آهک چیست و کاربرد آن در صنعت

استفاده و کاربردهای شیمیایی

آهک یکی از محصولاتی است که نقش عمیقی در زندگی روزمره ما دارد. آهک یک ماده شیمیایی صنعتی اساسی است که به‌عنوان یک مؤلفه در بسیاری از پروسه‌های شیمیایی مورداستفاده قرار می‌گرد. گیاهان قلیایی با دسترسی به خاکستر سودای طبیعی، پروسه آهک-سودا را برای تولید هیدروکسید سدیم استفاده می‌کنند. کربنات سدیم (خاکستر سودا) با دوغاب آهک برای تولید caustic soda  و کربنات کلسیم رسوب شده به‌عنوان محصولات جانبی واکنش می‌دهد.

• کاربید کلسیم و سیانیمید

کاربید کلسیم، قدیمی‌ترین منبع استیلن، از ترکیب آهک زنده و کک و حرارت دادن آن تا 2000 درجه سانتی گراد تشکیل می‌شود. کاربید مذاب دائما از کوره حذف می‌شود و پس از مرحله جامد شدن، خرد شده و به‌اندازه قابل‌قبول تبدیل می‌شود. سیانامید کلسیم یک کود نیتروژنه است که از طریق حرارت دادن کاربید کلسیم در حضور نیتروژن تولید می‌شود. گاز استیلن از کاربید با اضافه کردن آب تولید می‌شود و این پروسه ضایعات آهک هیدراته را به همراه دارد.

• اسیدسیتریک

آهک در خالص‌سازی اسیدسیتریک استفاده می‌شود. آهک هیدراته به یک محلولی اضافه می‌شود که از قبل با حذف ذرات جامد معلق فیلتر شده است. سیترات کلسیم رسوب شده و حذف می‌شود. اسیدسیتریک می‌تواند بازتولید شود از طریق واکنش اسید سیترات با اسیدسولفوریک که سولفات کلسیم هم در این واکنش رسوب می‌کند.  

• اکسید منیزیم

آهک در دو پروسه اصلی تولید اکسید منیزیم (magnesia) مورداستفاده قرار می‌گیرد: پروسه آب دریا و تولید از آب‌نمک. در پروسه آب دریا، شیر آهک باعث رسوب هیدروکسید منیزیم Mg(OH)2  از آب دریا می‌شود. اگر از آهک دولومیتیک استفاده شود بیش از نصف هیدروکسید منیزیم از آهک مشتق می‌شود. در پروسه تولید هیدروکسید منیزیم از آب‌نمک، آهک به‌عنوان یک  رسوب‌دهنده عمل  می‌کند.  

• هایپوکلرایت کلسیم

سفیدکننده هایپوکلریت کلسیم از طریق واکنش آهک با کلریت تولید می‌شود. این سفیدکننده‌ها کاربرد وسیعی به‌عنوان مواد شیمیایی استخر و تولید کاغذ دارند.  

• استات منیزیم کلسیم

آهک دولومیتیک با اسید استیک واکنش می‌دهند و این اتفاق منجر به تولید استات منیزیم کلسیم (CMA) می‌شود که مواد شیمیایی یخ‌زدایی می‌باشند. CMA خورنده نیست و بسیار سازگار با محیط می‌باشد. این ماده نسبت به نمک خطرات بسیار کمتری برای سطوح جاده‌ها و وسایل نقلیه دارد. این ماده بسیار مؤثر در ذوب یخ در درجه حرارتهای بسیار پایین دارد و برای گیاهان ایجاد سمیت نمی‌کند.

