مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون

کاغذ

سنگ آهک به شکل آهک، در فرایندهای مختلف زیر استفاده می شود:
فرایند هیدروکسید سدیم: در این فرایند، سدیم هیدروکسید برای هضم چوب و سایر الیاف، استفاده می شود. بعد از هضم، هیدروکسید سدیم با شستشو حذف می شود و ماده ی حاصله با آهک شکفته واکنش می دهد تا بتوان از این ماده دوباره استفاده کرد. آهک موجب کوآگولاسیون ناخالصی های سوسپانسیونی در سود سوزآور می شود و موجب رسوب دهی آن می شود.
فرایند سولفیت: با عبور گاز دی اکسید گوگرد، آهک شکفته به CaHSO_3 تبدیل می شود که دارای طبیعت اسیدی است. CaHSO_3 تمام اجزای قطعات چوبی را به جز سلولز، در خود حل می کند.
فرایند استیم: در این فرایند، آهک برای هضم و کارهای دیگر، مورد استفاده قرار می گیرد.
کلسیم کربنات به عنوان فیلر در برخی از انواع کاغذ، مورد استفاده قرار می گیرد. اما این ماده، در واقع سنگ معدن طبیعی نیست بلکه کربنات کلسیم رسوب داده شده ، می باشد.
ویژگی ها: سیلیس آزاد جزء مواد مضر در این کاربرد است. در واقع خاصیت سایش پذیری این ماده ضعیف است و حلالیت آن نیز پایین است. این مواد بر روی نرمی سطح کاغذ، اثر نامطلوب دارد.
مواد رسی در فرایند هیدروکسید سدیم، در آب باقی می ماند و رسوب دهی آن بسیار آهسته است. به هر حال، این مواد رسی موجب بسته شدن تخلخل های آهک کلسینه می شوند و بنابراین، فرایند هیدراسیون را تضعیف می کند. از این رو، مواد رسی در فرایند هیدروکسید سدیم، مضر می باشند.
در فرانید سولفید، اکسید منیزیم یک ماده ی نامطلوب است. زیرا بی سولفیت منیزیم به همراه بی سولفیت کلسیم تشکیل می شود. بی سولفیت کلسیم فعال کمتری دارد و حلالیت و پایداری بالاتری دارد از این رو، موجب افزایش بهره وری فرایند می شود. در سایر فرایندها، این ماده، ماده ای نامطلوب است زیرا موجب کاهش نرخ خیساندن آهک می شود.
اکسید آهن یک ماده ی رنگی است و موجب اثرات نامطلوب رنگی بر روی بدنه های سفید دارد.
شکر
در تولید شکر، نقش آهک در واقع تصفیه ی آب نیشکر است. آهک به شکل شیر آهک، به داخل آب نیشکر جوشان وارد می شود و دی اکسید گوگرد یا دی اکسید کربن به داخل آن دمیده می شود. آب مربوط به هیدروکسید کلسیم، خارج می شود و با ترکیب فسفات ها و اسیدهای آلی با دی اکسید کربن، کربنات کلسیم،$ سولفات کلسیم، کلسیم فسفات ها و برخی ترکیبات آلی، تشکیل می شود. وقتی این آب نیشکر، خنک می شود، تمام این اجزا موجب به دام افتادن ناخالصی هایی می شود که در داخل مخلوط پراکنده شده اند. این مسئله موجب پالایش آب نیشکر می شود.
در فرایند دیگری که فرایند Steffen نامیده می شود، قند رسوب می کند و ناخالصی ها هنوز در محلول باقی می مانند. در این مورد، آهک یک نمک نامحلول با شکر تشکیل می دهد. این ترکیب در نهایت، بوسیله ی دی اکسید کربن تجزیه می شود و کریستال های شکر، جداسازی می شود.
ویژگی ها: منیزیم کربنات، مواد رسی و اکسید آهن، مضرترین اجزا برای سنگ آهک مورد استفاده در این کاربرد، تلقی می شوند. منیزیم کربنات در آب نیشکر حل می شود و وقتی آب نیشکر می جوشد و غلیظ می شود، به صورت رسوباتی برروی ظرف، تشکیل می شود. مواد رسی نیز تشکیل سوسپانسیون های کلوئیدی در آب نیشکر می دهند و به صورت مواد ژله ای می شوند که سطح کریستال های شکر را پوشش می دهد. این کار موجب جلوگیری از رشد و فیلتراسیون آنها می شود. اکسید آهن نیز دارای اثرات رنگی بر روی شکر است. برخی از کارخانه های شکر، آهک خریداری نمی کنند و این آهک را به صورت مستقیم از سنگ آهک، تولید می کنند.

