پودر کربنات کلسیم ضایعاتی و کاربرد های آن

فعالیت‌های انسانی روی زمین، سالانه بیش از 2500 میلیون تن زباله تولید می‌کند، از جمله زباله‌های صنعتی و کشاورزی جوامع روستایی و شهری. این امر باعث ایجاد مشکلات جدی برای محیط زیست، بهداشت و همچنین پر شدن فضای زمین می‌شود.به همین دلیل فناوری‌های مدیریت انواع مختلف زباله و تولید محصولات مفید از آن‌ها در حال حاضر به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. از دی اکسید کربن و ضایعات غنی از کلسیم حاصل از فرآیندهای مختلف صنعتی می‌توان برای تولید کربنات کلسیم استفاده کرد. ضایعات صنعتی تولید، برای محیط زیست مشکل ساز هستند. با استفاده از این ضایعات برای تولید کربنات کلسیم و بازگردانی آن‌ها به چرخه صنعت می‌توان از آسیب به محیط زیست جلوگیری کرد. در این مقاله درباره کربنات کلسیم ضایعاتی و کاربردهای آن صحبت خواهیم کرد.

کربنات کلسیم ضایعاتی چیست؟

امروزه بتن و آجر بیشترین استفاده را در بین مواد ساخته شده توسط انسان در جهان دارند. بنابراین تقاضای بتن، آجر و مواد اولیه مورد نیاز بسیار زیاد است. این امر باعث افزایش هزینه‌ها و تقاضای سیمان، آجرهای ریز و درشت می‌شود. تخریب محیط زیست، مصرف بالای انرژی و محدودیت‌های مالی از مشکلات دنیای امروز است. این مشکلات سازمان‌های مختلف را مجبور کرده تا دستورالعمل‌های مختلفی را برای تصفیه، جابجایی، حمل و نقل، دفع و بازیافت زباله‌ها تدوین کنند. از سوی دیگر با توجه به رشد تصاعدی جمعیت در سال های اخیر، تقاضای زیادی برای ساخت و ساز ایجاد شده. در نتیجه افزایش فشار برای استفاده از منابع طبیعی وجود دارد که باعث کمبود شدید آن‌ها شده است. اکنون یافتن راه حلی اجتماعی، فنی-اقتصادی و سازگار با محیط زیست برای حفظ محیطی پاک تر و سبزتر، یک نگرانی جهانی است. تولید کربنات کلسیم یا CaCO3 از ضایعات سایر صنایع یکی از این راه‌هاست. این ماده که در صنایع ساخت و ساز کاربرد زیادی دارد، با استفاده از کربن‌دی‌اکسید و ضایعات حاوی کلسیم صنایع مختلف قابل تولید است. کربنات کلسیمی که با استفاده از ضایعات صنایع مختلف تولید می‌شود را کربنات کلسیم ضایعاتی می‌نامند.

ساختار کربنات کلسیم ضایعاتی

ساختار کربنات کلسیم ضایعاتی دقیقا مشابه با کربنات کلسیم معمولی است. در واقع این نوع کربنات کلسیم، کربنات کلسیم رسوبی یا PCC محسوب می‌شود. زیرا از فرآیند رسوب دی‌ اکسید کربن و آهک کاربید بدست می‌آید. به فرآیند تولید کربنات کلسیم مصنوعی ” کربناسیون” گفته می‌شود. درصد خلوص کربنات کلسیم حاصل از ضایعات بالاست و از این رو از کیفیت بالایی برخوردار است.

تهیه و تولید کربنات کلسیم ضایعاتی

تهیه و تولید کربنات کلسیم ضایعاتی عمدتا در کارخانجات فولاد و سیمان انجام می‌شود. صنعت فولاد، علاوه بر فولاد، محصولات جانبی معدنی جامد یا سرباره نیز تولید می‌کند. همچنین مقادیر زیادی دی اکسید کربن (CO2) نیز منتشر می‌کند. سرباره‌ها از سیلیکات‌ها و اکسیدهای مختلفی تشکیل شده‌اند که در واکنش‌های شیمیایی بین سنگ‌آهن و مواد روان‌کننده در طی فرآوری در کارخانه فولاد تشکیل می‌شوند. این مواد در فرآیندهای آهن‌سازی بازیافت می‌شوند، به عنوان سنگدانه در ساخت‌وساز استفاده می‌شوند یا به عنوان زباله در محل دفن می‌شوند. نرخ بهره برداری از سرباره‌های فولادی را می توان با استخراج انتخابی اجزا از ماتریس معدنی افزایش داد. به عنوان مثال، محلول‌های آبی نمک‌های آمونیوم مانند استات آمونیوم، کلرید و نیترات کلسیم را در شرایط دما و فشار محیط استخراج می‌کنند. پس از جدا شدن جامدات باقیمانده از محلول، کربنات کلسیم را می توان با وارد کردن جریان CO2 از محلول رسوب داد. کربنات کلسیم حاصل، کربنات کلسیم رسوبی (PCC) است که در کاربردهای مختلف به عنوان ماده پرکننده استفاده می‌شود. نوع جدیدی از فرآیند برای تولید ، با خلوص بالا از پودر سیمان ضایعاتی نیز توسعه یافته است. این فرآیند شامل دو واکنش اصلی است:

1) استخراج کلسیم به شکل یون کلسیم از پودر سیمان زائد در دوغاب آب توسط CO2 تحت فشار (معمولاً در چند مگاپاسکال)

2) رسوب کربنات کلسیم (CaCO3) از محلول.

کاربرد کربنات کلسیم ضایعاتی

کاربرد کربنات کلسیم ضایعاتی بسیار گسترده است. از این نوع  پودر کربنات کلسیم می‌توان در صنایع گوناگونی استفاده کرد. برخی از مهم‌ترین این صنایع عبارتند از:

• تولید مصالح ساختمانی: از این ماده می‌توان در تولید مصالح ساختمانی، از جمله بتن و گچ ساختمانی استفاده کرد.
• صنعت کاغذ سازی: این نوع از کلسیم کربنات را می‌توان در صنعت کاغذسازی به عنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار داد. این کار باعث کاهش قطع درختان برای تولید کاغذ و حفظ محیط زیست می‌شود.
• سنگ تولید رنگ: استفاده از پودر کربنات کلسیم حاصل از ضایعات در صنعت رنگ سازی بر کیفیت رنگ‌های تولیدی می‌افزاید. کربنات کلسیم در رنگ موجب افزایش شفافیت، کاهش جذب روغن و افزایش مقاومت آن می‌شود.
• لاستیک سازی: استفاده از کربنات کلسیم نوع ضایعاتی در صنعت لاستیک سازی به عنوان پر کننده، بسیار مقرون به صرفه است. افزایش مقاومت و کاهش بهای تمام شده از جمله مزایای استفاده از کربنات کلسیم در صنعت لاستیک سازی است.

سخن آخر

کربنات کلسیم ضایعاتی نوعی از کربنات کلسیم است که با استفاده از کربن دی‌ اکسید و کلسیم دور ریز حاصل از صنایع مختلف تولید می‌شود. فرآیند تولید این نوع کربنات کلسیم درست مشابه کربنات کلسیم رسوبی یا PCC است. مهم‌ترین مزایای تولید این محصول عبارتند از:

• افزایش سودآوری
• کاهش هزینه دفع زباله
• کمک به حفظ محیط زیست

کربنات کلسیم به عنوان ماده اولیه در صنایع زیادی کاربرد دارد. وب سایت الوان پودر مرجع فروش انواع مختلف کربنات کلسیم با بهترین کیفیت است.