سنگ آهک در مصارف صنعتی

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 ودولومیت 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+Al2O3آن 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 1.44 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 وسیلیس 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 فلوتاسیونمواد 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=5.77) 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 تهیهسیمان 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. 

فروش تهران :

02144627539 - 02144627408

فروش بندرعباس :

07632235771 - 07632240617 - 07632246722

www.mbpol.com 

نمک

سنگ نمک

سنگ نمک کوهی (Rock Salt) ، کانی سدیم کلرید (NaCl) است که با نام هالیت (Halite) یا کلرید سدیم طبیعی نیز شناخته می‌شود. با ورود ناخالصی به بلور هالیت، این کانی به رنگ‌های گوناگون در می‌آید که معمولا از استخراج نمک های معدنی زیر زمینی بدست می آید. سنگ نمک به طور معمول بدون رنگ و شفاف است ولی گاهل به رنگ هایی مانند آبی روشن می باشد. با ورود ناخالصی به بلور هالیت، این کانی به رنگ های گوناگون در می آید برای مثال با ورود عناصر اورانیوم و کربن به رنگ سیاه در می آید. سنگ نمک به همراه سیلویت یا نمک تلخ در محیط های تبخیری و گرم و خشک یافت می شود. نمک صنعتی درجه خلوص کمتری نسبت به نمک طعام (خوراکی) دارد. ایران دارای معادن نمک بسیاری است و در تولید نیز جزو بیست کشور برتر دنیا در زمینه تولید نمک محسوب می شود.

نمک مروارید بندرپل 

معدن نمک مروارید بندر پل (Morvarid Salt) بزرگترین تولید کننده انواع محصولات نمک صنعتی، نمک دانه بندی، نمک های حفاری، نمک بسته بندی در استان هرمزگان (شهر بندرعباس) و منطقه می باشد. این مجموعه با سابقه درخشان در صادرات نمک صنعتی استاندارد به بازارهای بین المللی با بهره گیری گسترده از ماشین آلات و خط تولید دانه بندی نمک و بسته بندی نمک، قابلیت تولید نمک عیار بالا در تمامی سایزهای مورد نیاز بازارهای نمک داخلی و خارجی نمک را داراست. بهره گیری از معادن نمک بسیار مرغوب ، تنوع دانه بندی نمک، نمک با کیفیت بالا، ارائه بهترین خدمات در تحویل محموله نمک به مشتری در کمترین زمان ، بسته بندی نمک بصورت نمک فله، کلوخه نمک، بسته بندی نمک در کیسه، بسته بندی نمک در جامبو بگ، نزدیکی معدن نمک به بندر شهید رجائی (بزرگترین بندر تجاری ایران) ، محوطه اختصاصی جهت دپو و بارگیری نمک، امکانات مربوط به صادرات نمک بصورت فله و نمک بصورت کانتینری و با تجربه بسیار موفق در بارگیری نمک در کشتی و بارگیری نمک در بارج و همچنین حمل و نقل گسترده بین المللی نمک جهت تحویل نمک دلخواه در کلیه بازارهای هدف مصرف کننده نمک توانسته این مجموعه را به یکی از بزرگترین واحدهای صادرات نمک به کشورهای آسیایی ، صادرات نمک به خاور میانه، صادرات نمک به کشورهای حوزه خلیج فارس، صادرات نمک به کشورهای افریقایی،صادرات نمک به کشورهای اروپایی و صادرات نمک به کشور های امریکایی تبدیل نماید.
سامانه حمل و نقل زمینی نمک به عنوان بخشی از توانمندی های این مجموعه قادر است در اسرع وقت نسبت به تحویل نمک به مشتریان و بدون وقفه اقدام نماید که  همین امر موجب جلب رضایت مشتریان عزیز می باشد.
به یمن نزدیکی معدن نمک در فاصله 14 کیلومتری بندر شهید رجایی، بارگیری نمک، تخلیه و انتقال نمک بصورت نمک فله، نمک بسته بندی شده در کشتی، کانتینر، شناورهای سبک از قبیل بارج، لنچ، لندینگ کرافت و دوبه های سنتی و مدرن بسیار ساده و آسان با کمترین هزینه امکان پذیر می باشد.

