آهک يکی از قديمیترين مواد معدنی شناخته شده تاريخ بشری است و به دوران رم قديم و مصريان که در امور بناسازی مصرف کرده اند برمیگردد و سه هزار سال پيش ايرانيان طريقه ساخت شفته آهک را میدانستند و از اين ماده در ساختن پی بنا، پلها، آبگيرها و... استفاده میکردند. آهک سبب ايجاد صنعت سيمان نيز شده چرا که ماده اصلی تشکيل دهنده سيمان آهک میباشد. امروزه در سطح دنيا ميليونها تن آهک در ساختمانسازی و توليد سيمان و ساير صنايع به دليل خصوصيات ذاتی که دارد به عنوان يکی ازعناصرمهم استفاده میشود.
معرفي محصول شايد باور اين موضوع مشکل باشد که آهک دارای انواع گوناگونی است و حتی فرمول شيميايی انواع مختلف آهک هم با هم تفاوت دارد. زمانی که نام آهک به گوش میرسد، به ياد پودری سفيد رنگ میافتيم که در امور ساختمانی مصرف میشود. ولی واقعيت چيز ديگری است. آهک دارای انواع گوناگون با ويژگیهای شيميايی و فيزيکی متفاوتی است. آهک خام که در معادن وجود دارد با آهکی که فرآوری بر روی آن انجام شود فرق دارد. حتی روشهای فرآوری هم بر روی خصوصيات آهک تاثيرگذار است. در ابتدا تفاوت دو نوع از مهم ترين انواع آهک يعنی آهک هيدراته و آهک زنده بيان میشود. قبل از هر چيز بايد بدانيم که آهک خام موجود در طبيعت، نوعی سنگ رسوبی ترکيب شده با عناصر ديگر است که فرمول عمومی آن، کربنات کلسيم 3 CaCOمیباشد. سنگ آهک دارای ناخالصیهای زيادی است، پس هدف از فراوری سنگ آهک، حذف ناخالصیهای آن و به دست آوردن آهک خالص میباشد. نوع آهک توليدشده بستگی به نوع فرآوری صورت گرفته دارد که میتواند بر روی ويژگیهای فيزيکی و شيميايی آهک تاثيرگذار باشد
پودر سفيد رنگ و محلول در آب مشخصات شيميايی آهک هيدراته: در صورت تماس با آب، مايعی توليد میشود به نام آب آهک که کاربردهای زيادی دارد Hydrated lime :يا Slaked lime
انگليسی نام ماده اوليه برای توليد آهک هيدراته: آهک زنده آهک زنده )معمولي) فرمول شيميايی آهک زنده: اکسيد کلسيمCaO ساير اسامی آهک زنده: آهک فعال – آهک پخته شده – آهک کلسينه ويژگیهای فيزيکی آهک زنده: سفيد )مايل به زرد( – دارای حالت کلوخهای است اما میتوان آن را به صورت پودر ميکرونيزه هم کوبيد. مشخصات شيميايی آهک زنده: در صورت تماس با آب بسيار اکتيو میشود و حرارت توليد میکند. نام انگليسیQuicklime : ماده اوليه برای توليد آهک زنده: سنگ آهک يا کربنات کلسيم آهک زنده اصوال يک ماده شيميايی است نه ماده معدنی زيرا به صورت عادی در طبيعت يافت نمیشود. آهک زنده در اصل، آهک خام است و عامل اصلی در توليد آن، حرارت میباشد. هر چه حرارت بيشتری در مدت زمان طوالنیتر به سنگ آهک اعمال شود، خالصتر خواهد شد.
صنایع فولاد: تا پیش از سال 1960 آهک بهعنوان کمک ذوب در فولادسازی همراه با دیگر مواد و به روش کورههای روباز، استفاده میشده است. میزان آهک مصرف شده برای تهیه یک تن فولاد حدود 12 کیلوگرم است.
مصارف متالوژی: برای ذوب کردن کان سنگ بعضی از فلزات نظیر مس از آهک استفاده میکنند.
مصارف بهداشتی: بیکربنات موجود در آب با افزودن آهک رسوب شده و موجب کاهش سختی آب میگردد
مصارف شیمیایی: در تهیه کربنات و بیکربنات سدیم - تهیه کاربید کلسیم - برای تهیه ترکیبهای اتیلن و پروپیلن، گلینکولها، نمکهای آلی کلسیمدار، همچنین تصفیه و تغلیظ اسید سیتریک و گلوکز، به آهک نیاز است.
مصرف در کاغذسازی: در صنعت کاغذسازی به منظور تهیه پالپ سولفات، استفاده دوباره از کربنات سدیم و تهیه هیپوکلریت کلسیم که خاصیت سفیدکنندگی دارد از آهک استفاده میکنند.
مصرف در مصالح ساختمانی و سرامیک: بهعنوان ملات، روکش داخل ساختمان و در شیشهسازی بهعنوان کمک ذوب از آهک بهره میگیرند.
داروسازی: کربنات کلسیم خاصیت آنتی اسیدی دارد و در نواقص کلیوی و درمان استئوپروزیس به کار رفته و مکمل کلسیم است.
پرکننده: بیشترین کاربرد کربنات کلسیم خاکی و کربنات کلسیم تهنشینی در کاغذ، پلاستیک و رنگسازی است.
