آهک (Lime) یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین مواد معدنی مورد استفاده بشر است که نقش حیاتی در صنایع مختلف ایفا می‌کند. سنگ آهک (Limestone) به عنوان ماده خام اصلی برای تولید آهک محسوب می‌شود. استخراج آهک از معدن فرآیندی پیچیده است که نیازمند دانش فنی، تجهیزات پیشرفته و رعایت اصول ایمنی و زیست محیطی می‌باشد. این مقاله به بررسی جامع روش‌های استخراج آهک، مراحل فرآوری، چالش‌های موجود و کاربردهای صنعتی آن می‌پردازد.
۱. زمین‌شناسی و تشکیل سنگ آهک
سنگ آهک یک سنگ رسوبی است که عمدتاً از کربنات کلسیم (CaCO3) به شکل کلسیت تشکیل شده است. این سنگ معمولاً در محیط‌های دریایی کم‌عمق و گرم تشکیل می‌شود و ممکن است حاوی ناخالصی‌هایی مانند رس، سیلیس، اکسید آهن و منیزیم باشد.
انواع سنگ آهک
- سنگ آهک کلسیتی: حداقل ۹۰% کلسیت
- سنگ آهک دولومیتی: حاوی درصد قابل توجهی دولومیت (CaMg(CO3)2)
- سنگ آهک رسوبی: تشکیل شده از رسوبات دریایی
- سنگ آهک متبلور: دارای بلورهای درشت و مشخص
اکتشاف معادن آهک
قبل از استخراج، مرحله اکتشاف برای شناسایی ذخایر و تعیین کیفیت سنگ آهک ضروری است. روش‌های اکتشاف شامل:
روش‌های ژئوفیزیکی
- مطالعات لرزه‌نگاری
- مقاومت‌سنجی الکتریکی
- گرانی‌سنجی (گراویمتری)
نمونه‌برداری و آنالیز
- حفاری اکتشافی
- آنالیز شیمیایی (XRF, XRD)
- تست‌های فیزیکی (سختی، چگالی، مقاومت فشاری)
روش‌های استخراج آهک از معدن
بسته به شرایط زمین‌شناسی، عمق ذخیره و عوامل اقتصادی، روش‌های مختلفی برای استخراج سنگ آهک به کار می‌رود.
استخراج سطحی (معادن روباز)
متداول‌ترین روش برای استخراج سنگ آهک است که شامل مراحل زیر می‌شود:
الف) آماده‌سازی سایت
- پاکسازی سطح زمین
- حذف خاک و مواد رویی (Overburden)
- ایجاد دسترسی و جاده‌های معدن
حفاری و آتشباری
- طراحی الگوی حفاری
- محاسبه مقدار مواد منفجره
- انفجار کنترل شده
ج) بارگیری و حمل
- استفاده از لودر و بیل مکانیکی
- حمل با کامیون‌های معدن (Dump Truck)
استخراج زیرزمینی
در مواردی که ذخایر در عمق زیاد قرار دارند، از روش‌های زیرزمینی استفاده می‌شود:
- روش انباره‌ای (Stoping)
- روش اتاق و پایه (Room and Pillar)
- روش تخریب بلوکی (Block Caving)
فرآوری سنگ آهک پس از استخراج
سنگ استخراج شده قبل از استفاده نیاز به فرآوری دارد:
خردایش
- سنگ‌شکن فکی (اولیه)
- سنگ‌شکن مخروطی (ثانویه)
- سنگ‌شکن ضربه‌ای (ثالثیه)
دانه‌بندی
- سرند کردن
- جداسازی بر اساس اندازه ذرات
شستشو و جداسازی ناخالصی‌ها
- جداکننده‌های مغناطیسی
- شستشو با آب