کاربردهای متفرقه در مواد شیمیایی

این ماده شیمیایی در تولید بسیاری از مواد شیمیایی آلی و غیر آلی و انواع داروها استفاده می‌شود. اکثر نمک‌های آلی و غیر آلی کلسیم از طریق واکنش رنج وسیعی از اسیدها با این ماده تولید می‌شوند. مهم‌ترین محصولاتی که از آهک استفاده می‌کنند شامل فسفات‌های کلسیم (مونو، دی و تری)، فلوراید، برومید، فرو سیانید و نیترات می‌باشند. این ماده برای تولید محصولات آلی همچون استات کلسیم، استئارات (stearate)، اولئات (oleate) تترات (tartrate)، لکتات (lactate)، سیترات (citrate)، بنزوات (benzoate) و گلوکونات (gluconate ) استفاده می‌شود. همچنین به‌عنوان یک عامل خنثی‌کننده در تولید بی‌کرومات، برای خالص‌سازی  نمک، کمک به تغلیظ گلوکز و دکسترین، برای ساخت کلسیم فلزی، به‌عنوان آهک-سودا، جاذب و تصفیه‌کننده گاز و کاربردهای فرعی بی‌شماری همچون استفاده برای جذب CO₂  و به‌عنوان یک ماده خشک‌کننده استفاده می‌شود. این ماده برای تولید اتیلن (ethylene) یا پروپیلن گلیکول (propylene glycol) با استفاده از پروسه کلروهیدرین (chlorohydrin) استفاده می‌شود. گاز اتیلن، که به‌راحتی از پالایشگاهای نفت به‌دست می‌آید، کلردار (chlorinated) می‌شود برای دی کلراید اتیلن (ethylene dichloride) و درنهایت این محصول با آهک واکنش داده می‌شود برای تولید گلیکول اتیلن (ethylene glycol).  

استفاده و کاربردهای صنعتی

• پالایش شکر

آهک هیدراته نقش بسیار ضروری در تولید شکر از نیشکر و چغندرقند دارد. همچنین برای خالص‌سازی شکر از سایر منابع همچون افرا و سور گوم استفاده می‌شود اگرچه در مقادیر بسیار کمتری از این منابع می تولید کرد. پس از برداشت نیشکر و چغندرقند همراه با آب وارد یک پروسه‌ای می‌شوند که باعث تشکیل یک محلول خام می‌شود که دارای   pH پایین و حاوی ناخالصی‌های حل‌شده می‌باشد. آهک هیدراته به محلول خام اضافه می‌شود که باعث بالا رفتن pH می‌شود، علاوه بر این آهک با ناخالصی‌ها واکنش می‌دهد  و مؤلفه های کلسیم آلی غیرقابل‌حل را تولید می‌کند درنتیجه می‌توان ناخالصی‌ها را حذف کرد. مقدار بسیار زیادی آهک از طریق کربناته کردن یا از طریق اضافه کردن اسید فسفریک حذف می‌شود. این پروسه ممکن است چندین مرنبه تکرار شود که بستگی به درجه خلوص محصول نهایی موردنیاز دارد.  

• محصولات نسوز

دولومیت نسوز با درجه خلوص بالا (که اغلب دولوما نامیده می‌شود) و دولومیت مرده با درجه خلوص پایین (که معمولاً DBD نامیده می‌شود) که از طریق کلسینه شدن با سنگ‌آهک دولومیتیک تولید می‌شوند. این روش تولید مشابه تولید معمولی می‌باشد، به‌جز اینکه مرحله سوختن آهک طولانی‌تر و درجه حرارت بسیار بالاتر (در یک رنج حرارت 1800-1600 درجه سانتی گراد). دولوما با درجه خلوص بالا در کوره‌های دوار در یک درجه حرارت بالا بدون افزایش ناخالصی‌ها می‌سوزد. دولوما با درجه خلوص بالا برای تولید آجرهای نسوز به کار می رود. در سیمان و پوشش‌های کوره دوار آهک و در ملاقه‌های فولادی و کشتی‌های پالایشی استفاده می‌شود. DBD با درجه خلوص پایین در کوره‌های دوار با درجه حرارت پایین سوخته می‌شود، و اکسیدهای آهن در طی مرحله کلسینه شدن به‌منظور تثبیت کردن آهک زنده سخت سوخته شده برای جلوگیری از تجزیه ناشی از رطوبت به آن اضافه می‌شود. DBD برای تولید وصله‌های یکپارچه و تعمیر کوره‌های فولادی استفاده می‌شود. مقدار زیادی از آهک دولومیتیک کم سوخته شده برای تولید اکسید منیزیم نسوز بکار برده می‌شود. آهک زنده در آب‌نمک کلراید منیزیم خاموش می‌شود و درنتیجه آن هیدروکسید منیزیم رسوب می‌کند. هیدروکسید منیزیم کلسینه و سوخته می‌شود و به یک اکسید منیزیم متراکم و خلوص بالا تبدیل می‌شود. اکسید منیزیم نسوز برای تولید پوشش برای سیمان و کوره‌های آهکی استفاده می‌شود، علاوه بر این در تولید ملاقه‌های و کوره‌های فولادی استفاده می‌شود. اکسید زیرکونیوم تثبیت‌شده (ZrO₂) با استفاده از اضافه کردن 3% آهک در زمان ذوب یا جوشش تولید می‌شود. ZrO₂ به‌صورت گسترده برای آنالیز بوته‌ها و لوله‌های ترموکوپل استفاده می‌شود علاوه بر این برای تولید آلیاژهای هوافضا با درجه حرارت بالا استفاده می‌شود. یک فرم از آجر سیلیس، یک نسوز تخصصی است که برای پوشش کوره‌های کک و کوره‌های شیشه استفاده می‌شود، که از ترکیب کامل سیلیس آسیاب شده (معمولاً کوارتز) با 0.5 تا 3 درصد شیره آهک به‌عنوان یک کمک جوشش ساخته می‌شود. این ترکیب به شکل‌های مختلف تشکیل می‌شود و سپس در کوره سوخته می‌شود.  