فروش تهران :

02144627539 - 02144627408

فروش بندرعباس :

07632235771 - 07632240617 - 07632246722

www.mbpol.com

سنگ آهک در مصرف فولاد

سنگ آهک در صنعت فولاد

سنگ آهک سنگی است با منشاء رسوبی، ترکیب شیمیایی CaCO3، درجه سختی 3 و وزن مخصوص 2/7 گرم بر سانتیمتر مکعب (در شرایطی که هیچگونه درز و شکاف و خلل و فرجی در آن وجود نداشته باشد.) از نظر کارخانجات تولید کننده آهک، سنگ آهک یک واژه عمومی برای آن دسته از سنگهایی است که حاوی حداقل 80 درصد کربنات های کلسیم و منیزیم باشد و عمل بعد از تکلیس به آهک زنده تبدیل شده و بر اثر افزایش آب به آهک مرده تبدیل می شوند. به طور کلی واژه سنگ آهک فقط در مورد آن دسته از سنگهایی  به کار می رود که ذرات کربناته آن نسبت به اجزای تشکیل دهنده غیرکربناته بیشتر باشد. برای مثال اگر دانه های کوارتز تخریبی (در اندازه ماسه) بیش از 50 درصد سنگ را تشکیل دهد واژه سنگ آهکی برای نامگذاری آن مناسب تر خواهد بود. به خارج ساختنCo2 از سنگ آهک عمل تکلیس گفته می شود، محصول این عمل که از حرارت دادن سنگ آهک در دمای 1200 درجه سانتیگراد به دست می آید را آهک زنده (CaO)   می نامند، در مقابل افزودن آب به سنگ آهک موجب کاهش خواص متعدد سنگ آهک شده و آن را آهک مرده می نامند. میزان تولید سنگ آهک در جهان بالغ بر 1000 میلیون تن است و عمدتاً به مصرف صنایع متالوژی رسانده می شود. از کل تولید داخلی سنگ آهک کمتر از 33 میلیون تن آن در صنایع متالوژی و حدود نیمی از آن در واحدهای فولادسازی کشور به مصرف می رسد. موارد مصرف آهک در صنایع بسیار متنوع و گوناگون است. عمده ترین مصرف آهک در صنایع ذوب فلزات،  شیمیایی، ساختمانی و کشاورزی گزارش شده است. آهک بر حسب نوع مصرف در صنایع گوناگون به صورت سنگ آهک دانه بندی شده، آهک زنده (آهک پخته) و آهک شکفت به بازار عرضه می شود. سنگ آهک در صنایع تولید آهن و فولاد به عنوان گدازآور و برای  حذف ناخالصی ها به کار برده می شود. همچنین آهک به صورت آهک نپختــه، و شیر آهک برای تولید گنــدله و آگلومره مصرف می گردد.
یکی از روشهای تولید گندله اضافه کردن مواد افزودنی شامل بنتونیت و سنگ آهک است. در اینصورت گندله تولیدی دارای خواص اسیدی است که لازم است در مرحله تولید فولاد برای خنثی سازی خاصیت اسیدی بنتونیت و تنظیم اندیس قلیایی سرباره به مصرف آهک پخته بیشتری نیاز خواهد بود. در صورت مصرف شیرآهک به جای بنتونیت برای تولید گندله به دلیل سطوح ویژه زیاد شیر  آهک، سطوح ویژه مخلوط بالا رفته و سبب بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی گندله خام و پخته می شود. در این صورت مصرف کل آهک برای تولید فولاد کاهش یافته و میزان مصرف انرژی در کوره قوس الکتریکی کمتر خواهد شد. سنگ آهک در محیط های خنثی پایدار  است و تغییر نمی کند ولی به آسانی توسط اسیدها خورده شده و گاز کربنیک آزاد می کند. در محیط های قلیایی سنگ آهک پایدار بوده و وارد واکنش نمی شود. با وجود آنکه واکنش شیمیایی تکلیس بسیار ساده و آسان به نظر می رسد ولی در عمل عوامل بسیاری در این واکنش موثر بوده و از پیچیدگی خاصی برخوردار است. عوامل اصلی در تکلیس سنگ آهک عبارتند از:

• گرم کردن سنگ آهک تا دمای تفکیک
• نگهداری سنگ آهک در این دما تا مدت زمان لازم
• خارج ساختن ملکول های گاز کربنیک تولید شده از محیط واکنش

