شرح فرایند تولید آهک صنعتی

سنگ آهک: همان کربنات کلسیم میباشد که به وفور در طبیعت یافت میشود و ماده اولیه عمده تولید سیمان و آهک میباشد. آهک زنده )پخته(: همان اکسید کلسیم میباشد که از تکلیس سنگ آهک در دمای بین 1000 تا 1200 درجه سانتیگراد تولید میشود.

آهک هیدراته (مرده): همان هیدروکسید کلسیم میباشد. به دلیل واکنشپذیری باالی آهک زنده، قسمت عمده آهک زنده را با آب واکنش داده و به آهک هیدراته تبدیل مینمایند. واکنش آهک زنده با آب را شکفته شدن نیز میگویند. آب آهک: در صورتی که هنگام تولید آهک هیدراته، میزان آب بیشتری به آهک افزوده شود، هیدروکسید کلسیم بصورت محلول در آب )شیر آهک( خارج میشود که به آن آب آهک گفته میشود. کربنات کلسیم رسوبی: جهت تغلیظ کربنات کلسیم به میزان باالی 99/99 درصد، در فرآیند کلسیناسیون، دی اکسید کربن خروجی از دودکش جداسازی شده و سپس با آب آهک تولیدی از فرآیند هیدراتاسیون دوباره واکنش داده و کربنات کلسیم رسوبی تولید میشود.

خواص آهک زنده:آهک زنده مادهای سفید رنگ با درجه ذوب ۰۰۵۲ درجه سانتی گراد است. به دلیل باال بودن دمای ذوب، از آن برای اندود نمودن سطح کورهها استفاده میکنند. این ماده میل ترکیبی فراوانی با آب دارد و به همین دلیل در نگهداری آن میبایست دقت خاصی مبذول شود.

نحوه تهیه آهک زنده و کورههای مورد استفاده در این صنعت:

روش تهیه کلی آهک زنده، همان حرارت دادن سنگ آهک در دمای 1000 تا 1200 درجه سانتیگراد است. البته هر چه دما باالتر باشد و گاز دیاکسید کربن حاصل بهتر از محیط خارج شود، عمل تجزیه سنگ آهک بهتر صورت میپذیرد. اما بطور کلی تهیه انواع آهک متفاوت است. برای تهیه این نوع آهک ، از کورههای ثابت و غیره پیوسته یا از کورههای مکانیکی استفاده میشود.

کورههای ثابت و غیرپیوسته: این کورهها که به روش سنتی کار میکنند، خردههای سنگ آهک را در اندازههای تقریبی 10 سانتیمتر روی هم میچینند و سطح آن را با کاه گل میپوشانند. سپس از قسمت پایین با کمک سوخت )بوته، چوب، زغال یا نفت سیاه( تا دمای 1000 درجه سانتیگراد به آن گرما میدهند. پس از زمان معینی گرما دادن را قطع کرده و بعد از آنکه کوره سرد شد، آهک زنده حاصل را خارج میکنند. چون در زمان خالی کردن آهک، کوره کار نمیکند، از اینرو آن را کوره ثابت و غیرپیوسته میگویند. ب- کوره آلبرگ که در قسمت پایین آن شبکه فلزی ضخیمی تعبیه شده است و بر روی آن، مخلوط زغال )به عنوان سوخت( و سنگ آهک را قرار میدهند. گرمای سوختن زغال، دمای کوره را باال میبرد و سنگ آهک را تجزیه و به آهک تبدیل میکند. آهک حاصل از پایین شبکه فلزی و گاز دیاکسید کربن نیز از باالی کوره خارج میشود. عیب عمده استفاده از این نوع کوره آن است که مقداری خاکستر زغال در آهک وارد میشود. بازدهی این روش بین 12 تا 14 تن آهک در روز است.