چرم

در صنعت چرم، آهک شکفته برای کندن مو از سطح چرم، استفاده می شود.
ویژگی ها: از آنجایی که آهک مورد استفاده برای این کاربرد، شکفته است، اکسید منیزیم و مواد رسی، مواد مضری هستند که وجود آنها در داخل آهک، می تواند بر روی فرایند اثر نامطلوب داشته باشد. اکسید آهن نیز یک ماده ی مضر است زیرا بر روی رنگ چرم، اثر نامطلوبی دارد.

کلسیم کاربید

مهم ترین کاربرد کلسیم کاربید در تولید گاز استیلن می باشد. این گاز در جوشکاری، مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از این ماده در تولید کلسیم سیانوآمید نیز استفاده می شود. استیلن در زمان برخورد کاربید کلسیم با آب، تولید می شود.
برای تولید کلسیم کاربید، آهک و کک در حضور هوا، تا دمایی در حدود 2000 درجه ی سانتیگراد، حرارت داهد می شود. این کار در یک کوره ی قوس الکتریکی انجام می شود. اکسید کلسیم با کربن واکنش می دهد و موجب تولید کلسیم کاربید می شود. محصول مذاب حاصله، سرد می شود و به جامد تبدیل می شود.
ویژگی ها: در داخل بستر مخلوط آهک و کک موجود در کوره، باید هوای کافی وجود داشته باشند تا بدین نحو، واکنش ها به طور کامل انجام شود. این مسئله نیازمند این است که آهک به صورت ذرات درشت تر باشد و همچنین استحکام آن به نحوی بالا باشد که در طی جابجایی، به پودر تبدیل نشود.
میزان اکسید کلسیم موجود در آهک، باید تا حد ممکنه بالا باشد. مواد رسی، مواد قلیایی، سیلیس آزاد، اکسید منیزیم و اکسید آهن، مواد فسفردار، آرسنیک و گوگرد، به عنوان ناخالصی های نامطلوب در این فرایند، تلقی می شود.
مواد رسی بیشتر، موجب می شود تا استحکام تکه های آهک، کاهش یابد. اگر هم سیلیس آزاد و هم مواد قلیایی در داخل مخلوط وجود داشته باشد، این دو ماده ترکیب شده و موجب تشکیل سیلکات های مذاب می شود. این مواد در فرایند کاربید سازی، دخالت می کند. وقتی یک چنین کاربیدی با آب مخلوط شود، این عناصر موجب تغییر سریع گاز استیلن به شکل گردوغبار کربناتی قهوه ای رنگی می شود که موجب بسته شدن مجاری سیستم می شود. اکسید منیزیم، همچنین موجب افزایش در دمای ذوب مربوط به حمام می شود. در صورتی که اکسید آهن در داخل بار وجود داشته باشد، به آهن فلزی تبدیل شده و میزان کربن موجود در واکنش را کاهش می دهد.
در صورتی که در داخل کاربید کلسیم، مواد فسفردار، وجود داشته باشد، این مواد موجب آلوده شدن گاز استیلن و در برخی موارد، انفجار می شوند. آرسنیک نیز از جمله عناصری است که موجب ایجاد انفجار می شود. گوگرد نیز در صورت اینکه در کاربید وجود داشته باشد، نه تنها موجب ایجاد بوی بد می شود، بلکه همچنین برای سلامتی، مضر می باشد. این گوگرد حتی ممکن است در طی جوشکاری، وارد جوش شود.

پودر مخصوص سفید کاری پارچه

پودر مخصوص سفیدکاری پارچه، همانگونه که از اسمش، مشخص است، موجب سفید شدن رنگ پارچه می شود. این ماده هم موجب کشته شدن باکتری ها م شود و هم ناخالصی های موجود در پارچه را پاک می کند. برای تولید آن، گاز کلر از میان آهک شکفته، عبور داده می شود.
ویژگی ها: برای آهک مورد استفاده در این کاربرد، اکسید آهن و اکسید منگنز، از جمله مواد مضر محسوب می شوند. هر دوی این مواد، دارای اثر رنگی بر روی پارچه می باشند. سیلیس بر روی نرمی پودر آهک، اثر دارد. وقتی پودر سفید کننده، با آب مخلوط می شود، مواد رسی موجود در سوسپانسیون موجب می شود تا ذرات پودر سفید کننده، ته نشین شوند. از این رو، سیلس و حتی آلومینا، برای این کاربرد، جزء ناخالصی های مضر تلقی می شوند. اکسید منیزیم، قرابت قابل ملاحظه ای با کلر دارد و موجب تشکیل کلریدهایی ی شود که موجب می شود پودر سفید کننده به صورت خمیر در آید. همچنین اکسید منیزیم ماده ای نم گیر است و تا میزان 120 % حجمی، آب جذب می کند. این ماده موجب جذب آب می شود و موجب می شود تا عمر مفید پودر سفیدکننده، کاهش یابد.

