Kalkarten: Branntkalk und Löschkalk
Es gibt zwei Arten von Kalk: Branntkalk und Löschkalk. Beide werden aus Kalkstein hergestellt, der durch Schneiden gewonnen wird. Der Unterschied zwischen Branntkalk und Löschkalk liegt in der Verarbeitungsmethode des Kalksteins.
Branntkalk: Chemische Formel: CaO (Calciumoxid)
Kalkstein wird auf etwa 1000 °C erhitzt (gebrannt), wodurch aus seinem Hauptbestandteil Calciumcarbonat Kohlendioxid freigesetzt wird. Bei diesem Prozess entsteht Branntkalk. Branntkalk wird aufgrund seiner feuchtigkeitsabsorbierenden Eigenschaften häufig als Trockenmittel für Snacks und andere Produkte verwendet.
Gelöschter Kalk
Chemische Formel: Ca(OH)₂ (Calciumhydroxid)
Wenn Branntkalk mit Wasser versetzt wird (ein Vorgang, der als „Löschen“ bezeichnet wird), erhitzt sich der Branntkalk. Dies wird als gelöschter Kalk bezeichnet. Einige Produkte, wie zum Beispiel Wärmekissen für Bento-Boxen und Getränke, nutzen dieses Verfahren zur Wärmeerzeugung durch Ziehen eines Seils, das auf dem gleichen Prinzip wie Löschkalk basiert.
Über den Produktionsprozess von raffiniertem und hochaktivem Kalk
Die obige Erklärung beschreibt die Herstellung von Branntkalk durch Erhitzen von Kalkstein. Industriekalk wird typischerweise mit Kohlestaub, Erdgas, Koksofengas oder Hochofengas gebrannt. Hochreine Kalkprodukte mit hohem Calciumgehalt, hoher Aktivität und besonderen Eigenschaften werden durch den Einsatz modernster Brenntechnologie hergestellt. Dazu gehören Vorwärmer, Drehrohröfen und vertikale Schnellkühler zum Brennen von Kalkstein.
Früher wurde oft Muschelkalk gebrannt. Natürliche Kalkablagerungen kommen hauptsächlich als Biomasse-Kalzium und Mineralkalk vor. Kalkstein wurde nicht in Minen abgebaut, sondern durch Muschelkalk aus gerösteten Austern und Muscheln ersetzt. (Muscheln bestehen aus Kalziumkarbonat, das beim Rösten Kalk ergibt.) Vor etwa 420 Jahren entdeckten die Hemudu erstmals das Brennen von Muschelkalk. Heute, da die Wiederverwendung von Ressourcen im Vordergrund steht, wird Muschelkalk häufig verwendet, vor allem als Mineralkalk.
Brennstoffumstellung von Holzkohle auf Kohle
Historische Aufzeichnungen zeigen, dass erst in der Song-Dynastie eine revolutionäre Verbesserung in der Nutzung von Kohle erzielt wurde, die Hunderte von Jahren früher als in Europa stattfand. Laut dem überprüfbaren Dokument „Die Ausbeutung der Werke der Natur“In vielen Handwerksbetrieben der Ming-Dynastie wurden Kohlekuchen verwendet. Beim Brennen von Kalk wurden aus Asche und Brennholz 191 TP3T Kohle und 111 TP3T Brennholz gewonnen. Zunächst wurden Kohlekuchen aus Kohleschlamm hergestellt. Jeder Kuchen wurde mit einer Schicht Steinen bedeckt, darunter mit Brennholz ausgebreitet und anschließend verbrannt. Bei dieser Methode wurden abwechselnd Kohle- und Steinschichten aufeinandergeschichtet und Brennholz unter dem Kuchen ausgebreitet, um das Feuer zu entzünden.
Die damalige Strategie der Kalkhersteller bestand darin, Holzkohle durch Kohle als Brennstoff für die Kalkbrennerei zu ersetzen. Die Ofentemperatur war bei Verwendung von Holzkohle auf 800 °C begrenzt, während Kohle bis zu 1200 °C erreichen konnte, was die Effizienz deutlich verbesserte und eine Massenproduktion ermöglichte. Diese Strategie war jedoch zunächst erfolglos. Der schwierigste Teil der Umstellung von Holzkohle auf Kohle war der Umbau des Ofens. Die bisher verwendeten Öfen hielten der höheren Temperatur von 1200 °C nicht stand.
