا، نسوز مخصوصی است که برای روکش اجاق های کک و کوره های شیشه ای استفاده می شود و از ترکیب سیلیس آسیاب شده (معمولا کوارتزیت) و مقداری شیر آهک به عنوان کمک پخت تهیه می شود که شکل های مختلف به خود گرفته و در کوره ها استفاده می شود.
آهک در صنعت کاغذ سازی برای سفید کردن و تولید PCC استفاده می شود.
کاربرد آهک در ساختمان سازی
در مطالعات انجام شده معماران در مورد مصالح ساختمانی سنتی آهک به عنوان یکی از مهم ترین مواد ساختمانی شناخته شده است.
آهک برای ترمیم بنا و ساختمان ها بسیار مورد توجه قرار گرفته زیرا بافت متخلخل آن با جذب و رها سازی رطوبت از گیر افتادن رطوبت داخل ساختمان و آسیب دیدن بافت آن جلوگیری کرده و به تعادل رطوبت داخلی ساختمان کمک می کند که از رشد کپک ها جلوگیری و محیطی راحت تر فراهم می کند.
برخی موارد استفاده آهک در ساختمان سازی عبارتند از:
از آهک در تثبیت خاک جاده ها، فونداسیون ساختمان ها و سدهای خاکی استفاده می شود.
مردم از دیرباز می دانستند آهک هیدراته یک ماده افزودنی برتر ضد سلب برای سنگ فرش های آسفالتی است که از شیار شدگی و شکستگی در دماهای پایین تر جلوگیری کرده و به بهبود مقاومت در برابر رطوبت و دوام سنگ فرش ها کمک می کند.
شاید قدیمی ترین و سنتی ترین استفاده از آهک در ملات و گچ به دلیل قابلیت انعطاف پذیری و کارایی عالی آن بوده است.
کاربرد آهک در محیط زیست
شهرداری ها، تاسیسات صنعتی، صنایع رفاهی مانند آب و برق و عملیات استخراج معادن همگی برای رعایت اصول محیط زیست به آهک تکیه دارند، از جمله:
آهک برای سالم سازی گازهای ایجاد شده توسط نیروگاه ها، تاسیسات صنعتی و سوزاندن زباله های پزشکی و خطرناک استفاده می شود. آهک اکسید گوگرد این گازها را جذب و خنثی می کند و به جلوگیری از باران اسیدی و کاهش انتشار آلاینده های خطرناک از جمله جیوه کمک می کند.
آهک در فرایند جدا سازی ناخالصی های موجود در آب آشامیدنی کاربرد دارد.
در تاسیسات صنعتی و عملیات استخراج معادن از آهک برای تصفیه فاضلاب ها با تنظیم PH فاضلاب های اسیدی و از بین بردن فسفر و نیتروژن استفاده می کنند.
کاربرد آهک در کشاورزی
غلظت یون هیدروژن خاک با نماد PH توصیف می شود و بسیاری از مشکلات مربوط به رشد گیاهان به پایین بودن این یون در خاک برمی گردد زیرا اسیدی بودن خاک (PH پایین) باعث می شود گیاهان قادر به جذب درست مواد مغذی نبوده و به خوبی رشد نکنند.
آهک از مواد افزودنی و مفید برای خاک است که باعث بالا رفتن سطح PH و کاهش اسیدیته خاک می شود و به رشد بهتر علف ها و گیاهان کمک می کند.
آهک به گیاهان کمک می کند تا بتوانند منیزیم و کلسیم مورد نیاز خود را از خاک دریافت کنند.
افزودن آهک به خاک های اسیدی باعث می شود آب بهتر در این خاک ها نفوذ کرده و آب رسانی به گیاهان بهبود پیدا کند.
کاربرد آهک در فولاد سازی
بیشترین کاربرد آهک در ساخت فولاد است و از آن در گداختن و از بین بردن ناخالصی ها از جمله سیلیس، فسفر و گوگرد استفاده می شود. آهک در کوره های اصلی اکسیژن، کوره های قوس الکتریکی و همچنین پالایش ثانویه به کار می رود.
کلسیم و آهک دولومیتی که در صنعت فولاد سازی استفاده می شوند باید خواص فیزیکی و شیمیایی دقیقی داشته باشند.
آهک برای تولید فلزات غیر آهنی نیز ضروری است مثلا از آهک برای بهره برداری از سنگ مس، ساخت آلومینا (اکسید آلومینیوم) و منیزیا (اکسید منیزیم) برای استفاده در تولید منیزیم و آلومینیوم، برای استخراج اورانیوم و بازیابی طلا و نقره استفاده می شود.
منبع : کوکا