کورههای دوار مورد استفاده در صنعت آهک پخته دارای پیشگرمکن دوار یا ثابت، کوره دوار و خنککن دوار میباشند. زمان ماند سنگ آهک در درون سیستم بین 3 تا 5 ساعت میباشد. در کورههای دوار، دانهبندی سنگ مساله مهمی نبوده و میتوان از سنگهای با اندازه صفر تا 30 میلیمتر استفاده نمود که این دانهبندی از خروجی سنگشکنهای موجود در کارخانه سیمان قابل استحصال میباشد. پروسه تولید آهک زنده و آهک هیدراته شامل مراحل کلی: خردایش، کلسیناسیون، هیدراتاسیون، سیستم انتقال و ذخیره مواد و بستهبندی میباشد که در ادامه توضیح داده میشود:

خردایش: 

با توجه به اندازه مواد مورد نیاز، سنگشکنهای کارخانجات سیمان جوابگوی تأمین مواد خام مورد نیاز با سایزبندی مورد نظر میباشند. در این حالت ممکن است نیاز باشد تا اندازه سرندهای زیر سنگ شکنها اصالح گردد تا دانهبندی مناسب برای این منظور تأمین گردد. در سیستم تولید آهک پخته و هیدراته نیازی به آسیاب مواد خام نخواهد بود. جهت انتقال سنگ به ورودی کوره الزم است از مسیر خروجی سنگ شکن یا سالن ذخیره، مسیر فرعی ایجاد شده و سنگ آهک به ورودی کوره انتقال یابد. جهت تغذیه سنگ به داخل کوره از یک سیستم تغذیه مجهز به Double Flap Valve استفاده میشود.

کلسیناسیون:

با توجه به طول کورههای خشک بلند که عموما طول دارند، می توان از بخش ابتدایی کوره به عنوان پیشگرمکن استفاده نمود. بخش انتهایی کوره به عنوان بخش کلسیناسیون استفاده میشود. خنککنهای ساتالیتی جهت خنک کردن آهک پخته شده مناسب خواهد بود. با توجه به دمای پایین کلسیناسیون نسبت به دمای پخت کلینکر، نیازی به تعویض مشعل و سیستم سوخترسانی و نسوزکاری داخل کوره نخواهد بود. جهت کنترل مشعل و دمای کلسیناسیون الزم خواهد بود نازل سر مشعل تعویض شده و از نازل مناسب استفاده شود. جهت تأمین زمان ماند مواد در داخل کوره به میزان 3 تا 5 ساعت، الزم خواهد بود دور کوره کاهش یابد. به این منظور جهت کاهش هزینه تغییر و عدم تعویض دنده و پینیون، الزم است درایو کوره به نوع FC تغییر یابد. ً برابر 1200 kcal/kg و مصرف میزان مصرف انرژی حرارتی حدودا انرژی الکتریکی برابر مصرف اولیه خط مزبور خواهد بود. با توجه به اینکه در صنایع عمده منطقه نظیر فوالد و مصالح ساختمانی نیاز به آسیاب کردن آهک زنده وجود ندارد و بصورت کلوخه به فروش میرسد، لذا نیازی به تجهیزات پایین دستی نظیر آسیاب و ذخیرهسازی و ... نخواهد بود و میتوان آهک پخته تولیدی را بصورت فله روی کامیون بارگیری و به محل مصرف منتقل نمود.

هیدراتاسیون (در صورت نیاز بازار): برای تولید آهک هیدراته الزم است در هیدراتور به آهک زنده آب اضافه گردد. این تجهیز بایستی خریداری و نصب گردد. نکته: بسته به نوع مصرف و درجه آهک تولیدی، ممکن است نیاز به آسیاب برای نرم کردن آهک زنده وجود داشته باشد

سیستم انتقال و ذخیره مواد

در قسمتهای مختلف بسته به شرایط واحد و نیاز، بایستی مواد توسط تسمه نقاله یا سایر تجهیزات انتقال مواد، جابجا شده و در سیلوهای ذخیره فلزی یا بتنی ذخیره شوند.

 بسته بندی (در صورت نیاز): بسته به نوع مصرف و مواد تولیدی، آهک تولیدی را میتوان بصورت فله استفاده نمود یا بستهبندی کرد. بستهبندی مواد تولیدی نیاز به سیستم جدید خواهد داشت.