پارچه و نساجی

آهک شکفته (هیدروکسید آهک) برای کارهای زیر استفاده می شود:
1)جوشاندن، سفیدگری و نرم کردن الیاف گیاهی
2) آسترکاری دیواره ی داخلی به منظور جلوگیری از آلوده شدن الیاف گیاهی و آسیب دیدن آنها با پودر آهن.
ویژگی ها: اکسید منیزیم یک ماده ی مضر برای آهک مورد استفاده در این کاربرد است. زیرا این ماده موجب می شود تا آهک، جذب آب داشته باشد و از این رو، مضر می باشد. سیلیس آزاد نیز ماده ای مضر در این کاربرد است زیرا این ماده نیز دارای لبه های تیزی است که به الیاف آسیب می زند. سیلیس و آلومینا، به صورت رس، در سوسپانسیون باقی می مانند و به داخل بافت گیاهی وارد می شود. اکسید آهن، دارای اثرات رنگی است و از این رو، مضر می باشد.

تصفیه ی آب و فاضلاب

در این کاربرد، آهک معمولی و آهک شکفته، مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه، پودر اهکی که به عنوان ضایعات از صنایع فولاد و آهن نیز تولید می شود، در این کاربرد، استفاده می شود.
وقتی آب بی کربنات کلسیم و میزیم را حل می کند، این آب را آب سخت می نامند. آهک اضافی به این آب اضافه می شود تا بدین صورت، بی کربنات محلول را به کربنات نامحلول تبدیل کند. این کربنات ته نشین می شود. علاوه بر این، آهک به منظور افزایش pH آب، به آن اضافه می شود. با افزایش pH، رسانایی آب بیشتر شده و از این رو، 99 % از باکتری ها و ویروس های موجود در آب، طی مدت 3 تا 10 ساعت بوسیله ی کلر، کشته می شوند.
در مورد فاضلاب هایی که حاوی مواد فسفردار و سولفات آهن است، آهک شکفته با این سولفات آهن واکنش می دهد و موجب تشکیل توده های غنی از فسفر می شود. این توده ها، به صورت کود، مورد استفاده قرار می گیرند.

احیای خاک

اضافه کردن آهک به خاک،به منظور احیای خاک، یکی از قدیمی ترین روش های مورد استفاده در کشاورزی است. عملکرد این ماده، عبارتند از:
اگر خاک رسی باشد، آهک موجب می شود تا این خاک ترد و شکننده شود.
اگر خاک سست و ماسه ای باشد، آهک موجب می شود تا این ماده، به صورت شیمیایی، استحکام بهتری پیدا کند.
آهک موجب می شود تا تجزیه ی مواد آلی و غیر آلی، تسریع شود و مواد مغذی برای گیاهان، تولید شود.
این ماده موجب می شود تا آفت ها و بیماری های گیاهان، کنترل شود.
این ماده موجب می شود تا میزان اسیدی بودن خاک، کم شود.

تثبیت خاک و آسفالت

افزودن آهک به خاک، موجب کاهش رطوبت می شود و موجب می شود تا خاک، ظرفیت تحمل آب کمتری داشته باشد. افزودن 1 تا 2 % آهک شکفته به آسفالت، از ترک خوردن این آسفالت در آینده، جلوگیری می کند. در واقع این آهک، تخلخل ها را پر می کند.

مواد آب بندی

مواد آب بندی، در واقع مواد آلی هستند که به اندازه ی کافی نرم هستند و ما می توان آنها را براحتی بریزیم. این ماده بعد از زمان اندکی سخت می شود و موجب می شود تا بخش های مختلف، آب بندی شود. در تولید آب بندهای پیشرفته از کلسیم کربنات رسوب داده شده، استفاده می شود. این ماده، مقاومت خوبی در برابر آب دارد. پودر این ماده می تواند به طور مؤثر در زمینه پخش شود. این ماده معمولاً به همراه استیرات، سیلیکون یا پلی یوریتان، مخلوط می شود تا یک ماده ی آب بندی شبه لاستیکی، ایجاد شود. این ماده ی رابری، در داخل حفرات ریخته می شود و بعد از عمل آوری، سخت می شود. این ماده ی آب بندی، قابلیت ارتجاعی نیز دارد.
با توجه به ویژگی های کلسیم کربنات رسوب داده شده، این ماده رطوبت اندکی دارد و از این رو، عمل آوری ان پیش از استفاده، آغاز می شود.

