深加工
(1)碳化法:将石灰石等原料煅烧生成石灰(主要成份为氧化钙) 和二氧化碳,加水消化石灰生成氢氧化钙,再通入二氧化碳,碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,然后碳酸钙沉淀经脱水、干燥后再经石灰磨粉机粉碎便制得轻质碳酸钙。发展历程公元前8世纪古希腊人已用于建筑,石灰石中国也在公元前7世纪开始使用石灰。(2)纯碱(Na2CO3)氯化钙法:在纯碱水溶液中加入氯化钙,即可生成碳酸钙沉淀。(3)碱法:在生产烧1碱(NaOH) 过程中,可得到副产品轻质碳酸钙。在纯碱水溶液中加入消石灰即可生成碳酸钙沉淀,并同时得到烧1碱水溶液,后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。
制备
原料:在实际生产中,为加快分解,煅烧温度常提高到1000~1100℃。由于石灰石原料的尺寸大或煅烧时窑中温度分布不匀等原因,石灰中常含有欠火石灰和过火石灰。表面上,对石灰泥的可塑性的改善可以没有限制,因为延长熟化期带来的缺陷[例如起泡(POPPING)]也是无所谓的。欠火石灰中的碳酸钙未完全分解,使用时缺乏粘结力。过火石灰结构密实,表面常包覆一层熔融物,溶化很慢。由于生产原料中常含有碳酸镁(MgCO3),因此生石灰中还含有次要成分氧化镁(MgO),根据氧化镁含量的多少,生石灰分为钙质石灰(MgO≤5%)和镁质石灰(MgO>5%)。
生产工艺: 原始的石灰生产工艺是将石灰石与燃料(木材)分层铺放,引火煅烧一周即得。CaCO3→CaO+CO2↑CaO+H2O→Ca(OH)2Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O包装:内用双层塑料袋,外用麻袋包装。现代则采用机械化、半机械化立窑以及回转窑、沸腾炉等设备进行生产。煅烧时间也相应地缩短,用回转窑生产石灰仅需2~4小时,比用立窑生产可提高生产效率5倍以上。近年来,又出现了横流式、双斜坡式及烧油环行立窑和带预热器的短回转窑等节能***的工艺和设备,燃料也扩大为煤、焦炭、重油或液化气等。
石灰依靠干燥结晶以及碳化作用而硬化,由于空气中的二氧化碳含量低,且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透,也妨碍水分向外蒸发,因而硬化缓慢,硬化后的强度也不高,1:3的石灰砂浆28 d的抗压强度只有0.2~0.5 MPa。石灰依靠干燥结晶以及碳化作用而硬化,由于空气中的二氧化碳含量低,且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透,也妨碍水分向外蒸发,因而硬化缓慢,硬化后的强度也不高,1:3的石灰砂浆28d的抗压强度只有0。在处于潮湿环境时,石灰中的水分不蒸发,二氧化碳也无法渗入,硬化将停止。
石灰在硬化过程中,要蒸发掉大量的水分,引起体积显著收缩,易出现干缩裂缝。石灰有生石灰和熟石灰(即消石灰),按其氧化镁含量(以5%为限)又可分为钙质石灰和镁质石灰。所以,石灰不宜单独使用,一般要掺入砂、纸筋、麻刀等材料,以减少收缩,增加抗拉强度,并能节约石灰。石灰具有较强的碱性,在常温下,能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应,生成有水硬性的产物,产生胶结。因此,石灰还是建筑材料工业中重要的原材料。