• چسب و ژلاتین

مواد ضایعاتی ناشی از گیاهان همراه با آهک به فرم یک دوغاب رفتار می‌کنند. این پروسه باعث متورم شدن کلاژن می‌شود، بنابراین هیدرولیز بعدی را آسان می‌کند. پس‌ازآن، این مواد مخلوط شده با آهک شسته می‌شوند برای حذف آهک، آلبومین و موسین. مواد شسته شده خشک می‌شوند و محصول نهایی چسب یا ژلاتین است.  

• صنعت غذایی

این ماده استفاده بسیاری زیادی در صنعت غذایی دارد که شامل:  

1. صنعت لبنیات

وقتی خامه به‌طور کامل از شیر در طی تولید کره جدا می‌شود، اغلب آب آهکی به خامه اضافه می‌شود تا میزان اسیدیته را کاهش دهد درنتیجه این پاستوریزه‌سازی اتفاق می‌افتد. شیر بدون چربی اسیدی می‌شود برای جدا کردن کازئین. این کازئین با آهک و مقدار کمی فلوراید سدیم مخلوط می‌شود برای تولید کازئینات کلسیم که یک نوع ژله می‌باشد. تخمیر شیر بدون چربی باقیمانده  به همراه این ماده شیمیایی، لکتات کلسیم را تشکیل می‌دهد که به‌عنوان یک دارو در بازار عرضه می‌شود یا به‌عنوان یک ماده اسیدیتی شده برای تولید اسیدلاکتیک.  

2. صنعت نانوایی

در مرحله آماده‌سازی یک نوع معمولی پودر خمیرمایه، مونو کلسیم فسفات، آهک به‌عنوان یک فاکتور اساسی موردنیاز است. این پودر خمیرمایه از واکنش اسید فسفریک با یک آهک با کلسیم بالا ساخته می‌شود.  

3. میوه و سبزیجات

در محیط ذخیره کنترل‌شده میوه و سبزیجات، کیسه‌های آهک هیدراته شده را بر روی قفسه‌ها در اتاق ذخیره قرار می‌دهند برای جذب CO₂ که از محصولات تازه ساطع می‌شود. محل قرارگیری آهک هیدراته در اتاق ذخیره نسبت بالاتری از اکسیژن به کربن دی‌اکسید دارد، که به سبزیجات و میوه‌جات اجازه تازه ماندن برای مدت بسیار طولانی را می‌دهد. وقتی در نزدیکی یک محصول قرار می‌گیرد، کربن دی‌اکسید به‌آسانی از طریق  منافذ موجود در کیسه ها نفوذ می‌کند. برای سیب، مصرف آهک به‌طور میانگین 1 تا 1.5  lb./bushel. گلابی، آلو و گوجه‌فرنگی نیز همانند سیب در کانادا، شمال شرق ایالات‌متحده امریکا نگهداری می‌شوند. در کالیفرنیا، این تکنیک عموماً برای نگهداری کاهو استفاده می‌شود.  

کاربرد های صنعتی آهک

همه کیفیت نان ذرت مکزیکی مربوط به آهک است بگونه ای که ذرت ابتدا در شیره آهک خیس می خورد قبل از اینکه به آرد ذرت تبدیل شود. از این ماده در  صنعت چیپس ذرت نیز استفاده می شود. بازار دیگر مواد شیمیایی را در تموک بیزینس بررسی کنید.

شما نیز اگر تامین کننده آهک و دیگر مواد شیمیایی صنعتی هستید، می توانید با ثبت نام در سامانه تموک بیزینس و ثبت عرضه به زنجیره تامین مواد و کالا بپیوندید. همچنین اگر متقاضی تامین این محصولات هستید، می توانید با ثبت تقاضا از موتور جستجوی تموک کمک بگیرید.