محصول تولیدی پس از اجرای طرح، ساخت آهک هیدراته و آهک معمولی می باشد. کد آیسیک ISIC مرتبط با محصول طرح در سامانه خدمات و اطلاعات وزارت صنعت، معدن و تجارت در زیر گروه ساخت انواع آهک با کد 2694 قرار می گیرد و واحد سنجش آن تن است. تولید آهک هیدراته فرصت سرمایه گذاری مناسبی است زیرا یکی از پر مصرف ترین انواع آهک در صنایع مختلف است و فروش آن بسیار پر رونق است.
آهک هیدراته با قابلیت‌های فیزیکی و شیمیایی که دارد کاربردهای فراوانی پیدا کرده است و روز به روز افزایش تقاضا برای صنایع دیگر از جمله صنایع ساختمانی، صنایع فولاد سازی، کاغذ، پلاستیک، صنایع شیمیایی، صنایع معدنی، محیط زیست و… بر اهمیت آن افزوده است.
سابقه مصرف آهک
دیر زمانیست که ایرانیان آهک را می‌شناسند و محصولات مختلف آن را به طور گسترده در ساختمان به کار می بندند، عده ای کشف چگونگی تهیه آهک را از سنگ‌های آهکی، به کوچ نشینان و بیابان گردان نسبت داده اند و پایگاه ایشان را فلات ایران می‌دانند.
به هر صورت قدیمی ترین بناهایی را که ملات های آهکی در ساخت آن به‌کار رفته در ایران زمین یافته اند. اعتقاد بر این است که روش تهیه این ملات از ایران به یونان و سپس به روم رفته است.
معرفی محصول
آهک هیدراته Slaked Lime از طریق ترکیب آهک زنده با آب به دست می آید و اصطلاحا آب موجب شکفته شدن آهک می شود. آهک شکفته دارای فرمول شیمیایی هیدروکسید کلسیم به صورت Ca(OH)2 بوده و از نظر ظاهری حالت پودری سفید رنگ و یک دست دارد.
اهک زنده ماده ای بسیار واکنش دهنده است اما زمانی که هیدراته می شود دیگر در اثر ترکیب با آب از خود واکنشی نشان نمی دهد به همین خاطر آن را آهک مرده یا آهک آب دیده می نامند. این محصول معمولا از سنگ آهک هایی که حدود 6 تا 22 درصد گل رس دارند تهیه می شود.
از ویژگیهای مهم این نوع آهک آن است که دور از هوا و حتی در زیر آب، به آهستگی سفت می شود، در تماس با آب خیلی شکفته می شوند و با آب خمیر کم چسب تولید می کند. بطور کلی میتوان این نوع آهک را حد واسط بین آهک های هوایی و سیمان دانست.
واکنش های شیمیایی و جزئیات عملکرد
- Ca (OH) 2 (کلسیم هیدروکسید) از واکنش شیمیایی CaO (کلسیم اکسید) و H20 (آب) تشکیل می شود.
- Ca (OH) 2 (هیدروکسید کلسیم) به دو روش تولید خشک و مرطوب ساخته می شود، که این دو روند کمی متفاوت است، اما اصول آن یکسان است.
- فرمول: CaO (کلسیم اکسید) + H20 (آب) = Ca (OH) 2 (هیدروکسید کلسیم)
100٪ + 32.5٪ = 132.5٪
آهک زنده به علت دسترسی آسان و ارزان قیمت بودن نسبت به مواد مشابه قلیائی دیگر، نقش اساسی در طیف گسترده ای از فرآیندهای صنعتی دارد و با اضافه نمودن آب به آن، یک واکنش گرمازا می باشد و باعث تولید آهک هیدراته می شود.
فرایند تولید آهک هیدراته
توسط پرکن لرزشی به خرد کن سنگ آهک با سنگ های در حدود اندازه mm 10-40 وارد می شود. از طریق دستگاه بالابر سطلی، به مخازن ذخیره سازی کلسیم اکسید خرد شده یا مخزن آهک منتقل می شود.
یا توسط سیستم های توزین نوار نقاله جریان ثابت به ماشین آلات هضم آهک شیمیایی اولیه، و بوسیله میله با چرخش آهسته به تکان دادن با سرعت کم می پردازد که به تکمیل اولیه آهک شیمیایی هضم شده (بسته به خروجی را می توان به یک، دو، سه محور تقسیم)، سپس وارد دستگاه هضم ثانویه آهک شیمیایی (بسته به خروجی می تواند باشد) می شود.
ابتدا باید سنگ آهک را از وجود ناخالصی های مختلف نظیر مواد کربناته پاک سازی نمود. این کار به روش پخت آهک در کوره های آهک پزی انجام می شود.مرحله بعد آبدار کردن آهک خالص است که اصطلاحا این روش شکفته کردن یا هیدراته کردن می باشد. این محصول با نام های دیگری هم شناخته می شود که به آهک شکفته و یا آهک مرده معروف است.
