سنگ آهک ( آهک کلوخه ) ماده صنعتی بسیار مهمی است. ویژگیهای شیمیایی این سنگ آن را به یک کانی ارزشمند تبدیل کرده است که در طیف گسترده‌ای از مصارف صنعتی و تولیدی به کار برده می‌شود. همچنین این ماده یکی از مواد خام بسیار پر اهمیت مورد استفاده در تولید آهن و فولاد به شمار می‌رود.
سنگ آهک ( آهک کلوخه ) سنگی رسوبی است که عمدتا از کلسیت و به ندرت از آراگونیت تشکیل شده است. ترکیب شیمیایی سنگ آهم خالص یعنی CaCO3 ، که 65 درصد CaO و 44 درصد CO2 .
ناخالصی‌های آهک را اغلب دولومیت ، کوارتز ، کانی‌های رسی اکسید منیزیم و …. تکشیل می‌دهند. اگر مقدار اکسید منیزینم در سنگ آهک ( آهک کلوخه ) 4 الی 17 درصد باشد، آن را آهک دولومیتی می‌نامند و اگر مقدار کانی‌های رسی و غیره از 21 درصد تجاوز کند، آنها را در رده‌ی سنگ‌های آهک دار قرار می‌دهند.
ویژگیهای ظاهری سنگ آهک ( آهک کلوخه ) چیست ؟
سنگ آهک یک ماده بی بو، سفید، متمایل به خاکستری – سفید یا قهوه‌ای مایل به زرد است که در اندازه‌های تکه سنگ تا پودر یافت می‌شود. آهک کلوخهاغلب به‌عنوان کانی‌ای توصیف می‌شود که بیشترین کاربرد را در صنعت دارد.
سنگ آهک از لحاظ لغوی به هر سنگی اطلاق می‌شود که قسمت عمده آن متشکل از کربنات کلسیم باشد، اما زمین‌شناسان این سنگ را تنها یکی از چند نوع سنگ‌های کربناته در نظر می‌گیرند.
سنگ آهک ( آهک کلوخه ) چگونه تشکیل می‌شود ؟
سنگ آهک ( آهک کلوخه ) سنگی رسوبی است که عمدتاً از کربنات کلسیم تشکیل شده است. این سنگ به وسیله رسوب‌گذاری اسکلت‌های موجودات یا گیاهان کوچک (سنگ آهک‌های آلی) و یا به وسیله رسوب‌شیمیایی یا رسوب‌گذاری خرده‌هایی از سنگ آهک در بستر دریا یا دریاچه‌ها تشکیل می‌شود.
به طور کلی، تفاوت‌هایی در کیفیت رسوبات، از یک لایه به لایه دیگر وجود دارد. خالص‌ترین کربنات‌ها و مناسب‌ترین آنها از دیدگاه تولید، در واقع سنگ آهک ( آهک کلوخه )ضخیم لایه هستند. نهشت‌های کربناته را میتوان به صورت لایه‌های افقی و یا شیب‌دار به دلیل حرکت‌های زمین پیدا کرد. این سنگ از لحاظ چگالی، سختی و خلوص شیمیایی با یکدیگر متفاوت هستند.
خصوصیات آهک استخراج شده به ویژگیهای کانساری که آهک از آن استخراج شده است بستگی دارد. هر معدن آهک قادر به ارائه طیفی از محصولات است که از نظر ابعاد، رنگ و ویژگیهای ساختاری نهشته خود منحصر به فرد است.
دسته بندی سنگ آهک به چه صورتی است ؟
سنگ آهک ها به صورت‌های مختلفی یافت می‌شوند که با توجه به منشأ، ترکیب شیمیایی، ساختار و زمین‌شناسی دسته‌بندی می‌شوند. سنگ آهک ( آهک کلوخه )به طور گسترده در سرتاسر دنیا یافت می‌شود و به‌عنوان یک ماده صنعتی خام و ضروری در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گرفته می‌شود.
سنگ آهک
کانی‌ای است که به طور طبیعی یافت می‌شود و از کربنات کلسیم تشکیل شده است. بخشی از کربنات کلسیم ممکن است به واسطه جایگزینی کربنات منیزیم به‌عنوان یک جزء ثانویه (تا ۴۶ درصد وزنی) به دولومیت تبدیل شود. بسیاری از سنگ آهک ها به طرز قابل توجهی خالص هستند و دارای مقداری کمتر از ۵ درصد ناخالصی‌های غیر کربنات هستند.
