Tweet
دراسة جدوى مصنع كربونات الكالسيوم
مقدمة
كربونات الكالسيوم هي الاسم المعروف و المشهور للحجر الجيري , و تتواجد محاجرها في شرق محافظة المنيا ما بين مركز مغاغة و مركز المنيا و أجود خامة تتركز في منطقة مركز سمالوط . و أغلب محاجر الحجر الجيري تعمل على تحويله لبلوكات طوب تستخدم في البناء عن طريق نشره و تقطيعه و ذلك لرخص ثمنه بالمقارنة بالطوب الأحمر . و بعض هذه المحاجر يقوم بتكسير الحجر و تحويله الى بودرة بأحجام مختلفة تستخدم في أغلبها لعمل الطرطشة لواجهات العمارات و السلالم الداخلية و البلاط المزايكو . و القليل جدا من المحاجر يقوم بالتكسير لمصانع الزجاج و البويات و هذه النوعية تتميز بالحجم الصغير للحبيبات . كما أن بعض المحاجر تقوم بحرق الحجر الجيري و بيعه لمصانع الورق و السكر.
هناك ما لا يقل عن 60 نوعا من أنواع الكربونات الموجودة في الطبيعة , و أكثرها توفرا كربونات الكالسيوم و تتواجد في صورة كالسيت و أرجوانيت . و الكالسيت هو الأكثر استخداما و انتشارا في صناعة كربونات الكالسيوم , و يتواجد في الطبقات الرسوبية و الصخورالمتحولة و النارية . و جيولوجياً هو نتيجة بقايا كائنات حية ترسبت تحت سطح البحر ونتيجة الضغوط العالية والتحولات الحرارية الناتجة عن تغيرات القشرة الأرضية تحولت الى صخور الحجر الجيري وهذا أدي إلي وجود الاحفوريات ( البقايا الحيوانية ) فى طبقات الحجر الجيري.
توجد علاقة وثيقة قديمة مابين الجنس البشرى والحجر الجيري ، حيث انه كميات هائلة من الحجر الجيري كانت تستخدم من قبل قدماء المصريين ( الفراعنة ) فى بناء الأهرامات وكذلك فى بناء أضرحة القديسين من قبل الإغريق والرومان ، بالإضافة لذلك العديد من التماثيل والنصب القديمة والمنحوتات كانت تعمل من الرخام والذي هو صورة متحولة من الحجر الجيري ، وكان يستخدم أيضاً فى المباني من الداخل والخارج منذ العصور القديمة.
وبعد حدوث الثورة الصناعية الهائلة أصبح الحجر الجيري يستخدم بكميات كبيرة وبدأت هذه الزيادة نتيجة النمو الكبير الحاصل فى صناعة الاسمنت والذي الحجر الجيري خام أساسي فى صناعته وكذلك فى صناعات الحديد والصلب.
ونتيجة تطور الصناعات البتروكيماوية بعد الحرب العالمية الثانية فإن كربونات الكالسيوم أصبحت تستخدم في أغراض كثيرة فمثلاً كمادة مالئة فى صناعة البلاستيك و الطلاء وكعامل مساعد فى معالجة المطاط وكمادة مضافة فى صناعة الورق وكذلك فى الأغراض الطبية وفى صناعة الأسمدة الكيماوية والمبيدات الحشرية والزجاج ... الخ .
وتتم عملية معالجة وتصنيف حجوم كربونات الكالسيوم في المصنع حسب إستخداماته في الصناعة ، فهناك بعض الصناعات التي تستخدم كربونات الكالسيوم المغلفة وأخري غير مغلفة ومنها من يستخدم حجوم أقل من 1 ميكرون والبعض حتى حجم أكبر من 4 ملم ، وغالباً مايكون الإستخدام الجيد لها كمادة خام بدون أية إضافات لها.
ونتيجة تطور الصناعات البتروكيماوية بعد الحرب العالمية الثانية فإن كربونات الكالسيوم أصبحت تستخدم في أغراض كثيرة فمثلاً كمادة مالئة فى صناعة البلاستيك و الطلاء وكعامل مساعد فى معالجة المطاط وكمادة مضافة فى صناعة الورق وكذلك فى الأغراض الطبية وفى صناعة الأسمدة الكيماوية والمبيدات الحشرية والزجاج ... الخ .
وتتم عملية معالجة وتصنيف حجوم كربونات الكالسيوم في المصنع حسب إستخداماته في الصناعة ، فهناك بعض الصناعات التي تستخدم كربونات الكالسيوم المغلفة وأخري غير مغلفة ومنها من يستخدم حجوم أقل من 1 ميكرون والبعض حتى حجم أكبر من 4 ملم ، وغالباً مايكون الإستخدام الجيد لها كمادة خام بدون أية إضافات لها.