Der Durchbruch gelang mit dem Bau eines neuen Ofens mit 7,5 Metern Tiefe und 0,9 Metern Durchmesser, der mithilfe eines wohlhabenden Kaufmanns entstand. Dieser Kalkofen, bekannt als „Sake-Topf-Typ“, hatte einen variablen Durchmesser. Der maximale Durchmesser des Mittelteils betrug 1,65 Meter. Im Vergleich dazu hatte der vorherige Holzkohleofen eine Tiefe von nur 1,5 Metern und einen Durchmesser von 0,84 Metern, was einen deutlichen Unterschied in der Ofenkapazität verdeutlicht. Zusätzlich wurde während des Prozesses Salz hinzugefügt.
Vielfältige Einsatzmöglichkeiten von Kalk
Wenn man an „Kalk“ denkt, denkt man vielleicht an weiße Linien und Kreide auf einem Sportplatz. Manche assoziieren ihn auch mit Marmor, der für Böden und Wände großer Gebäude wie Hotels verwendet wird. Tatsächlich wird Kalk in vielen Bereichen unseres Lebens eingesetzt. Hier finden Sie eine Einführung in sein breites Anwendungsspektrum in Bereichen wie Bauingenieurwesen, Stahl, Chemie, Lebensmittel, Medizin, Wasseraufbereitung und Umweltschutz.
Verwendung in der Medizin und als Reagenzien
Calciumtabletten, Injektionen, Pulver, Dentalmaterialien, künstliche Knochen, chirurgische Fixierverbände (Gips) usw.
Calciumverbindungen werden in vielen Arzneimitteln verwendet, nicht nur als Calcium- und Phosphorpräparate, sondern auch als Bestandteil von Injektionen und oralen Medikamenten. Darüber hinaus wird Kalk in Oberflächenbeschichtungen für Metallmaterialien und in Tabletten für biologische Anwendungen eingesetzt.
Anwendungen in der chemischen Industrie
Glas, Keramik, Soda, Bleichmittel, Hartmetall, Zellstoff, Meerwassermagnesium, metallisches Magnesium, Petrochemikalien, Zahnpasta, Gummiprodukte usw.
Die chemische Industrie ist der Sektor, der Rohstoffe durch chemische Reaktionen zu Produkten verarbeitet. Verarbeitete Produkte, denen wir täglich begegnen, wie Haushaltsgegenstände, Bürobedarf, Elektrogeräte und Glasprodukte, werden alle in der chemischen Industrie hergestellt. Die chemische Industrie, die das Rückgrat unserer Gesellschaft bildet und das kulturelle Leben unterstützt, wäre ohne sie nicht möglich.
Marmor, Gips, Gips, Sanwa-Ton usw.
Der Hauptbestandteil dieser Baumaterialien ist Kalk. Marmor wurde in antiken Bauwerken wie den ägyptischen Pyramiden und dem griechischen Parthenon verwendet und wird auch heute noch für die Innen- und Außendekoration von Gebäuden genutzt. Gips (auch bekannt als „Gips“) und Sanwa-Ton (verwendet für gehämmertes Mauerwerk) sind ebenfalls wichtige Materialien in der traditionellen japanischen Architektur, beispielsweise in Burgen, wo sie eine lange Tradition haben.
Rauchentschwefelung
Die Abgase, die bei der Verbrennung großer Mengen Öl und Kohle in Wärmekraftwerken, Müllverbrennungsanlagen, Stahlwerken usw. entstehen, enthalten Schadstoffe wie Chlorwasserstoff und Schwefeloxide. Diese giftigen Gase wirken sich nicht nur negativ auf die menschliche Gesundheit aus, sondern tragen auch zum „sauren Regen“ bei, der Wälder verdorren lässt. Kalk wird verwendet, um diese giftigen Gase effektiv zu entfernen.
Lebensmittelverwendung
Konjak, Zucker, Tofu, Kaugummi, Stärkesirup, Brot, Fischfrikadellen, Würstchen, Gewürze, Agar usw.
Der Hauptbestandteil von Kalk ist Kalzium. Kalzium, das in unserer Ernährung oft fehlt, wird seit kurzem vielen Lebensmitteln zugesetzt.
Es wird vielfältig eingesetzt, beispielsweise bei der Koagulation von Konjak, zur Entfernung von Verunreinigungen bei der Zuckerraffination, als Neutralisator in Stärkesirup, als Konservierungsmittel und Emulgator in Brot sowie zur Verbesserung der Textur von Fischfrikadellen und Würstchen. Darüber hinaus werden Calciumlactat und Calciumphosphat Erfrischungsgetränken zugesetzt.
Kalkprodukte werden auch in Speisenwärmern (für Sake, Bento-Boxen, leckere Speisen, beheizte Oden usw.) verwendet, die durch die Reaktion mit Wasser Wärme erzeugen. Aufgrund seiner feuchtigkeitsabsorbierenden Eigenschaften wird Kalk auch in Lebensmittel-Trockenmitteln und Feuchtigkeitsabsorbern verwendet.