آهک زنده
آهک زنده از طریق تفکیک حرارتی سنگ آهک تولید می‌شود. اکسید کلسیم سازنده اصلی آهک زنده است. کیفیت آن به عوامل بسیاری از جمله ویژگیهای فیزیکی، واکنش با آب و ترکیب شیمیایی بستگی دارد. آهک زنده به‌عنوان یک ماده قلیایی که به آسانی در دسترس قرار دارد و از نظر اقتصادی نیز استفاده از آن به صرفه است، نقش ضروری را در طیف گسترده‌ای از فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کند.
آهک مرده
آهک مرده یا آهک آب دیده به وسیله واکنش یا آبدیده شدن آهک زنده با آب تولید شود و به طور عمده شامل هیدروکسید کلسیم است. این اصطلاح شامل آهک آب دیده (پودر هیدروکسید کلسیم خشک)، آب آهک و بتونه آهک ( ذرات پراکنده‌ای از هیدروکسید کلسیم در آب) می‌شود. آهک مرده یا همان آهک آب دیده به‌عنوان یک ماده قلیایی کم هزینه، کاربردهای گسترده‌ای در سیستم‌های آبی دارد.
اصطلاح کلی آهک، شامل زنده و مرده می‌شود و با اصطلاح محصولات آهک هم معنی است. با این وجود آهک گاهی اوقات به صورت نادرستی به منظور توصیف برخی از محصولات آهکی (مانند آهک کشاورزی) استفاده می‌شود و این موضوع به دفعات موجب سردرگمی شده است. از آنجایی که استخراج سنگ آهک و تولید آهک زنده و مرده تاریخچه بسیار دور و درازی دارد، متعاقباً اصطلاحات زیادی نیز به منظور توصیف آنها وجود دارد.
تولید سنگ آهک به چه صورت است ؟
سنگ آهک ( آهک کلوخه ) قبل از اینکه در فرایندهای مختلفی مورد استفاده قرار بگیرد باید تحت چندین فراوری مختلف قرار بگیرد. فرایندهای اصلی تولید سنگ آهک عبارت‌اند از
- حفاری آهک کلوخه خام
- آماده‌سازی سنگ آهک استخراج شده از طریق خرد کردن و دانه‌بندی با توجه به استفاده‌ای که از آن می‌شود
- کلسینه سازی (calcining) کلوخه آهک خام
- فرآوری بیشتر آهک کلسینه شده به وسیله آبدهی آن به منظور تولید آهک آبدهی شده در صورت نیاز
- انتقال، ذخیره‌سازی و استفاده از انواع مختلف آن.
سنگ آهک به چه شکل هایی وجود دارد ؟
سنگ آهک به شکل‌های بسیار مختلفی در طبیعت یافت می‌شود. در ادامه به 11 مورد از فراوان‌ترین انواع سنگ آهک اشاره شده است که در واقع تشکیل دهنده اکثریت عمده نهشته‌های این سنگ هستند.
بایو اسپارایت
بایو اسپارایت فراوان‌ترین نوع از نگاه‌های دارای لایه‌بندی و توده‌ای است. این سنگ شامل ذراتی از اسکلت‌های کلسیتی و صدف‌های کوچک قرار گرفته در زمینه‌ای از کلسیت تبلور مجدد شده است. این سنگ آهک ( آهک کلوخه )در بسیاری از سنگ های کربنیفر متداول هستند.
میکرایت ها
میکرایت‌ها در واقع سنگ آهک‌های نشئت گرفته از گل یا سیلت کربناته هستند.
بایومیکرایت
این سنگ در واقع متشکل از اسکلت یا خرده‌های آلیقرار گرفته در ماتریکسی از میکرایت هستند.
ریف
سنگ آهک‌های ریفی در واقع تپه‌ها یا واحدهایی از ماده‌های عالی هستند که اغلب متشکل از فسیل‌های کامل هستند. این سنگ سرشار از فسیل و فاقد ساختار لایه‌بندی هستند و به‌عنوان انباشت‌هایی ضخیم در نظر گرفته می‌شوند که از لحاظ توپوگرافی بالاتر از محیط پیرامون خود قرار گرفته‌اند. در برخی از موارد این سنگ های ریفی ممکن است که به صورت ریف‌های حاشیه‌ای تشکیل شوند که طول آنها به کیلومتر نیز می‌رسد.