تواجـد كربونات الكالسيوم في الطبيعة:
يتكون الحجر الجيرى بطرق ترسيب آلية أو كيميائية أو عضوية ونجد أن بقايا الكائنات الحية هى أهم المصادر الرئيسية لمحتويات الحجر الجيرى. ووجد أن أكثر صخور الحجر الجيرى قد تترسب فى مناطق إستوائية إلى شبه إستوائية, وفى بيئات ضحلة يقل عمق الماء فيها عن (15 مترا ) حيث يتوافر فيها الضوء و الحرارة .
أنواع الحجر الجيرى
الحجر الجيرى يتكون أساسا من معدن الكالسيت ( كربـونات كـالسيوم ) ويعرف أحيانا بالحجـرالجيرى الكيميائـى تمييزا لـه عن الحجر العضوي الجيري .
ومن أهم أنواع الحجر الجيرى:
الحجر الجيرى العضوى:
وهو يحتوى على كمية كبيرة من الأصداف والعظام والمواد الهيكلية
الحجر الجيرى الفتاتى:
وهو الذى يتكون من حبيبات الكالسيت ذات الأصل القارى.
الحجر الجيرى الكيميائى:
وينتـج هذاالحجرعن طريق ترسيب كربونات الكالسيوم الذائبة فى مياه البحار تحت ظروف درجة الحرارة و بالتالي كمية البخر و نقصض حامضية المياه و بالتالي زيادة قاعديتها و كمية ثاني أكسيد الكربون الزائبة في ترسيب كربونات الكالسيوم حيث تساهم في ترسيب الكربونات .
الحجر الجيرى يتكون أساسا من معدن الكالسيت ( كربـونات كـالسيوم ) ويعرف أحيانا بالحجـرالجيرى الكيميائـى تمييزا لـه عن الحجر العضوي الجيري .
ومن أهم أنواع الحجر الجيرى:
الحجر الجيرى العضوى:
وهو يحتوى على كمية كبيرة من الأصداف والعظام والمواد الهيكلية
الحجر الجيرى الفتاتى:
وهو الذى يتكون من حبيبات الكالسيت ذات الأصل القارى.
الحجر الجيرى الكيميائى:
وينتـج هذاالحجرعن طريق ترسيب كربونات الكالسيوم الذائبة فى مياه البحار تحت ظروف درجة الحرارة و بالتالي كمية البخر و نقصض حامضية المياه و بالتالي زيادة قاعديتها و كمية ثاني أكسيد الكربون الزائبة في ترسيب كربونات الكالسيوم حيث تساهم في ترسيب الكربونات .
استخدامات كربونات الكالسيوم في الصناعة
وتتم عملية معالجة وتصنيف حجوم كربونات الكالسيوم في المصنع حسب إستخداماته في الصناعة ، فهناك بعض الصناعات التي تستخدم كربونات الكالسيوم المغلفة وأخري غير مغلفة ومنها من يستخدم حجوم أقل من 1 ميكرون والبعض حتى حجم أكبر من 4 ملم ، وغالباً مايكون الإستخدام الجيد لها كمادة خام بدون أية إضافات لها ، وفيما يلي بعض الصناعات التي تستخدم فيها كربونات الكالسيوم بعد عمليات المعالجة في المعمل
صناعة اللدائن
يستخدم مسحوق كربونات الكالسيوم في العديد من المنتوجات البلاستيكة الناتجة من الصناعات النفطية ، فإضافة كربونات الكالسيوم تحسن من بعض الخواص الفيزيائية للمنتوج البلاستيكي ، فهي تجعله مقاوم للتشوه حيث ترفع من درجة ثباته ومقاومته وتجعله ذو مظهر خارجي جيد وكذلك الملمس وتحافظ عليه من الإنسلال بالإضافة لذلك فهي تجعله سهل المعالجة وذلك بالرفع من إنسيابيته وتشتته ، إن إستخدام كربونات الكالسيوم في صناعة اللدائن تقلل من تكاليف الإنتاج لإنها أرخص بكثير من البترول ومواد خام أخرى ، ومن بعض المنتوجات البلاستيكية التي تحتوي كربونات الكالسيوم أنابيب الصرف ، الأسلاك الكهربية ، بعض أجزاء المعدات الكهربية ، بعض أجزاء السيارات ، لعب الأطفال ، الأفلام ، أكياس القمامة البلاستيكية ، أدوات المائدة ، حافظات الأغذية والصحون ، الكراسي ، المواد الصحية والزينة ، والصمغ ... وغيرها .
صناعة المطاط
مسحوق كربونات الكالسيوم يستخدم بكثرة في المنتوجات الناتجة عن المطاط ، لإنه يجعل عملية المعالجة أسهل وكذلك يخفض التكاليف كمادة مالئة ، ومن بعض المنتوجات المطاطية الداخل فيها كربونات الكالسيوم الأسلاك الكهربية ، السيور والأحزمة ، الأحذية ، الإطارات ، الخراطيم ، الصمغ المطاطي ، العجينة المطاطية ، الإسفنج.