Eisen- und Stahlproduktion
In unserem täglichen Leben sind wir von zahlreichen Stahlprodukten umgeben, darunter Autos, Züge, Flugzeuge, Straßen, Brücken usw. Kalk spielt im Eisen- und Stahlproduktionsprozess eine entscheidende Rolle.
Verwendung in Landwirtschaft und Viehzucht
Die vier wesentlichen Elemente in Düngemitteln sind Stickstoff, Phosphor, Kalium und Kalzium. Kalk wird vielfältig eingesetzt, unter anderem als Düngemittel, zur Behandlung von Viehdung, als Pestizid, als Futtermittel für Legehennen und Milchkühe sowie zur Vorbeugung von Infektionskrankheiten wie der Vogelgrippe. Kalkbasierte Düngemittel versorgen Nutzpflanzen mit wichtigen Mineralien wie Kalzium und Magnesium und fördern den Abbau organischer Stoffe im Boden. Außerdem neutralisiert und verbessert er saure Böden.
In der Viehwirtschaft wird Kalk zur Regulierung des Wassergehalts und zur Sterilisierung von Viehdung eingesetzt, der anschließend als Stickstoff- und Kalziumdünger recycelt wird. Kalk wird auch zur Herstellung von Bordeauxbrühe verwendet, einem Pestizid mit über 100-jähriger Geschichte. Darüber hinaus wird Kalzium, der Hauptbestandteil von Kalk, Tierfutter zugesetzt, um die Gesundheit der Tiere zu gewährleisten. In jüngster Zeit werden die sterilisierenden Eigenschaften von Kalk auch zur Vorbeugung viraler Infektionskrankheiten wie der Vogelgrippe genutzt.
Anwendungen im Bauingenieurwesen
Zement, Beton, Zuschlagstoffe, Asphalt, Bodenstabilisierung, statische Brecher usw.
Zementbeton ist ein wichtiger Baustoff im Tiefbau, und Kalk spielt bei seiner Herstellung eine entscheidende Rolle. Kalk wird auch zur Bodenstabilisierung eingesetzt, um weiche, wassergesättigte Böden zu verbessern und sie in einen festen, haltbaren Untergrund zu verwandeln. Er wird im Tiefbau für Straßen, Gebäude, Deponien und Start- und Landebahnen von Flughäfen eingesetzt.
Eine seltene Anwendung von Kalk ist der Einsatz statischer Brecher. Beim Abriss alter Betongebäude oder Gesteinsbrocken entstehen durch Sprengstoffe oft umherfliegende Trümmer, Lärm und Vibrationen. Diese können gefährlich sein. Ein statischer Brecher, der die Expansionseigenschaften von Kalk bei der Reaktion mit Wasser nutzt, zerkleinert Beton und Gestein sicher und ohne Explosionsgefahr.
Wasseraufbereitungsanwendungen
Kalk kann zur Wasseraufbereitung, Abwasserbehandlung, Abwasserbehandlung, Abwasserreinigung, Schlammbehandlung usw. verwendet werden.
Wasseraufbereitungsanlagen reinigen aus Flüssen, Seen, Grundwasser und anderen Quellen gewonnenes Wasser zu sicherem Trinkwasser, das dann an die Haushalte geliefert wird.
Bei diesem Reinigungsprozess wird Kalk zur pH-Wert-Einstellung, zur Vermeidung von rotem Wasser und zur Schlammbehandlung verwendet.
Kläranlagen verwenden Kalk als Flockungsmittel zur Ausfällung und Trennung von Schlamm. Dieser Niederschlag wird durch Kalk desodoriert und sterilisiert und zu Kompost verarbeitet.
Schädliche Schwermetalle im Fabrikabwasser werden durch Kalk ausgefällt. Dadurch können gelöste Schwermetalle als Hydroxide zurückgewonnen werden. Kalk wird außerdem zur Neutralisierung saurer Abwässer eingesetzt.
In Flüssen, Seen, Küstengewässern und landwirtschaftlichen Flächen, in denen sich Schlamm angesammelt hat, lösen sich Nährstoffe (wie Schadstoffe) und tragen zur Entstehung von Roten und Grünen Gezeiten bei. Durch die Ausbringung von Kalk in diese Gewässer wird der Zersetzung organischer Stoffe gefördert. Die Fixierung von Phosphor und Schwermetallen wird verbessert. Kalk verhindert zudem die Entstehung von Schwefelwasserstoff und trägt zur Aufrechterhaltung eines alkalischen Milieus bei, wodurch das Auftreten von Roten und Grünen Gezeiten verhindert wird.
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