جلبک
این نوع از سنگ جلبکی در واقع بایواسپارایت‌ها یا بیومیکرایت‌هایی هستند که از فعالیت جلبک‌ها حاصل شده‌اند.
اواولیتیک
سنگ آهک‌های اواولیتیک یااواولیت از دانه‌های کروی تحت عنوان اویید‌ها به قطر یک میلیمتر یا کمتر تشکیل شده‌اند که در اثر فعالیت جلبک و در آب‌های آشفته رسوب می‌کنند. اویید‌ها با استفاده از لنزهای دستی ظاهری شبیه به تخم ماهی دارند.
دولومیت
اصطلاح دولومیت به منظور توصیف سنگ و کانی به کار برده می‌شود. دولومیت اغلب در لایه‌هایی مشخص و مجزا درون سنگ آهک نهشته می‌شود اما گاهی نیز می‌تواند که به صورت واحد‌های ضخیم لایه تشکیل شود.
چالک ها
چالک‌ها در واقع مختص به دوران کرتاسه هستند که در شمال غربی اروپا و بخش‌هایی از آمریکای شمالی یافت می‌شوند. این سنگ ها در بستر دریا‌های نسبتاً عمیق (۵۰ تا ۴۰۰ متر) نهشته شده‌اند. این سنگ ها سفید، نسبتاً نرم و حاوی مقدار زیادی از ذرات آواری هستند. این سنگ‌ها در زیر میکروسکوپ اغلب به صورت نمونه‌هایی متشکل شده از صفحاتی از جلبک‌ها (کوکولیت ها) و فرامینیفرها دیده می‌شوند و اغلب حاوی فسیل‌های بزرگی از خارپوستان، دوکفه‌ای‌ها و بازوپایان هستند.
مرمر
مرمر در واقع یک سنگ آهک دگرگون شده است (یعنی سنگی که به طور کامل دچار تبلور مجدد شده و تحت شرایط هیدروترمالی سخت شده است). مرمرها حاصل از سنگ آهک‌های خالص متشکل از کلسیت‌های سفیدرنگ هستند. هنگامی که ناخالصی‌هایی مانند دولومیت، آهن و رس در مرمر وجود داشته باشند، مرمر ظاهری خالدار و رگه‌ای به خود میگیرد (شایان ذکر است که سنگ‌کارها اغلب هر سنگی که به آسانی پولیش داده می‌شود حتی گرانیت را مرمر می‌نامند).
تراورتن
تراورتن متشکل از کلسیتنهشتهشده به واسطه رسوب‌شیمیایی از چشمه‌های آب گرم طبیعی است. تراورتن دارای یک ظاهر نواری شاخص است و اغلب با عنوان سنگ‌های ساختمانی زینتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
توفا
توفا یا توف آهکی نیز در اثر رسوب‌شیمیایی در چشمه‌های طبیعی تولید می‌شود. این سنگ به طور معمول در روی سنگ‌ها رسوب می‌کند و نسبت به تراورتن نرم تر و متخلخل تر است.
کاربرد سنگ آهک ( آهک کلوخه ) در کجاها است ؟
در بسیاری از کشورها، سنگ آهک ( آهک کلوخه )به طور عمده به‌عنوان مصالح دانه بندی شده در ساخت و ساز و ساختمان سازی و به عنوان مواد خام اولیه به منظور تولید سیمان مورد استفاده قرار میگیرد. مقدار استفاده شده از این سنگ در ساختمان سازی و ساخت و ساز در جاهای مختلف متفاوت است و به در دسترس بودن آن و هزینه‌های دیگر مصالح دانه‌ای مانند گراول و سنگ‌های سخت خرد شده بستگی دارد.
سنگ آهک همراه با گونه‌های مختلف آن مانند آهک زنده و آهک مرده استفاده‌های بسیار زیادی دارند.آهک در کاربردهای زیست محیطی، متالوژیکی، ساخت و ساز، صنعتی و شیمیاییمورد استفاده قرار میگیرد. رشد روز افزون استفاده از آهک در کاربردهای زیست محیطی که در آن آهک مطابق با قوانین مربوط بههوا، آب آشامیدنی، آب فاضلاب و آب سخت استفاده می‌شود بسیار قابل توجه است.