صناعة الطلاء
يدخل مسحوق كربونات الكالسيوم في عملية تصنيع الطلاء كمادة مالئة لتحسين بعض الخواص الطبيعية للطلاء كالمقاومة الحرارية والتوصيل الحرارى والكثافة وضبط اللزوجة ومنع السيلان ومنع حدوث الإمتصاص في الأسطح الخشبية ونظراً لانخفاض سعره يقلل من التكاليف وهو مادة أساسية في صناعة الطلاء حيث تشكل من 30 – 40 % من مكونات الطلاء.
حيث يستخدم كمادة مالئة لرفع الصلابة وذلك باتحاده مع جزيئات المواد الملونة أو اللاصقة مكوناً مادة متماسكة وثابتة ذات انسيابية عالية ويجب أن يكون الحجم الحبيبي لمسحوق كربونات الكالسيوم لايتعدي 20 ميكرون.
صناعة الورق
صناعة المطاط
مسحوق كربونات الكالسيوم يستخدم بكثرة في المنتوجات الناتجة عن المطاط ، لإنه يجعل عملية المعالجة أسهل وكذلك يخفض التكاليف كمادة مالئة ، ومن بعض المنتوجات المطاطية الداخل فيها كربونات الكالسيوم الأسلاك الكهربية ، السيور والأحزمة ، الأحذية ، الإطارات ، الخراطيم ، الصمغ المطاطي ، العجينة المطاطية ، الإسفنج.
صناعة الطلاء
يدخل مسحوق كربونات الكالسيوم في عملية تصنيع الطلاء كمادة مالئة لتحسين بعض الخواص الطبيعية للطلاء كالمقاومة الحرارية والتوصيل الحرارى والكثافة وضبط اللزوجة ومنع السيلان ومنع حدوث الإمتصاص في الأسطح الخشبية ونظراً لانخفاض سعره يقلل من التكاليف وهو مادة أساسية في صناعة الطلاء حيث تشكل من 30 – 40 % من مكونات الطلاء.
حيث يستخدم كمادة مالئة لرفع الصلابة وذلك باتحاده مع جزيئات المواد الملونة أو اللاصقة مكوناً مادة متماسكة وثابتة ذات انسيابية عالية ويجب أن يكون الحجم الحبيبي لمسحوق كربونات الكالسيوم لايتعدي 20 ميكرون.
صناعة الورق
أكبر مستهلك لكربونات الكالسيوم و تسيطر على 40% من حجم الطلب العالمي من الكربونات , و تم استخدام 22.2 مليون طن كربونات كالسيوم في صناعة الورق عام 2004 و في عام 2008 تم استهلاك مليون طن . و تحتاج صناعة الورق الى الكربونات الناعمة و المعالجة . و يستخدم مسحوق كربونات الكالسيوم في صناعة الورق وليس فقط في إعطاء البياض فقط ولكنه يغيره من حمضي إلي محايد ، وبالتالي يصبح جيد لحفظه لفترات طويلة جداً بدون حدوث تعفن كما في ورق الصحف والذي هو ورق حمضي ، ومن أنواع الورق المحتوي علي كربونات الكالسيوم ورق الرسم ، ورق التغليف ، ورق النحت ، ورق الأعلانات ، ... وغيره.
يوضح الجدول حجم الانتاج العالمي في بعض دول العالم من كربونات الكالسيوم المخصصة لصناعة الورق :
Regional consumption of GCC in paper, 2004 (000t)
Region
000tpy
Western Europe
12,320
Eastern Europe
775
North America
2,760
South and Central America
535
Oceania
225
Asia
5,456
Middle East/Africa
100
Total
22,171
12,320
Eastern Europe
775
North America
2,760
South and Central America
535
Oceania
225
Asia
5,456
Middle East/Africa
100
Total
22,171
توقعات سوق الورق العالمي
بتزايد التكنولوجيا و التطور في صناعة الورق يتم استبدال الكاولين بكربونات الكالسيوم
صناعة مواد البناء
مسحوق كربونات الكالسيوم والحجر الجيري يستخدمان منذ القدم في البناء ، وفي الوقت الحاضر زاد إستخدامهما كمواد بناء مختلفة فعلي سبيل المثال في صناعة الرخام الصناعي، ألواح الجدران ، بلاط الأرضيات ، المكسرات الحجرية ... وغيره.
صناعة الحديد والصلب
تستعمل كربونات الكالسيوم في صناعة الحديد والصلب كمادة مساعدة للصهر وتخفيض درجة حرارة إنصهار الحديد والمساعدة علي إختزاله إلي جانب تفاعلها مع الشوائب المصاحبة للخام كالسليكا والألومنيا مكونا ًمنها خبثاً بتفاعل أكسيد الكالسيوم مع تلك الأكاسيد بينما يتحول ثاني أكسيد الكربون الناتج بفعل الجو الإختزالي في الفرن إلي أمل أكسيد الكربون الذي بصفته مادة مختزلة تساهم في إنتزاع الأكسجين من أكاسيد الحديد لإختزالها إلي فلز ( حديد ) ، عليه يجب أن تكون الأحجار الجيرية المستخدمة تحتوي أقل مايمكن من أكاسيد السليكا والألومنيا والكبريت.