پشم معدنی

پشم معدنی، یک اسم عمومی برای الیافی است که از مواد غیر آلی تولید شده اند و مینرال مورد استفاده، معمولاً می تواند شامل سنگ های مختلف، اکسیدهای فلزی، و مواد سنتزی و طبیعی مختلف باشد. هم آهک و هم سرباره ی غنی از آهک که از فولادسازی بدست می آید، می تواند به صورت الیاف در آورده شود. البته در صورت استفاده از سرباره در این فرایند، به آن پشم سرباره گفته می شود. این محصولات برای عایق کاری، استفاده می شود.

کاربردهای گوناگون

پرکننده ها: سنگ آهک یا پودر گچ، به عنوان یک چسب، در جاهایی استفاده می شود که سفید بودن رنگ، مهم نباشد.
فلز کلسیم: این ماده برای تولید فلز کلسیم، استفاده می شود. این کار با الکترولیز کلرید کلسیم مذاب، انجام می شود. از این فلز در ساخت رآکتور، باتری های کلسیم- سرب، تیوب های خلأ و بازیابی فلز وانادیوم مورد استفاده قرار می گیرد.
بخش های درخشنده: آهک سریع سخت و تکه ای، در زمانی که در دمای بالا حرارت داده شوند، می درخشند و از خود نور سفید ساتع می کنند.
رنگ های آهکی: از این ماده در تولید برخی رنگ های خاص استفاده می شود.
تولید محصولات مورد استفاده در ساخت جاده ها: از سنگ آهک به عنوان ماده ای برای زیرساخت جاده ها، استفاده می شود. این ماده چسبندگی خوبی با قیر دارد.
حفظ مواد غذایی: این ماده موجب کشته شدن آفت ها می شود.

پزشکی

گوگرد گیری از گازهای خروجی از موتور وسایل: گوگرد تری اکسید داغ می تواند در غبارات گوگرد، به دام افتد.

گچ نوشتن

کلسیم سیلیکات: این ماده با واکنش کلسیم کلرید با سدیم سیلیکات در حالت محلول تولید می شود. این ماده به عنوان پرکننده در تولید لاستیک، استفاده می شود.

جایگزین ها

بزرگترین مصرف سنگ آهک، در زمینه ی تولید سیمان پرتلند می باشد. تلاش های زیادی در زمینه ی جایگزین کردن یک ماده با بخشی از این اهک، مورد استفاده، انجام شده است. برخی از ضایعات صنایع مختلف دارای خاصیت پزولانی است. پزولان واقعی در واقع خاکستر آتشفشانی نرم است که در حقیقت، یک ماده ی آلومینو- سیلیکاتی اسیدی است. این ماده با کلسیم هیدروکسید و در حضور آب واکنش می دهد و موجب تشکیل ترکیبات کلسیم سیلیکو- آلومینیومی هیدراته می شوند. این مواد دارای تخلخل پایینی می باشند و خواص شبه سیمانی دارند. علاوه بر این، به دلیل طبیعت اسیدی پزولان، این مواد دارای مقاومت در برابر خوردگی با مواد سولفاتی است.
اضافه کردن این مواد به کلینکر:
موادی که دارای خواص پزولانی هستند را می توان به عنوان افزودنی به کلینکر، اضافه کرد. مواد دارای خاصیت پزولانی، در زیر مورد بررسی قرار گرفته اند.
خاکستر بادی: این ماده می تواند به طور جزئی یا به طور کامل با سنگ آهک، جایگزین شود. سیمان تولیدی با این ماده، سیمان پرتلند پزولانی، نامیده می شود. خاکستر بادی، می تواند با کلینکر مخلوط شود و بعد از آسیاب، خاصیت کلینکر را اصلاح کند.
سیمان سرباره ای: سرباره های مختلف به صورت گرانول در می آیند و برای تولید سیمان از آنها، استفاده می شود. فرایند گرانوله کردن، پیش از سرد شدن سرباره، انجام می شود. ترکیب نمونه وار برخی از سرباره ها، در زیر آورده شده است:
مزیت اضافه کردن سرباره با این کلینکرها، در واقع کاهش میزان انتشار گازهای گلخانه ای می باشد. همچنین میزان مصرف انرژی، سوخت، نیروی کار، فرایند خردایش و سایر بخش ها، با استفاده از این روش، کاهش می یابد.
منبع:
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee

استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.