فرایند تولید این محصول را به دو روش می توان انجام داد :
برای تولید آهک شکفته یا هیدراته نیاز است که به آهک پخته آب اضافه گردد. معمولا برای این کار، آب را با فشار بر روی آهک زنده می پاشند که این روش آسان تر سریعتر و ارزانتر انجام می شود اما این عمل موجب کاهش خلوص اهک نیز می شودو کیفیت تولید را کاهش می دهد.
زیرا آهک علاقه زیادی به جذب گاز دی اکسیدکربن محیط دارد و با این کار، بخشی از محصول به کربنات کلسیم تبدیل شده و خلوص نهایی آن به شدت کاهش می یابد.
روش دوم استفاده از دستگاه هیدراسیون می باشد. این دستگاه با دمیدن پر فشار بخار آب داغ با دمای 300 تا 400 درجه سانتی گراد موجب هیدراته شدن آن می گردد و روش کار آن به این صورت است که آهک پخته شده را در یک محیط بسته توسط بخار آبجوش هیدراته می کند.
استفاده از سیستم هیذراسیون باعث می شود کمترین میزان ناخالصی وارد پروسه تولید شده و کیفیت نهایی بالا باشد، خلوص محصول در این روش عموما بین 92 درصد تا 95 درصد خواهد بود و پودری کاملا سفید و یکدست را در اختیار ما قرار می دهد که برای استفاده در کلیه صنایع مناسب است.
فرآیند هیدراسیون آهک پیچیده بوده و نسبت به اختلاط مقدار آب و آهک، به علت ایجاد حرارت و بخار حاصله اساساً از معادله واکنش شیمیایی آن پیروی نمی کند، طبق معادله برای تولید ۱۰۰ تن از این محصول بایستی مقدار ۲۴٫۳ تن آب و مقدار ۷۵٫۷ تن آهک زنده لازم است،
در حالیکه در عمل برای اینکار بایستی ۵۰ تا ۶۰ تن آب مصرف گردد که این مقدار مصرف آب وابسته به میزان اکتیو بودن آهک و همچنین اندازه ذرات آن دارد. و با اینکه اساساً یک ماده خشک می باشد ولی بطور کلی دارای مقادیر کم رطوبت آزاد (کمتر از ۱%) نیز هست.
حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد آهک زنده تولیدی در کشورهای توسعه یافته به آهک هیدراته تبدیل می شود (درصدی که احتمالا بدلیل عدم وجود صنایع بزرگ فولادسازی می باشد). در آب یا آهک آبدیده، ذرات هیدروکسید کلسیم بصورت سوسپانسیون در آب پخش می شوند که به نام شیر آهک یا دوغاب آهک، یک محصول بسیار پرمصرف و شناخته شده ای می باشد.
با حرارت دادن سنگ آهک (کربنات کلسیم) تا دمای 1000 تا 1200 درجه سانتی گراد، با خارج شدن گاز دی اکسید کربن از محیط، سنگ آهک تجزیه می یابد. بعد از تجزیه سنگ آهک، با افزودن آب به آهک مرحله شکفته کردن یا هیدراته شدن انجام می گیرد. و سپس آهک آسیاب و الک می شود.
ویژگی ها و مزایای طرح
آهک يا اکسید کلسیم از حرارت دادن سنگ آهک بدست می آيد. آهک خالص سفید رنگ، بی شکل و ترد است. وزن مخصوص آن بسته به درجه حرارت پخت آن بین 3/08 تا 3/3 گرم بر سانتی متر مکعب می باشد. میل ترکیبی آهک نیز همانند وزن مخصوص آن به درجه حرارت پخت بستگی دارد.
چنانچه در درجه حرارت کمتر از 1000 درجه سانتیگراد پخت شده باشد، زمان شکفته شدن آن طولانی تر خواهد بود. نقطه ذوب آهک 2614 درجه سانتی گراد است و پس از ذوب و سرد شدن به صورت کريستال های مکعبی شکل و دارای رنگ سفید يا زرد کم رنگ جامد می گردد. وجود اکسیدهای آهن سه ظرفیتی منگنز و تیتان باعث رنگی شدن محصول و کاهش کیفیت آهک خواهد شد.
آهک به صورتهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد :
- آهک کلوخه: آهک کلوخه به سنگ آهک پخته شده گفته میشود.
- آهک زنده به صورت پودر: اين آهک با آسیاب کردن آهک کلوخه به دست میآيد.
- آهک هیدراته (مرده): همان هیدرات کلسیم می باشد که از ترکیب آب با آهک مطابق فرمول زير بدست می آيد:
موارد مصرف و کاربرد
از این محصول به صورت گسترده ای در صنعت تصفیه آب و فاضلاب استفاده می شود. آهک قادر است تا ذرات ریز معلق در آب را به صورت لخته دراورده و ته نشین نماید. همچنین امکان تنظیم pH آب های اسیدی را نیز دارد.
دیگر کاربرد گسترده آهک در صنایع تولید کاغذ می باشد که به منظور از بین بردن خاصیت خورندگی کاستیک سودا مصرف می شود. همچنین یک پر کن مناسب نیز هست. در صنایع غذایی و تولید مواد خوراکی هم از آهک به منظور تلخی گیری زیتون و یا پخت انواع مربا استفاده می شود.
