این ماده که با نام های دیگر کلسیم هیدروکسید، کلسیم هیدراته و یا کاستیک آهک نیز شناخته می شود ا واکنش ما بین آب و آهک زنده در یک هیدراتور به وجود می آید. این ماده پودری می باشد و در اثر حرارت به کلسیم اکسید تجزیه می شود. کلسیم هیدروکسید در آب محلول است و یک باز نسبتا قوی به حساب می آید که به شدت با اسید ها وارد واکنش می شود.
این ماده در درجه اول شامل کلسیم هیدروکسید (Ca(OH)2) و منیزیم هیدروکسید (Mg(OH)2) به ترتیب بین 50-95% و 0-50% است. محصول فوق در خلوص بالا دارای بیشتر از 90% کلسیم هیدروکسید است . علاوه بر اجزای ذکر شده ترکیباتی همانند سیلیکون ، آهن ، آلومینیوم ، منیزیم به صورت اکسید و همچنین کربنات کلسیم و منیزیم در برخی از نمونه ها مشاهده شده اند.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی
در جدول زیر مشخصات فیزیکی و شیمیایی کلسیم هیدروکسید که عمده ترین ترکیب موجود در hydrated lime است نشان داده شده اند : تولید
تولید این ماده از طریق هیدراته کردن آهک زنده (quicklime) انجام می شود ، عملیات هیدراته کردن در سلولی به نام هیدراتور اتفاق می افتد که در آن مقدار دقیقی از آب به کلسیم اکسید افزوده شده و سپس مخلوط هم زده می شود. محصول تولید شده پودری نرم ، خشک و سفید است که به درون یک ایر سپراتور (جداکننده هوا) فرستاده شده و در آنجا ذرات درشت از باقی ذرات جدا می شوند.
آهک زنده (کلسیم اکسید) از سوزاندن سنگ آهک خلوص بالا ( ساخته شده از کربنات کلسیم CaCO3 ) در دمای حدودی 900 درجه سانتیگراد در کوره های خاص تولید می شود.
چرخه مشابهی را می توان روی دولومیت تشکیل شده از CaCO3.MgCO3 به منظور دست یابی به آهک دولومیتی (CaO.MgO) و سپس hydrated lime دولومیتی (Ca(OH)2.Mg(OH)2 یا Ca(OH)2.MgO.Mg(OH)2 در صورتی که به صورت جزئی آبدار شده باشد) انجام داد . واکنش های مربوط به فرآیندهای ذکر شده را می توان در ادامه مشاهده کرد :
هیدرات کلسیم بالا
↑ CaO (h.c. quicklime) + H2O ↔ Ca(OH)2 (h.c. hydrate) + heat
(Ca(OH)2 (h.c. hydrate) + heat↑ ↔ CaO (h.c. quicklime) + H2O(vapor
هیدارت دولومیتیک نرمال
↑ CaO. MgO (dol. quicklime) + H2O ↔ Ca(OH)2. MgO (dol. hydrate) + heat
دولومیته هیدراته بالا
↑CaO. MgO (dol. quicklime) + 2H2O + pressure ↔ Ca(OH)2 Mg (OH)2 (dol. hydrate) + heat
این معادلات نشان می دهد که این فرآیند هم برای سنگ دارای کلسیم بالا و هم آهک دولومیتی می تواند مورد استفاده قرار می گیرد.
تمامی واکنش های ذکر شده به شدت گرمازا هستند ، گرمای حاصل از هیدراسیون 1 پوند از quicklime خالص می تواند 3.4 پوند آب را از دمای اتاق به نقطه جوش برساند. از همین رو باید در نگهداری و حمل و نقل quicklime بسیار دقیق بود و از تماس آن با آب جلوگیری کرد.
تفاوت بین آهک هیدراته و آهک زنده چیست؟
اولین تفاوت این دو ماده ترکیب شیمیایی و واکنش های متفاوت آن ها است. از آنجایی که کلسیم خود عنصر است و به تنهایی یافت نمی گردد ترکیبات آن را با نام های گوناگونی می شناسند. آهک آبدار و زنده هر دو ترکیبات کلسیم هستند با این تفاوت که نوع هیدراته ی کلسیم را آهک هیدراته می نامند و نوع معمول کلسیم را کلسیم اکسید و یا آهک زنده نام گذاری نموده اند. کلسیم اکسید (بالک یا توده ای) دارای چگالی سنگین تر( چیزی در حدود 1 040 kg/m³) می باشد و بسیار واکنش پذیر تر از آهک هیدراته است.