آغاز تکلیس را می توان تحت شرایطی مانند تکلیس در فشارهای کمتر از یک اتمسفر و در دمای کمتر از درجه حرارت انجام داد. ولی در هر حال سرعت واکنش در دمای آغاز تفکیک بسیار پایین بوده و به منظور افزایش سرعت واکنش باید درجه حرارت را از حد کامل شدن تکلیس نیز بالاتر برد. اگر دمای عملی تکلیس بسیار بالا باشد (بالاتر از حدود 1400 درجه سانتیگراد)، آهک حاصل متراکم می گردد و می تواند تا حدود 25 الی 40 درصد از حجم اولیه آهک را کاهش دهد. تراکم آهک باعث کاهش شدید خاصیت ترکیب شیمیایی آن شده و آن را برای اکثر مصارف نامطلوب می سازد. حالت متعادل و مطلوب برای مصارف آهک آن است که سنگ آهک به طور کامل تکلیس شود و آهک حاصل به اندازه کافی نرم و متخلخل باشد. این امر برای آهک مصرفی در صنایع متالورژی و به خصوص تولید آهن و فولاد لازم است. زمان تکلیس نیز شرایط مشابه با دمـای تکلیس دارد و اگر مدت آن از حـد معینی تجـاوز کند، این امر منجر به تشکیل آهک متراکم با خواص نامطلوب می شود، لذا لازم است که دما و زمان به دقت در جریان  تکلیس کنترل شوند. در  جریان تکلیس باید شرایط لازم برای خروج گاز کربنیک تولیدی فراهم باشد. در غیر اینصورت گاز کربنیک می تواند با آهک در لایه های سطحی وارد واکنش شده و مجددا تولید کربنات کلسیم کند و بدین ترتیب کاهش مرغوبیت محصول را باعث شود. کوره تکلیس باید طوری طراحی شود که خروج گاز کربنیک حاصل از آن به آسانی انجام شود.
خاصیت تکلیس سنگ آهک بستگی به بلورهای تشکیل دهنده و نوع آنها دارد. هر قدر این بلورها درشت تر باشند، عمل تکلیس مشکلتر است. در بعضی از انواع سنگ آهک که بلورها بسیار درشت و به صورت کلسیت هستند عملا تکلیس مشکلتر است. در بعضی از انواع سنگ آهک که بلورها بسیار درشت و به صورت کلسیت هستند عملا تکلیس کامل سنگ غیرممکن می باشد. عامل  دیگری که در تکلیس اهمیت دارد یکنواخت بودن ابعاد سنگ آهک می باشد. هر قدر دانه های سنگ آهک یکنواخت تر و اختلاف ابعاد ذرات کوچکتر باشند، عمل تکلیس منجر به تولید محصول مرغوب تر با خواص فیزیکی و شیمیایی یکنواخت تر خواهد شد. اگر اختلاف ابعاد ذرات سنگ آهک زیاد باشد در جریان تکلیس ذرات ریز سریعتر تفکیک شده و آهک حاصل به علت قرار گرفتن به مدت طولانی در دمای بالا متراکم تر شده و در نتیجه محصول حاصل خواص شیمیایی یکنواختی نخواهد داشت و بدین ترتیب اهمیت دانه بندی سنگ آهک برای مصارف متالوژی بسیار مهم است. زمان و دما دو عامل اصلی در جریان تکلیس هستنـد که با یکدیگـر نسبـت معکـوس دارنـد. افزایش یکی باعث کاهش دیگـری می شود. از نظر اقتصادی به نظر می رسد بالا بردن دمای تکلیس جهت کوتاهتر کردن زمان در اکثر موارد بیشتر مقرون به صرفه باشد ولی در عمل چنین نمی باشد. وجود ناخالصی ها به خصوص سیلیس و آلومین  در جریان تکلیس نامطلوب می باشد. این ناخالصـی ها در جریــان تکلیس با آهک ترکیب شده و انــواع سیلیـکات ها، آلومینــات ها و فریت ها را تشکیل می دهند. اکثر این واکنش ها در دماهــای بالا انجام می شوند. لذا در سنگ های آهک تکلیس شده در دمای پایین (حدود 1000 درجه سانتیگراد) عملا این ناخالصی ها وارد واکنش شیمیایی نشده و به صورت اولیه و غیرترکیبی خود باقی می مانند.
وزن آهک تولیدی از تکلیس سنگ آهک حدود نصف وزن سنگ آهک اولیه است و لذا برای تولید هر تن آهک باید حدود دو تن سنگ آهک در نظر گرفت. انرژی مصرفی برای تکلیس هر کیلوگرم سنگ آهک به طور نظری 406/7 کیلوکالری می باشد. این مقدار انرژی برای تکلیس در 850 سانتیگراد محاسبه شده است. در صورتی که عملا تکلیس در دمای بالاتر انجام می گیرد (در بعضی از موارد برای تولید آهک متراکم دمای تکلیس حدود 1600 درجه سانتیگراد است) در نتیجه با توجه به بازدهی حرارتی، مصرف انرژی بالاتر بوده و تا 1200 کیلوکالری به ازای هر کیلوگرم سنگ آهک می رسد. در انتخـاب روش تکلیس عوامل متعـددی دخـالت  دارنـد که بعضـی از آنهـا به قـرار زیـر می باشند:

• مشخصات فیزیکی سنگ آهک از نظر ابعاد و غیره.
• مصرف سوخت
• سرمایه گذاری
• نیاز بازار به انواع آهک
• آلودگی محیط زیست

فروش تهران :

02144627539 - 02144627408

فروش بندرعباس :

07632235771 - 07632240617 - 07632246722

www.mbpol.com