مقدمه

سنگ آهک (Limestone) یا کربنات کلسیم به ندرت به صورت آهک خالص در طبیعت پیدا می‌شود. این سنگ، بیشتر به صورت آهک رسی ، آهک ماسه‌ای و دولومیت یافت می‌شود. ناخالصیهای مهم سنگ آهک عبارتند از : منیزیم ، سیلیس ، آلومینیوم و منگنز. سنگ آهک در کوره و در دمای مناسب با ترکیب شیمیایی آن پخت می‌گردد. سنگ آهک خالص در دمای خالص در دمای حدود 1000 درجه سانتیگراد و سنگ آهک رسی یا دولومیتی در دمای حدود 1300 درجه سانتیگراد کلسینه می‌شود.

به آهک هیدراته ، شکفته نیز گفته می‌شود. آهک زنده در برابر هوا و رطوبت ناپایدار است و از این روی نمی‌توان آن را مدتی دراز نگهداری کرد. آهک هیدراته را می‌توان مدتی دراز انبار نمود. برای تهیه آهک زنده پایه کار آن است که باید میزان کربنات کلسیم در سنگ آهک بیش از 90 درصد و مقدار SiO₂+Fe₂O₃+Al₂O₃ آن کمتر از 4 درصد باشد. سنگ آهک در کوره‌های افقی یا عمودی پخته می‌گردد.

مصارف آهک زنده و هیدراته

آهن و فولاد 41 درصد، صنعت ساختمان 32 درصد، محیط زیست 3 درصد، صنایع شیمیایی 6 درصد، کاغذ سازی ، سرامیک ، رنگ سازی، تصفیه قند ، چرم سازی ، کشاورزی و صنعت نفت 8 درصد را شامل می‌شوند.

صنایع فولاد

تا پیش از سال 1960 آهک به عنوان کمک ذوب در فولاد سازی همراه با دیگر مواد و به روش کوره‌های روباز ، استفاده می‌شده است. میزان آهک مصرف شده برای تهیه یک تن فولاد حدود 12 کیلوگرم است. از سال 1960 به این سو و با رواج روش کوره‌های بازی اکسیژنی (BOF) ، فقط از آهک به عنوان کمک ذوب استفاده می‌شود و میزان آهک مصرفی به حدود 50 تا 100 کیلوگرم در تن افزایش یافته است. مقدار آهک مصرفی برای صنایع فولاد از حدود 1.4 میلیون تن در سال 1961 به 8.1 میلیون تن در سال 1979 افزایش یافته است.

در آمریکا بر آهک زنده حدود 10 تا 30 درصد اکسید منیزیم زنده می‌افزایند گوگرد و فسفر از عناصر مزاحم شمرده می‌شوند و به این دلیل است که میزان آنها در سنگ آهک باید ناچیز باشد. نقش آهک علاوه بر کاهش دمای ذوب، به عنوان جدا کننده و جمع کننده عناصر زاید و از جمله گوگرد ، فسفر ، آلومینیوم و سیلیس و با افزایش آن به سرباره نیز اهمیت دارد.

مصارف متالوژی آهک

برای ذوب کردن کانسنگ بعضی از فلزات نظیر مس از آهک استفاده می‌کنند. آهک علاوه بر کاهش دمای ذوب موجب جذب گاز SO₂ می‌گردد. در فلوتاسیون مواد معدنی از آهک به عنوان کنترل کننده PH محلول استفاده می‌شود. در بیشتر روشهای استخراج منیزیم از آب دریا ، آهک نیز بکار می‌رود. در تهیه آلومینیوم به روش بایر ، میزان قابل توجهی آهک مصرف می‌گردد. در استحصال طلا به روش سیانوراسیون نیز آهک را بکار می‌برند.

مصارف بهداشتی آهک

• بهبود کیفیت آب آشامیدنی : بی‌کربنات موجود در آب با افزودن آهک را سبب شده و موجب کاهش سختی آب می‌گردد. برای استریل کردن آب به کمک آهک ، نخست PH آب را برای مدتی از 3 تا 10 ساعت و در حدود 11.5 تثبیت می‌کنند. پس با وارد کردن گاز CO₂ سطح PH آب را به میزان استاندارد (PH=5.7) کاهش می‌دهند. بخش اعظم آهک به صورت لجن ته نشست می‌گردد. آهک همچنین موجب راسب شدن ترکیبات فسفاته و نیتروژن می‌گردند.
  
  
• کنترل PH پسابها و راسب کردن مواد زاید
• خنثی نمودن پسابهای اسیدی کارخانه‌ها
  
  
• کنترل آلودگی هوا : در کارخانه‌های ذوب فلزات و نیز به عنوان جذب کننده گازهای سمی نظیر HCl ، HF و SO₂ و غیره از آهک استفاده می‌کنند.

مصارف شیمیایی آهک

• در تهیه کربنات و بی‌کربنات سدیم : برای تهیه یک تن کربنات سدیم در حدود 700 کیلوگرم آهک مورد نیاز است.
  