کلسیم هیدروکسید از افزودن آب و هیدراته نمودن کلسیم اکسید به وجود می آید و چگالی ای کمتر از کلسیم اکسید در حدود(Kg/m3 560.64 )دارد.
واکنش ها: آهک زنده بسیار فعال است و واکنش های آن به خصوص با آب باید با کنترل شرایط و تحت رعایت نکات ایمنی انجام شود این ماده در واکنش با آب می تواند گرمایی در حدود 120 فارنهایت تولید نماید. اما Ca(OH)2 فعالیت کمتری دارد و خنثی شده به حساب می آید بنابراین اکسید نمی شود و می تواند با آب مورد استفاده قرار بگیرد و معمولا برای کنترل pH به آن اضافه می گردد
چه موقع بفهمیم از کدام آهک استفاده نماییم؟
نیاز به آهک بدون آب و یا آبدار بسته به نوع فرایند به ما در انتخاب نوع lime مناسب کمک می نماید. یکی از بهترین مثال های موجود سولفوریزاسیون گاز می باشد که در سوخت های هواپیما ها، صنایع سیمان، صنایع شیشه سازی استفاده می شود و برای کاهش آلاینده هایی مانند NOX،SOX و HCl در صنایع مذکور مورد استفاده قرار می گیرد. در بعضی از این فرایند های بالا نیاز به Ca(OH)2 برای فیلتر شدن و کاتالیز نمودن آلاینده های منتشر شده می باشد و در بعضی دیگر با کمک آهک زنده یا همان کلسیم اکسید این کار را انجام می دهند .
مقدار و نحوی اعمال هر دو آهک یکسان است با این حال نوع فرایند و نوع گاز منتشر شده در صنایع فوق الذکر به ما در انتخاب نوع آهک کمک می نماید. در سیستم هایی که به مقدار زیادی آهک احتیاج است استفاده از آهک زنده ترجیح داده می شود زیرا این نوع آهک چگالی ای دو برابر کلسیم هیدروکسید دارد و هزینه های حمل و نقل و ذخیره سازی را کاهش می دهد.
تفاوت در واکنش ها
به دلیل واکنش هیدروفوبیکی که بین آهک زنده و آب صورت می گیرد استفاده از ابزاری به نام لایم اسلیکر در هنگام استفاده ی همزمان این دو ماده با هم ضروری می باشد.
quicklime معمولا به صورت سنگ ریزه هایی در حدود یک چهارم تا یک هشتم اینچ می باشد. این ماده به صورت پودر مانند اندازه ای در حدود (300μ ) دارد. استفاده از انواع این ماده در فرم های پودری و سنگ ریزه ای بسته به مقدار گرمازا بودن واکنش دارد. در هنگامی که حجم lime مورد نیاز پایین می باشد، Ca(OH)2به جای quicklime مورد استفاده قرار می گیرد زیرا ابزار استفاده از این ماده ساده تر است و نیاز به کنترل واکنش های گرمازای به وجود امده در نتیجه ی واکنش های quicklime نمی باشد.
کاربرد های آهک زنده:
این ماده به عنوان عامل کاتالیست مورد استفاده قرار می گیرد. و در صنعت ساخت فولاد برای جداسازی ناخالصی ها از فولاد ذوب شده استفاده می شود. جداسازی گوگرد از انتشار گاز های صنعتی، تولید کاغذ و فایبر گلاس نیز ازکاربردهای دیگر این ماده به حساب می آیند. جذب آب بالا و واکنش با این ماده سبب شده است تا در صنایع گوناگونی استفاده از این ماده به عنوان یک جاذب توجه زیادی را به خود جلب نماید
کاربرد های آهک آبدار:
این ماده عموما در کشاورزی ، ساخت و ساز و حذف آلاینده های زیست محیطی مورد استفاده قرار می گیرد اما می تواند کاربرد های مشترکی نیز با آهک زنده داشته باشد. تصفیه ی آب و کنترل بو در فاضلاب ها و پساب های صنعتی نیز یکی از کاربرد های مهم این ماده است و می تواند به عنوان فلوکولانت آب را تصفیه نماید. در کشاورزی کلسیم هیدروکسید سبب کاهش pH خاک های اسیدی می شود و در ساخت و ساز استفاده از آن موجب پایداری و ثبات خاک می گردد
کاربرد ها
تصفیه ی آب :
این ماده در تصفیه ی آب کاربرد فراوانی دارد که عبارتند از :
استفاده در سیمان
مخلوط کردن این آهک با سیمان پورتلند برای تولید ملات بنایی امری شناخته شده است. آهک باعث بهبود کارایی ملات شده و امکان استفاده مجدد از آن را بدون داشتن دورریز فراهم می کند . همچنین باعث کاهش استحکام ملات شده و باعث می شود که ملات های ساخته شده از سیمان پورتلند قابلیت شکل پذیری بالاتری پیدا کنند .