عمده کاربرد سنگ آهک ( آهک کلوخه )
سنگ آهک ( آهک کلوخه ) به‌عنوان مصالح در صنعت ساخت و ساز استفاده می‌شود. این سنگ به صورت یک سنگ خرد شده برای استفاده در زیرسازی جاده‌ها و راه آهن‌ها و همچنین به‌عنوان مصالح دانه‌ای در بتن مورد استفاده قرار میگیرد. آهک کلوخه پودر شده به‌عنوان یک پر کننده در تولید کاغذ، رنگ، خمیر دندان، چسب ، کاشی و پلاستیک کاربرد دارد. سنگ آهک خرد شده به‌عنوان سنگ فیلتر در سیستم‌های دفع فاضلاب استفاده می‌شود.
در صنعت ساخت و ساز، بیشترین استفاده از آهک در واقع استفاده از آن در تثبیت خاک برای جاده‌ها، سدهای خاکی، فرودگاه‌ها و فونداسیون ساختمان است. آهک را میتوان با افزودنی‌های مشخص دیگری ترکیب و انواع ملات ها و پلاسترها را تولید کرد. آهک به‌عنوان یک افزودنی در آسفالت موجب بهبود چسبندگی، کاهش زدودگی قیر و به تاخیر انداختن فرآیند کهنه شدن می‌شود. همچنین آهک در بازیابی طلا نیز کاربرد دارد.
در صنعت آهن و فولاد، آهک و سنگ آهک ( آهک کلوخه )به‌عنوان مواد گداز آور در تولید آهن و فولاد به کار گرفته می‌شوند. این محصول چندین کاربرد دیگر نیز دارد که میتوان به عامل گوگرد زدا، پاکسازی آب، پاکسازی فاضلاب، پاکسازی دود دودکش و پاکسازی لجن و هرزآب اشاره کرد.
پودر این سنگ یکی از کودهای بسیار پراهمیت به شمار می‌رود. آهک هیدراته کاربردهای متنوعی در تولید فولاد دارد. آهک هیدراته به طور معمول به‌عنوان روان کننده مورد استفاده قرار میگیرد. آهک به منظور پاک سازی فاضلاب‌های اسیدی که در آنها نمک های آهن نیز رسوب کردند به کار برده می‌شود. آهک هیدراته همچنین برای فراهم کردن مقاومت در برابر خوردگی موقتی و به صورت یک پوشش دوغابی بر روی محصولات فولادی و به منظور خنثی سازی اسید زغال کوک به کار برده می‌شود.
سنگ آهک ( آهک کلوخه ) در صنایع فولاد و ریخته گری
کاربردهای اصلی سنگ آهک ( آهک کلوخه )در صنایع آهن و فولاد شامل
- استفاده به‌عنوان ماده گداز آور
- دیگر کاربرد‌ها
که شامل استفاده به‌عنوان یک عامل گوگرد زدا، استفاده به‌عنوان پوششی در قالب‌های دستگاه ریخته گری شمش، خنثی سازی آب اسیدی، پاکسازی و گندزدایی آب، پاکسازی و گندزدایی فاضلاب، پاکسازی گاز دودکش‌ها و پاکسازی هرزآب‌ها می‌شود.
در طول فرآیند تولید آهن به وسیله روش کورهآهن گدازی (BF)، آهک کلوخه یا در فرایند کلوخه سازی اضافه می‌شود و یا به‌عنوان یک خوراک مستقیم به کوره وارد می‌شود. این سنگ به طور معمول طی تولید آهن به منظور به دست آوردن تفاله‌های کوره بلند افزوده می‌شود. افزودن این سنگ از طریق کلوخه سازی یک روش مناسب تر است زیرا کربن دی اکسید سنگ آهک فرایند کلوخه سازی از آن خارج می‌شود.
در مورد کلوخه سازی، این سنگ قبل از ترکیب در مخلوطموجود در کوره به خرده‌هایی به قطر ۳ میلیمتر خرد می‌شوند. در مورد وارد کردن مستقیم سنگ آهک ( آهک کلوخه )به کوره نیز، این سنگ به صورت تکه هایی با قطر ۱۰ تا ۴۰ سانتی متر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دومین استفاده عمده از سنگ آهک ( آهک کلوخه )و استفاده از آن در تولید فولاد است. از این سنگ برای حفظ خاصیت بازی سرباره در حول حوش مقدار ۳ استفاده می‌شود. در فرآیند تولید فولاد، از این سنگ به صورت کلسینه مورد استفاده قرار میگیرد. برای استفاده از آهک در تولید فولاد، محتوای SiO2 به دلیل خاصیت اسیدی که دارد باید در مقادیر بسیار پایین و کمتر از یک درصد باشد.