صناعة الزجاج
تعتبر صناعة الزجاج مثالاً لكيفية استعمال الأحجار الجيرية في صناعته ، إذ أن معظم صناعة الزجاج تتكون من خليط من السليكا ، والصودا ( كربونات الصوديوم ) ، والجير ( أكسيد الكالسيوم ) ، ودور أكسيد الكالسيوم المحافظة علي ثبات التركيب الكيميائي للزجاج ويعطي تلك المنتوجات القوة مما يجعلها أقل قابلية للكسر ويجب أن تكون الأحجار الجيرية المستخدمة نقية وتحتوي أقل مايمكن من أكاسيد الحديد.
في الصناعات الدوائية والأغذية
يضاف مسحوق كربونات الكالسيوم لبعض أنواع الأطعمة والمقويات الصحية ، وبعض أنواع الأغذية التي يضاف إليها النقانق ، الخبز ، العلكة ، العصائر ، الحلوي ، رقائق البسكويت الناشف و يضاف كذلك للأغذية الطبية كمقويات نقص للكالسيوم في الجسم ، أما الصناعات الدوائية كالمسحوق المضاد للحموضة في المعدة ، في معاجين الأسنان ، وحبوب الكالسيوم ، والأدوية اللاحمة للعظام ... وغيره.
صناعة العلف الحيواني والأسمدة الزراعية
فى المجال الزراعي مسحوق كربونات الكالسيوم يستخدم لمعادلة ( قلوية ) التربة بالنسبة للمواشي والأسماك فإنه يستخدم فى الأسمدة على سبيل المثال يستخدم كعلف للدواجن والطيور لتقوية قشور البيض وكذلك يستخدم فى عملية الزراعات البحرية كعملية زراعة واستنبات القريدس ويستخدم أيضا كدواء للحيوانات
صناعة الأسمنت البورتلندى
حيث يمثل الحجر الجيرى الهيكل الأساسى لهذة الصناعة حيث يخلط مع المواد المعدنية اللافلزية التى تعد وتعالج كيميائياً. ويشكل الجير المادة الرئيسية فى هذة الصناعة بحيث لاتقل نسبته عن (%76).
صناعة كربونات الصوديوم اللامائية أو رماد الصودا
يستخدم الحجر الجيرى النقى لإنتاج هذه المادة الهامة لصناعة الزجاج وصناعة التنظيف والتطهير وتتم العملية بتفاعل ثانى أكسيد الكربون الناتج عن الكلسنة مع كلوريد الصوديوم والأمونيا.
تستعمل كربونات الكالسيوم في صناعة الحديد والصلب كمادة مساعدة للصهر وتخفيض درجة حرارة إنصهار الحديد والمساعدة علي إختزاله إلي جانب تفاعلها مع الشوائب المصاحبة للخام كالسليكا والألومنيا مكونا ًمنها خبثاً بتفاعل أكسيد الكالسيوم مع تلك الأكاسيد بينما يتحول ثاني أكسيد الكربون الناتج بفعل الجو الإختزالي في الفرن إلي أمل أكسيد الكربون الذي بصفته مادة مختزلة تساهم في إنتزاع الأكسجين من أكاسيد الحديد لإختزالها إلي فلز ( حديد ) ، عليه يجب أن تكون الأحجار الجيرية المستخدمة تحتوي أقل مايمكن من أكاسيد السليكا والألومنيا والكبريت.
صناعة الزجاج
تعتبر صناعة الزجاج مثالاً لكيفية استعمال الأحجار الجيرية في صناعته ، إذ أن معظم صناعة الزجاج تتكون من خليط من السليكا ، والصودا ( كربونات الصوديوم ) ، والجير ( أكسيد الكالسيوم ) ، ودور أكسيد الكالسيوم المحافظة علي ثبات التركيب الكيميائي للزجاج ويعطي تلك المنتوجات القوة مما يجعلها أقل قابلية للكسر ويجب أن تكون الأحجار الجيرية المستخدمة نقية وتحتوي أقل مايمكن من أكاسيد الحديد.
في الصناعات الدوائية والأغذية
يضاف مسحوق كربونات الكالسيوم لبعض أنواع الأطعمة والمقويات الصحية ، وبعض أنواع الأغذية التي يضاف إليها النقانق ، الخبز ، العلكة ، العصائر ، الحلوي ، رقائق البسكويت الناشف و يضاف كذلك للأغذية الطبية كمقويات نقص للكالسيوم في الجسم ، أما الصناعات الدوائية كالمسحوق المضاد للحموضة في المعدة ، في معاجين الأسنان ، وحبوب الكالسيوم ، والأدوية اللاحمة للعظام ... وغيره.