  
• تهیه کاربید کلسیم : مخلوط آهک و کک در کوره الکتریکی و دمای 3000 تا 3400 درجه سانتیگراد به کاربید کلسیم تبدیل می‌شود. برای تهیه یک تن کاربید کلسیم به حدود یک تن آهک احتیاج است. از کاربید کلسیم به منظور تولید گاز استیلن (C₂H₂) استفاده می‌شود. هم اینک ، گاز استیلن را از گاز اتیلن تهیه می‌کنند و این روش از کاربید کلسیم مناسبتر است.
  
  
• مواد شیمیایی آلی : برای تهیه ترکیبهای اتیلن و پروپیلن ، گلینکولها ، نمکهای آلی کلسیم‌دار ، همچنین تصفیه و تغلیظ اسید سیتریک و گلوکز ، به آهک نیاز است.
  
  
• سایر مصارف شیمیایی : تهیه منیزیم از آب دریا، تهیه نمک طعام و حشره کشها و مواد رنگی.

مصرف آهک در کاغذ سازی

در صنعت کاغذ سازی به منظور تهیه پالپ سولفات ، استفاده دوباره از کربنات سدیم و تهیه هیپوکلریت کلسیم که خاصیت سفید کنندگی دارد از آهک استفاده می‌کنند.

مصرف آهک در مصالح ساختمانی و سرامیک

به عنوان ملات ، روکش داخل ساختمان و در شیشه سازی به عنوان کمک ذوب از آهک بهر می‌گیرند. در دیرگدازهای دولومیتی ، آهک نیز بکار می‌رود. در تهیه سیمان نیز آهک ماده اصلی و عمده را تشکیل می‌دهد.

دیگر مصارف آهک

• کارخانه‌های قند و شکر : در تهیه قند و شکر ، از آهک برای تصفیه و جداسازی ترکیبات فسفاته و اسیدهای آلی استفاده می‌شود. در کارخانه‌هایی که از چغندر استفاده می‌کنند. به ازای هر تن شکر ، 250 کیلوگرم و در کارخانه‌هایی که از نیشکر تغذیه می‌شوند، برای تهیه هر تن شکر ، 2 تا 7 کیلوگرم آهک بکار می‌گیرند.
  
  
• صنایع نفت : برای خنثی کردن ترکیبات آلی سولفورها ، بی‌اثر ساختن گاز SO₂ و تهیه گریس مخصوص از آهک استفاده می‌شود.
  
  
• در صنایع رنگ سازی : از آهک به عنوان ماده پرکننده استفاده می‌کنند.
• در چرم سازی : برای جدا کردن مو یا پشم از پوست حیوانات از آهک بهره می‌گیرند (صنعت دباغی).
• در کشاورزی : برای کنترل PH آب از آهک استفاده می‌کنند.

میزان تولید آهک

میزان آهک زنده و هیدراته تولیدی جهان در سال 1979 بالغ بر 112972290 تن گزارش گردیده که از این تعداد ، 21 درصد در شوروی (سابق) ، 16 درصد در ایالات متحده آمریکا ، 9 درصد در آلمان غربی (سابق) ، 7 درصد در لهستان و 8 درصد در ژاپن تولید شده است.

سنگ آهک در ایران

سازندهایی که آهک آنها مناسب است به شرح زیرند:

پالئوزوئیک

قدیمی ترین سنگ آهکی که در مقیاس نیمه صنعتی استفاده می‌گردد، آهک سازنده مبارک است، سازندهای آهک قدیمی تر به دلیل بالا بودن میزان ناخالصیها و از جمله اکسید منیزیم و کانیهای رسی، مناسب نیستند. مناسب ترین سنگهای آهکی پالئوزوئیک به پرمین تعلق دارد. این سنگها به رنگ خاکستری و به صورت توده‌ای یافت می‌شوند.

مزوزوئیک

سنگهای آهکی ژوراسیک میانی در کوه‌های البرز و کپه داغ (مزدوران)، قلعه دختر ، اسفندیار و بادامو در ایران مرکزی برای تهیه سیمان بسیار مناسبند. آهکهای کرتاسه به دلیل کیفیت مناسب ، گسترش وسیع در سطح کشور در بیشتر کارخانه‌های سیمان استفاده می‌شوند. به عنوان مثال ، کارخانه‌های سیمان ری ، تهران ، اصفهان ، کرمان ، صوفیان ، درود ، آبیک و نکا از آهک کرتاسه استفاده می‌کنند.

سنوزوئیک

آهکهای سازند قم در بیشتر مناطق مناسب هستند. آهکهای سازند آلماری عمدتا مناسب هستند و در حال حاضر کارخانه‌های سیمان شیراز و بهبهان از این سازند بهره می‌برند.

مباحث مرتبط با عنوان

• آب آهک
• آهک
• آهکهای سازند آلماری
• آهکهای سازند قم
• آهک سازنده مبارک
• تولید صنعتی استیلن
• تولید فولاد
• دولومیت
• سنگ آهک
• سنگ مرمر
• صنعت دباغی
• کاربید کلسیم
• کنترل PH آب