علاوه بر این، واکنش پذیری نیز باید بسیار خوب باشد زیرا در فرآیند تولید فولاد با کمبود زمان مواجه هستیم چرا که فرایند تولید فولاد بسیار سریع است. کل فرایند تولید فولاد چیزی کمتر از ۲۰ دقیقه به طول می‌انجامد.
سنگ آهک ( آهک کلوخه ) در صنعت ساختمان سازی
در بسیاری از کشورها، عمده ترین استفاده از این سنگ در واقع استفاده از آن بعنوان سنگ خرد شده برای ساخت و ساز و به طور عمده به‌عنوان مصالح دانه‌ای و پر کننده بتن و جاده‌ها است. ویژگیهای فیزیکی سنگ آهک از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند.
محصولات آهکی باید تمیز باشند و مقاومت خوبی در برابر خوردگی داشته باشند و کوبیک یا مکعبی باشند و نه ورقه ای. برخی از ماسه‌های سنگ آهکی نیز در بتن و ملات‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین این سنگ را میتوان برش داد و به‌عنوان سنگ ساختمانی از آن استفاده کرد.
سنگ آهک در صنعت سیمان
به طور کلی دومین استفاده عمده از این سنگ که دارای مقدار پایینی از منیزیم می‌باشد در تولید سیمان است. در این بخش، طیف گسترده‌ای از ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی را میتوان پذیرفت البته به شرطی که مقدار کربنات منیزیم از ۵ درصد محتوای کربنات کلسیم فراتر نرود (مقدار‌های بالاتری از منیزیم موجب انبساط و کاهش استحکام می‌شوند). به منظور پایین آوردن هزینه‌های مواد خام تا پایین ترین حد ممکن، معدن سنگ آهک باید فاصله نزدیکی با کانسار یا دیگر مواد خام اصلی داشته باشد.
در کشاورزی
سنگ آهک خاکی یا زمینی به طور گسترده به منظور افزایش اسیدیته در خاک‌های اسیدی مورد استفاده قرار میگیرد. در بسیاری از کشورها این نوع سنگ به طور کامل جایگزین زنده شده است. همچنین این نوع سنگ به عنوان کود ماده‌های خوراکی حیوانات مورد استفاده قرار میگیرد.
در صنعت پالایش فلز
کمیت‌های قابل ملاحظه ای از این سنگ در کوره آهن گدازی و به منظور حذف برخی از ناخالصی‌ها مانند سرباره ریخته گری مورد استفاده قرار میگیرد. مقدار مورد استفاده معمول در آهن خام، ۲۰۰ کیلوگرم سنگ آهک ( آهک کلوخه )به ازای هر تن است. این محصول را میتوان به منظور تشکیل سرباره‌ها در فرآیند تولید فولاد مورد استفاده قرار داد اما گرمای جذب شده در تجزیه آن به آهک به طور کلی استفاده از این سنگ را محدود می‌سازد.
از این سنگ به طور گسترده به‌عنوان یک عامل گداز آور در ذوب کردن فلزات و در استخراج بوکسیت طی فرآیند تولید آلومینیوم مورد استفاده قرار میگیرد.
در تولید آهک زنده
این فرایند یکی از استفاده‌های مهم این سنگ در کشورهای صنعتی شده است.
در صنعت شیشه
این محصول یکی از اجزای اصلی شیشه به شمار می‌رود
ریسک خرید سنگ آهک ( آهک کلوخه ) بی کیفیت چیست ؟
اگر در هنگام خرید سنگ آهک ( آهک کلوخه )نسبت به خصوصیات و ویژگیهای لازم آنها آگاهی لازم را دارید و همچنین بر کاربرد هر کدام اشراف کامل دارید ریسکی در خرید شما وجود نخواهد داشت. از طرفی بی دقتی در انتخاب و استفاده از سنگ بی کیفیت، منجر به هدر رفتن سرمایه شما شده و بازده کاری شما را پایین خواهد آورد.