صناعة العلف الحيواني والأسمدة الزراعية
فى المجال الزراعي مسحوق كربونات الكالسيوم يستخدم لمعادلة ( قلوية ) التربة بالنسبة للمواشي والأسماك فإنه يستخدم فى الأسمدة على سبيل المثال يستخدم كعلف للدواجن والطيور لتقوية قشور البيض وكذلك يستخدم فى عملية الزراعات البحرية كعملية زراعة واستنبات القريدس ويستخدم أيضا كدواء للحيوانات
صناعة الأسمنت البورتلندى
حيث يمثل الحجر الجيرى الهيكل الأساسى لهذة الصناعة حيث يخلط مع المواد المعدنية اللافلزية التى تعد وتعالج كيميائياً. ويشكل الجير المادة الرئيسية فى هذة الصناعة بحيث لاتقل نسبته عن (%76).
صناعة كربونات الصوديوم اللامائية أو رماد الصودا
يستخدم الحجر الجيرى النقى لإنتاج هذه المادة الهامة لصناعة الزجاج وصناعة التنظيف والتطهير وتتم العملية بتفاعل ثانى أكسيد الكربون الناتج عن الكلسنة مع كلوريد الصوديوم والأمونيا.
كمادة مساعـدة فى مصاهر الحديـد والفولاذ
تحتوى خامات الحديد غالباً على مادة السيليكا والأمونيا كشوائب، وتتم إزالتها بإضافة الحجر الجيرى أو الجير كمادة رئيسية. وقد وجد أن (410 كجم) من الحجر الجيرى مطلوبة لإنتــاج طن واحد من الحديد.
صناعة الصوف الصخرى
تحتوى يصهر الحجر الجيرى الطينى غير النقى فى فرن ويسحب الخبث الناتج عن طريق فتحة ضيقة ثم ينفخ الناتج بقوة كبيرة بالبخار حتى يعطى خيوطاً من سيليكات الكالسيوم يتم تجميعها فى هيئة صوف صخرى يستخدم كعازل للحرارة.
صناعة الجير
تحتوى يصهر الحجر الجيرى الطينى غير النقى فى فرن ويسحب الخبث الناتج عن طريق فتحة ضيقة ثم ينفخ الناتج بقوة كبيرة بالبخار حتى يعطى خيوطاً من سيليكات الكالسيوم يتم تجميعها فى هيئة صوف صخرى يستخدم كعازل للحرارة.
صناعة الجير
وهى صناعة متعارف عليها منذ قرون وفيها يعرض الحجر الجيرى للحرق (الكلسنة) حيث يفقد ثانى أكسيد الكربون و (44%) من وزنه مخلفاً وراءه أكسيد الكالسيوم (الجير الحى) وهو عبارة عن بودرة تدخل فى كثير من الصناعات الكيميائية . وتحتاج هذةه العملية إلى درجة حرارة تتراوح بين (1000م - 1100م) ومن أهم صفات الجير الحي قوة انجذابه للاتحاد بالماء مع إعطاء حرارة عالية وينتج من ذلك الجير المطفأ الذى يستخدم فى صناعة مواد البناء وتثبيت المباني أو ككساء للمنازل، كذلك يستخدم فى صناعة الزجـــاج وصناعة الورق.
صناعة الحشوات المعدنية
يعد الحجر الجيرى من أهم المعادن المستخدمة كحشوات معدنية فى كثير من القطاعات لسهولة طحنه وقلة إمتصاصه للزيوت وسرعة إمتزاجه ولعدم تسببه فى تآكل الأجهزة. كما يستخدم فى صناعة لفات القار الخاصة بتغطية الأسقف وجدران الخزانات لعزلها عن التسرب. ويدخل الحجر الجيرى فى الصناعات البلاستيكية اللازمة لصناعة القوارب والسيارات وفى صناعة أدوات السباكة والكهرباء وقطع الأثاث وتستخدم بودرة الحجر الجيرى الصلب فى صناعة المطاط . كما يستخدم الحجر الجيرى أيضاً كمادة مساعدة على التمدد فى صناعةالدهان والسيراميك والمعاجين التى تستعمل لحشو الثقوب.
الصناعات الغذائية
يستخدم الحجر الجيرى النقى والخالى من الرصاص والنحاس والإسترنشيوم والعناصر السامة فى صناعة غذاء الطيور الداجنة وايضا كمادة معالجة لإستخلاص السكر من الشمندر (البنجر).
صناعة أحجار الزينة
نظراً لتوفر بعض المواصفات فى بعض أنواع الحجر الجيرى مثل قلة مساميته وإمتصاصه للماء وقلة التشققات وجاذبية اللون وجماله وتجانس النسيج وسهولة إستخراجه من المحاجر وقابليته للصقل، فقد إستخدام فى صناعة أحجار الزينة لتغطية الأرضيات والواجهات الداخلية والخارجية للمبانى.
صناعة كتل البناء
يستخدم الحجر الجيرى فى صناعة كتل البناء وفى صناعة الحصى المكسر وفى الخرسانة وفى صناعة صفايات الصرف الصحى وفى رصف الطرق بعد خلطه بمادة القار ويفضل الحجر الجيرى المحتوى على نسبة عالية من ثانى أكسيد السيليكون.