آهک هیدراته با قابلیت‌های فیزیکی و شیمیایی که دارد کاربردهای فراوانی پیدا کرده است و روز به روز افزایش تقاضا برای صنایع دیگر از جمله صنایع ساختمانی، صنایع فولاد سازی، کاغذ، پلاستیک، صنایع شیمیایی، صنایع معدنی، محیط زیست و … بر اهمیت آن افزوده است.
1. صنایع فولاد: تا پیش از سال 1960 آهک به عنوان کمک ذوب در فولادسازی همراه با ديگر مواد و به روش کوره های روباز، استفاده می شده است. میزان آهک مصرف شده برای تهیه يک تن فولاد حدود 12 کیلوگرم است.
2. مصارف متالوژی: برای ذوب کردن کان سنگ بعضی از فلزات نظیر مس از آهک استفاده می کنند.
3. مصارف بهداشتی: بی کربنات موجود در آب با افزودن آهک راسب شده و موجب کاهش سختی آب می گردد.
4. مصارف شیمیایی: در تهیه کربنات و بیکربنات سديم-تهیه کاربید کلسیم- برای تهیه ترکیب های اتیلن و پروپیلن، گلینکولها، نمکهای آلی کلسیمدار همچنین تصفیه و تغلیظ اسید سیتريک و گلوکز، به آهک نیاز است.
5. مصرف در کاغذ سازی: در صنعت کاغذسازی به منظور تهیه پالپ سولفات، استفاده دوباره از کربنات سديم و تهیه هیپوکلريت کلسیم که خاصیت سفیدکنندگی دارد از آهک استفاده می کنند.
6. مصرف در مصالح ساختمانی و سرامیک: به عنوان ملات، روکش داخل ساختمان و در شیشهسازی به عنوان کمک ذوب از آهک بهره می گیرند.
7. داروسازی: کربنات کلسیم خاصیت آنتی اسیدی دارد و در نواقص کلیوی و درمان استئوپروزيس به کار رفته و مکمل کلسیم است.
8. پرکننده: بیشترين کاربرد کربنات کلسیم خاکی و کربنات کلسیم تهنشینی در کاغذ، پلاستیک و رنگسازی است.
9. کارخانه های قند و شکر: در تهیه قند و شکر، از آهک برای تصفیه و جداسازی ترکیبات فسفاته و اسیدهای آلی استفاده می شود.
10. صنایع نفت: برای خنثی کردن ترکیبات آلی سولفورها، بیاثر ساختن گاز 2SO و تهیه گريس مخصوص از آهک استفاده می شود.
11. در صنایع رنگ سازی: از آهک به عنوان ماده پرکننده استفاده می کنند.
12. در چرم سازی: برای جدا کردن مو يا پشم از پوست حیوانات از آهک بهره می گیرند (صنعت دباغی).
13. در کشاورزی: برای کنترل PH آب از آهک استفاده می کنند.
همچنین در موارد زیر کاربرد دارد :
- تهیه ظرفهای چینی
- تهیه شیشه های معمولی که عمدتا شامل سیلیس، آهک ( کربنات کلسیم)، کربنات سدیم و زغال کک می باشند.
- تهیه سیمان
- تهیه ساروج یا ملاط که مخلوطی از آهک، ماسه و آب است که برخلاف سیمان در داخل آب خود را نمی گیرد و سفت نمی شود، ولی در مجاورت هوا به علت جذب گاز دی اکسید کربن و تشکیل سنگ آهک، به تدریج سفت می شود.
- آهک هیدراته موجب افزایش استحکام و سختی قیر می شود و از اکسیده شدن و پیری آسفالت جلوگیری می نماید و مانع ایجاد ترک و گسترش آن می گردد.
- یکی دیگر از مصارف عمده آهک در صنایع شیمیایی و در آزمایشگاه های شیمی، تهیه هیدروکسید سدیم از کربنات سدیم و هیدروکسید آمونیوم است.
بررسی بازار
با توجه به مصارف و کاربردهای فراوان آهک هیدراته در صنایع مختلف شیمیایی، بهداشتی، کشاورزی، غذایی و …، برتری ویژگیهای شیمیایی آن نسبت به آهک زنده و همچنین عدم وجود واحد فعال تولید این محصول در استان اردبیل، بازار مناسبی برای آن در این استان پیش بینی می شود.
هم چنین با توجه به صادرات فعال کشور در این زمینه پیش بینی میشود که با رعایت استانداردهای مربوطه و تامین حداکثر خلوص و کیفیت، بتوان این محصول را به کشورهای همسایه نیز صادر نمود.
مواد اولیه، کمکی و مصرفی
مواد اولیه تولید آهک، سنگ آهک می باشد.
مزایای اجرای طرح
با توجه به مواردی چون تامین بخشی از تقاضای داخلی در صورت بهره برداری از این طرح و کاربرد گسترده و رو به رشد محصولات طرح و امکان صادرات محصول در صورتی رعایت استانداردهای لازم از یک سو و نرخ بازده داخلی و بازگشت سرمایه مناسب طرح از سوی دیگر، طرح را به عنوان فرصت سرمایه گذاری ارزشمند میتوان معرفی نمود.