آسفالت
در دهه 1970 میلادی از آهک هیدراته برای بهبود مقاومت آسفالت در برابر رطوبت و جلوگیری از یخ زدگی استفاده می شد ، اما به مرور زمان اثرات مثبت دیگر این ماده بر آسفالت نیز کشف شد. امروزه به عنوان ماده ای چند منظوره که به پایداری آسفالت کمک می کند شناخته می شود.
بر اساس مطالعات صورت گرفته افزودن 0.5-2 % آهک هیدراته به آسفالت می تواند خواص این ماده را در برابر رطوبت و یخ زدگی به صورت قابل توجهی بهبود ببخشد . وجود آب باعث می شود که پیوند بین قیر و توده های آسفالت ضعیف شود ، اضافه کردن این ماده از این امر جلوگیری خواهد کرد.
افزودن این ماده به اسفالت باعث بهبود موارد زیر خواهد شد:
مکانیزم اثر
مصالح سیلیسی در مقایسه با آهک هیدراته بدترین خواص چسپندگی به قیر را دارند. این اتفاق به این دلیل رخ می دهد که هر دو سورفکتانت های آنیونی و کاتیونی که به صورت طبیعی در قیر وجود دارند ، توانایی برقراری پیوندهای قوی با یون کلسیم را دارند در حالی که تنها سورفکتانت های کاتیونی قابلیت ایجاد پیوند قوی با اتم های سیلیکا را دارند. از این رو سورفکتانت های آنیونی به راحتی می توانند با آب جایگزین شوند ( در مصالح سیلیسی) که باعث به وجود آمدن اثرات بسیار نامطلوبی در آسفالت خواهد شد .
یکی از اثرات این محصول این است که موجب رسوب یون های کلسیم بر روی سطح مصالح و افزایش قدرت پیوند آن ها با قیر می شود.
کشاورزی
افزودن این ماده به خاک باعث خنثی شدن خاک های اسیدی و بالانس شدن مواد مغذی موجود در خاک خواهد شد. استفاده از این محصول در خاک چمن امری بسیار معمول است زیرا چمن در خاک های قلیایی رشد بهتری داشته و آهک بسیاری از آفت های موجود همانند کک را از بین می برد.
کشاورزان غالبا آهک هیدراته را در زمین های دورافتاده استفاده می کنند ، زیرا تماس این ماده با حیوانات اهلی و خانگی می تواند باعث مرگ آن ها شود.
دامداری
آهک هیدراته به دلیل خواص پاک کنندگی و ضد عفونی کنندگی که دارد، توسط دامدارن مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه کاربردهای این ماده در دامداری آورده شده اند :
استفاده از این ماده فقط به عنوان ماده ضد عفونی کننده خارجی در پرورش احشام مجاز است و نباید به منظور دیگری از آن استفاده کرد.
صنایع فولاد سازی
کاربرد های دیگر
msds محصول
این محصول بر روی چشم و پوست اثرات خورندگی دارد و استفاده از ماسک، دستکش و عینک هنگام کار با این ماده توصیه می گردد.
استنشاق بیش از حد آن می تواند موجب آسیب به ریه، خفگی و یا حتی مرگ شود.
ایجاد تهویه مناسب در محیطی که با Ca(OH)2 کار می شود توصیه می گردد.
در صورت آلوده شدن به این ماده نکات زیر را انجام دهید:
چشم: بلافاصله چشم ها را با مقدار زیادی آب بشویید و در صورت در دسترس نبودن آب ، چشم ها را با محلول های شست و شوی چشم به خوبی مورد شست و شو قرار دهید. اگر با شست و شوی چشم ها عامل محرک همچنان وجود داشت از مالیدن آن خود داری نمایید و سریعا به پزشک مراجعه کنید.
پوست: ماده ی آلوده را از روی پوست بردارید و محل آلوده شده را به خوبی با آب شست و شو دهید.اگر تحریک پوست با این ماده همچنان ادامه داشت به پزشک مراجعه نمایید.
استنشاق: فرد آلوده شده را به هوای تازه منتقل نمایید و در صورت نیاز به فرد تنفس مصنوعی دهید.
No comments:
Post a Comment