الصناعات الغذائية
يستخدم الحجر الجيرى النقى والخالى من الرصاص والنحاس والإسترنشيوم والعناصر السامة فى صناعة غذاء الطيور الداجنة وايضا كمادة معالجة لإستخلاص السكر من الشمندر (البنجر).
صناعة أحجار الزينة
نظراً لتوفر بعض المواصفات فى بعض أنواع الحجر الجيرى مثل قلة مساميته وإمتصاصه للماء وقلة التشققات وجاذبية اللون وجماله وتجانس النسيج وسهولة إستخراجه من المحاجر وقابليته للصقل، فقد إستخدام فى صناعة أحجار الزينة لتغطية الأرضيات والواجهات الداخلية والخارجية للمبانى.
صناعة كتل البناء
يستخدم الحجر الجيرى فى صناعة كتل البناء وفى صناعة الحصى المكسر وفى الخرسانة وفى صناعة صفايات الصرف الصحى وفى رصف الطرق بعد خلطه بمادة القار ويفضل الحجر الجيرى المحتوى على نسبة عالية من ثانى أكسيد السيليكون.
صناعات أخرى
مسحوق كربونات الكالسيوم عالي النقاوة يستعمل فى صناعة الزجاج البلوري والعدسات البصرية كعدسات الكاميرات وفى صناعة بعض القطع الكهربية " عدسات " ، وفى المدارس يستعمل فى الطباشير والألوان والطباشير الشمعي والمساحات البلاستيك.
استخراج كربونات الكالسيوم من المحجر
كما هو معروف أن الحجر الجيري يتواجد علي هيئة طبقات ممتدة ، وقد يغطيها طبقة صخرية أو طينية أو رملية فيتم إزالتها ، وعملية إزالة طبقة الغطاء تتم بطريقتين إما بالتفجير أو ميكانيكياً وذلك حسب نوعها وصلابتها فإن كانت عبارة عن طبقة طينية يسهل أزالتها فتتم بالتفتيت الميكانيكي بواسطة معدات التفتيت وذلك لخلخلة هذه الطبقة ومن تم تكشط ميكانيكيا
وإن كانت طبقةً رملية تكشط مباشرة وتجمع في ساحة تسمي ساحة النفاية وتكون بعيدة عن ساحة وواجهة العمل ، وإن كانت الطبقة متماسكة وذات صلابة عالية أو متوسطة فيتم إستخدام التفجير لإزالتها وذلك لإنخفاض كلفة الإستخراج بالتفجير عنها ميكانيكياً ، وبعد ذلك تبدأ عملية تعدين الحجر الجيري وهنا يتم إستخدام التفجير بإعتبار الحجر الجيري ذو صلابة متوسطة ( 3 بمقياس موهر) ويستخدم البارود في التفجير بعد عملية حفر أبار التفجير والتي تكون بأعماق وأقطار وصفوف وأعداد محسوبة وزوايا ميل معينة ( للحصول علي حجوم تناسب عملية التكسير ) وتكون عملية التعدين بواسطة مصاطب الإتستخراج إعتماداً علي سمك طبقة الخام ، ومن تم تدحرج كتل الأحجار الجيرية وتجمع ليتم نقلها إلي الكسارة بمعدات الرفع والتحميل وذلك في حالة عدم وجود أي شوائب مصاحبة كالرمل أو الطين أو يتم غسلها للتخلص من هذه الشوائب عن سطح الخام .
و هناك عدة طرق لاستخراج الحجر الجيري تتباين فيما بينها بحسب الكميات المطلوب انتاجها و أهم هذه الطرق :
ماكينة الكشط : و هيه ماكينة تقوم بكشط وجه الأرض و يتراوح انتاجها ما بين 500 الى 3000 طن يوميا و تتميز بأنها تعطي حبيبات بأحجام صغيرة يمكن ادخالها الى الطواحين مباشرة بدون استخدام الكسارات .و يعيبها سعر الماكينة عالي جدا و تحتاج الى سكاكين بكمية كبيرة و تكلفة تشغيلها عالية .
الدقاق : معدة تقوم بتكسير وجه الأرض بأحجام تتراوح ما بين 50 سم و مترين و تعطي كميات انتاجية تصل الى 8000 طن يوميا و تحتاج الى وجود كساات لتقليل أحجام الحبيبات قبل الطواحين .
الديناميت : أقل الطرق تكلفة و أعلاها انتاجية يمكن أن تصل الى 20000 طن في الضربية الواحدة و لكنها تغير مواصفات الخامة في المناطق التي يتم زرع الديناميت بها كما أنها تحتاج الى تصاريح أمنية مرهقة جدا و مكلفة في استخراجها .