کارخانههای قند و شکر: در تهیه قند و شکر، از آهک برای تصفیه و جداسازی ترکیبات فسفاته و اسیدهای آلی استفاده میشود.
صنایع نفت: برای خنثی کردن ترکیبات آلی سولفورها، بی اثر ساختن گاز SO2 و تهیه گریس مخصوص از آهک استفاده میشود.
در صنایع رنگسازی: از آهک بهعنوان ماده پرکننده استفاده میکنند.
در چرمسازی: برای جدا کردن مو یا پشم از پوست حیوانات از آهک بهره میگیرند.
در کشاورزی: برای کنترل PH آب از آهک استفاده میکنند.
توليد آهک يك فرآيند تقریبا پيچيده است ولی نياز به حجم سرمايهگذاري بالايي ندارد لذا شركتهاي بسيار زيادي در سرتاسر جه
ان و در بسياري از كشورها فعاليت ميكنند. از آنجا که روند تولید و مصرف آهک هیدراته وابسته به تولید آهک زنده است در بررسی بازار جهانی آهک زنده را مورد بررسی قرار گرفته شده است.
میزان تولید آهک در جهان رو به افزایش است به طوری که از 120,000 هزارتن در سال 1997 به 330,000 تن در سال 2004 و 350,000 در سال 2011 و 425,000 تن در سال 2019 افزایش یافته است. بخش اعظم آهک تولیدی جهان متعلق به کشور چین است.
با بررسی آمار تولیدات آهک در جهان، پی میبریم سهم ایران از تولید کل آهک در جهان 0.7 درصد است. کشورهای مصرف کننده آهک عمدتاً همان کشورهای تولیدکننده هستند.
کشورهای چین، آمریکا، هند و روسیه به ترتیب بیشترین میزان تولید آهک در جهان را دارا میباشند.
با بررسی ارقام عرضه و تقاضای کل در طرح امکانسنجی مشخص می¬شود که کشور در سالهای
آینده با مازاد عرضه روبرو خواهد بود که این مازاد عرضه می¬تواند بدلیل هریک از موارد ذیل باشد:
- 1- وجود معادن فراوان سنگآهک در کشور و متعاقبا صدور مجوزهای زیاد برای تولید آهک
- 2- کاربرد فراوان آهک در صنایع مختلف مانند فولاد، مصارف متالوژی، بهداشتی، شیمیایی، کاغذسازی، مصالح ساختمانی و سرامیک، داروسازی، رنگسازی و... باعث شده است که شناسایی بازار مصرف این محصول سختتر باشد و لذا این مازاد عرضه میتواند ناشی از تقاضای شناسایی نشده باشد.
- 3- در این طرح امکانسنجی، میزان تولید آهک به اندازه میزان ظرفیت تولید واحدهای تولیدی درنظر گرفته شده است ولی ممکن است واحدهای تولیدی به اندازه ظرفیت خود تولید نکنند و همین موضوع باعث به وجود آمدن افزایش عرضه در مطالعات میشود.
آهک انواع گوناگونی دارد. در این میان ، آهک زنده Quicklime که با اسامی آهک پخته ، آهک فعال یا آهک کلسینه هم شناخته می شود دارای نقش پر رنگ تر و سهمی شصت و پنج درصدی در بازار جهانی آهک است. پیش بینی های صورت گرفته از بازار آهک نیز تاکید بر غالب بودن آهک زنده به دلیل کاربرد گسترده آن در صنعت تولید فلزات نسبت به دیگر انواع آهک در طی سال های آتی دارد. اما در مورد آهک هیدراته Hydrated lime نیز پیش بینی می شود که کاربرد آن در صنعت ساختمانی و راه سازی و نیز صنایع خدماتی سبب گسترش تقاضا برای آن خواهد شد. فعالان بازار اعتقاد به رشد ۵ درصدی تقاضا برای آهک هیدراته تا سال ۲۰۲۴
دارند. بازار اهک را می توان بر اساس مصارف آن در زمینه های مواد شیمیایی ، ساختمانی ، متالوژی و خدماتی دسته بندی کرد. بر این اساس ، صنایع متالوژی و تولید فلزات با مصرف پنجاه درصد از کل آهک تولید شده در جهان ، در این زمینه پیشتاز هستند. پیش بینی ها نیز حاکی از ادامه حفظ بیشترین سهم بازار مصرف آهک توسط صنعت متالوژی در طی سالیان آینده می باشد. با این حال صنایع ساختمانی سودآور ترین بخش بازار آهک هستند و در نتیجه پیش بینی می شود که تا ۵ درصد بر سهم خود از تولیدات آینده آهک بیافزایند. دلیل اصلی آن نیز گسترش روزافزایش زندگی شهری و ساخت و ساز در مناطق آسیا پاسیفیک ، خاورمیانه و آفریقا است.
تولید آهک به دو مرحله تقسیم میگردد :
- آماده سازی مواد اولیه
- پخت سنگآهک
سنگآهک در ابتدای خط از فیدر به داخل سنگ شکن ریخته شده و دانه¬بندی مورد نظر بهدست میآید. سپس سنگ معدن خرد شده به کوره انتقال می¬یابد. در کوره عمل تکلیس سنگآهک صورت گرفته و در درجه حرارت حدود 1100 درجه سانتیگراد، سنگآهک به آهک تبدیل میشود. به این واکنش شیمیایی پخت آهک میگویند.