الحفار اليدوي : مشابه للدقاق و لكنه يعتمد على الهواء المضغوط في التكسير و قليل التكلفة في التشغيل و في سعر المعدة و لكنه قليل الانتاجية و يعتمد بشكل أساسي على العمالة التي تقوم بتشغيل الحفار في أحجام الحجر .
و بعد استخراج الحجر الجيري يتم نقله باستخدام لودر و سيارة نقل أو أكثر من المحجر الى موقع الكسارة و يفضل أن تكون بالمصنع لتبدأ من هناك مراحل التصنيع .
تصنيف كربونات الكالسيوم
تنقسم كربونات الكالسيوم الى أربعة أصناف رئيسية بناء على الحجم الحبيبي و هذه الأقسام هي خشنة و متوسطة الخشونة و ناعمة و أخيرا فائقة النعومة و الجدول التالي يوضح هذه الأقسام و طرق التصنيع المناسبة لها .
Table 11: Particle size range for different GCC applications and likely processing
Application
Particle
category
Mean particle
size (µm)
Simple processing route
Joint cement, carpet backing
Coarse
22 - 50
Dry Grinding – Raymond Mills, Cyclones
Putties, caulk, sealants, rubber
Medium
10 - 22
Dry Processing, Raymond + Finer Grinding
Paper, plastics, paint, rubber
Fine
3 - 10
Dry and Wet Processing. Ground in a medium at high/low solids, chemical/air flotation possible
Paint, plastics, paper
Ultra-fine
0.5 - 3.0
Wet processing in a medium at various solids with option of chemical and air flotation, magnetting
مراحل التصنيع
في المصنع تستقبل الكسارات الحجر القادم من المنجم السطحي ( أقل من 50 سم ) ويتم تجميعها في ساحات تخزين مخصصة لذلك إستعداداً لإجراء عملية المعالجة لهذه الخامات علي النحو التالي :
التكسير
تنقل كتل الخام المفجرة إالي الكسارة لتكسير الخام لأحجام أقل من 75 ملم ومن ثم تنقل المكسرات الحجرية إلي المعمل لبداية عملية معالجة الأحجار الجيرية للحصول علي مسحوق كربونات الكالسيوم . و يتم تصنيف منتج الكسارات الى الأحجام 10 سم , 5 سم , 3 سم , 3 ملم , 2 ملم , 1 ملم , 0.7 ملم , 0.6 ملم , 0.2 ملم , 0.125 ملم , 0.1 ملم . أو غيرها من التصنيفات بما يناسب طلب الصناعات التي تحتاج خرج الكسارات .
تنقل كتل الخام المفجرة إالي الكسارة لتكسير الخام لأحجام أقل من 75 ملم ومن ثم تنقل المكسرات الحجرية إلي المعمل لبداية عملية معالجة الأحجار الجيرية للحصول علي مسحوق كربونات الكالسيوم . و يتم تصنيف منتج الكسارات الى الأحجام 10 سم , 5 سم , 3 سم , 3 ملم , 2 ملم , 1 ملم , 0.7 ملم , 0.6 ملم , 0.2 ملم , 0.125 ملم , 0.1 ملم . أو غيرها من التصنيفات بما يناسب طلب الصناعات التي تحتاج خرج الكسارات .
و يتم التصنيف باستخدام هزاز يأتي بعد الكسارات و يقوم بعملية الفرز و توجيه كل منتج الى الخزان المناسب له استعدادا لتعبئته في أكيلس جامبو و من ثم نقله الى مخازن المنتجات النهائية .
و من أصناف الهزاز الحجر من الحجم 0.1 ملم الذي يتم توجيهه الى الخزان الذي يغذي عنبر الطواحين و المعالجة بالخامة المناسبة للطحن .
الطحن والتصنيف
يتم في هذه المرحلة طحن الحبيبات القادمة من مرحلة التخزين بواسطة سيور ناقلة تتوسطها مناخل للتخلص من الشوائب والرمال المصاحبة ، ويتم الطحن بواسطة طواحين دوارة ووسط الطحن كرات فولاذية وتتم العملية بتساقط الكرات بفعل الدوران علي الخام فيتم طحنه إلي مسحوق من كربونات الكالسيوم مختلف الأحجام لذلك يتم نقل هذا المسحوق إلي المصنفات والتي تقوم بعملية الفصل بالهواء للحجوم الناعمة جداً وتنقل إلي صوامع التجميع المخصصة لكل حجم منفصل ، أما الحجوم الأقل نعومة تخرج وتمر علي مناخل ليتم فرز الحجم المطلوب ، والحجم الأكبر يرجع للطاحونة لإعادة طحنه ، وتتم عملية نقل المسحوق من الطاحونة إلي المصنفات بواسطة انابيب نقل هوائية أو سيور ناقلة حلزونية ، مسحوق كربونات الكالسيوم ذو الحجوم المطلوبة يتم تجميعه في صوامع تجميع المنتوج النهائي لكل حجم منفصل لتتم عملية التعبئة والتكييس حسب نوع التعبئة المطلوبة للإستهلاك .
صوامع التجميع والتعبئة
بعد أن تتم عملية تصنيف مسحوق كربونات الكالسيوم بالمصنفات والمناخل ، يجمع المسحوق في صوامع حسب حجم المسحوق المستخدم بواسطة أنابيب هوائية وينقل لآلات التعبئة ، وتتم عملية التعبئة حسب نوع التعبئة المطلوب إستهلاك كربونات الكالسيوم لها أو حسب رغبة المستهلك وتتم التعبئة إما في أكياس ورقية أو بلاستيكية ذات وزن 25 – 50 كجم أو تعبأ في أكياس مطاطية ذات حمولة طن أو تعبأ مباشرة إلي شاحنات النقل.
يتم في هذه المرحلة طحن الحبيبات القادمة من مرحلة التخزين بواسطة سيور ناقلة تتوسطها مناخل للتخلص من الشوائب والرمال المصاحبة ، ويتم الطحن بواسطة طواحين دوارة ووسط الطحن كرات فولاذية وتتم العملية بتساقط الكرات بفعل الدوران علي الخام فيتم طحنه إلي مسحوق من كربونات الكالسيوم مختلف الأحجام لذلك يتم نقل هذا المسحوق إلي المصنفات والتي تقوم بعملية الفصل بالهواء للحجوم الناعمة جداً وتنقل إلي صوامع التجميع المخصصة لكل حجم منفصل ، أما الحجوم الأقل نعومة تخرج وتمر علي مناخل ليتم فرز الحجم المطلوب ، والحجم الأكبر يرجع للطاحونة لإعادة طحنه ، وتتم عملية نقل المسحوق من الطاحونة إلي المصنفات بواسطة انابيب نقل هوائية أو سيور ناقلة حلزونية ، مسحوق كربونات الكالسيوم ذو الحجوم المطلوبة يتم تجميعه في صوامع تجميع المنتوج النهائي لكل حجم منفصل لتتم عملية التعبئة والتكييس حسب نوع التعبئة المطلوبة للإستهلاك .
صوامع التجميع والتعبئة
بعد أن تتم عملية تصنيف مسحوق كربونات الكالسيوم بالمصنفات والمناخل ، يجمع المسحوق في صوامع حسب حجم المسحوق المستخدم بواسطة أنابيب هوائية وينقل لآلات التعبئة ، وتتم عملية التعبئة حسب نوع التعبئة المطلوب إستهلاك كربونات الكالسيوم لها أو حسب رغبة المستهلك وتتم التعبئة إما في أكياس ورقية أو بلاستيكية ذات وزن 25 – 50 كجم أو تعبأ في أكياس مطاطية ذات حمولة طن أو تعبأ مباشرة إلي شاحنات النقل.
التغليف
هذه المرحلة تتم مباشرة بعد عملية التصنيف وتكون للحجوم الناعمة جداً ، وتعتبر أحد مراحل عمليات المعالجة لمسحوق كربونات الكالسيوم ولكنها لاتكون غالباً من ضمن مكونات المعمل ، وذلك لأن تغليف مسحوق كربونات الكالسيوم يتم حسب نوع الإستخدام المطلوب للمسحوق في الصناعة ، ويتم في هذه المرحلة تغليف حبيبات كربونات الكالسيوم ذات الأحجام أقل من 15 ميكرون إلي الأحجام أقل من 6 ميكرون وأكثر ، وفيها الأحجام الناعمة جداً تمر لصومعة تجميع ومنها لقمع الإستقبال الذي يغذي طاحونة الخلط والتي يتم فيها خلط الحبيبات مع حمض السيتاريك والتي تضاف بنسب معينة ويتم إذابتها في خزان خاص ومن ثم ترش لداخل طاحونة الخلط والتي تدور بمعدل محسوب لضمان تجانس كل الحبيبات ومن ثم تمر لعملية التعبئة والتكييس .
هذه المرحلة تتم مباشرة بعد عملية التصنيف وتكون للحجوم الناعمة جداً ، وتعتبر أحد مراحل عمليات المعالجة لمسحوق كربونات الكالسيوم ولكنها لاتكون غالباً من ضمن مكونات المعمل ، وذلك لأن تغليف مسحوق كربونات الكالسيوم يتم حسب نوع الإستخدام المطلوب للمسحوق في الصناعة ، ويتم في هذه المرحلة تغليف حبيبات كربونات الكالسيوم ذات الأحجام أقل من 15 ميكرون إلي الأحجام أقل من 6 ميكرون وأكثر ، وفيها الأحجام الناعمة جداً تمر لصومعة تجميع ومنها لقمع الإستقبال الذي يغذي طاحونة الخلط والتي يتم فيها خلط الحبيبات مع حمض السيتاريك والتي تضاف بنسب معينة ويتم إذابتها في خزان خاص ومن ثم ترش لداخل طاحونة الخلط والتي تدور بمعدل محسوب لضمان تجانس كل الحبيبات ومن ثم تمر لعملية التعبئة والتكييس .
Comment