Types de chaux : chaux vive et chaux éteinte
Il existe deux types de chaux : la chaux vive et la chaux éteinte. Toutes deux sont fabriquées à partir de calcaire, récupéré par taille de pierre. La différence entre la chaux vive et la chaux éteinte réside dans la méthode de traitement du calcaire.
Chaux vive: Formule chimique : CaO (oxyde de calcium)
Le calcaire est chauffé (brûlé) à environ 1 000 °C, ce qui libère du dioxyde de carbone à partir du carbonate de calcium, son principal composant. Ce processus produit de la chaux vive. La chaux vive est souvent utilisée comme dessiccant pour les snacks, entre autres, en raison de ses propriétés d'absorption d'humidité.
Chaux
Formule chimique : Ca(OH)₂ (hydroxyde de calcium)
Lorsqu'on ajoute de l'eau à la chaux vive (un procédé appelé « extinction »), celle-ci chauffe. On parle alors de chaux éteinte. Certains produits, comme les sachets chauffants pour bento et boissons, utilisent ce procédé pour générer de la chaleur en tirant sur une corde, selon le même principe que la chaux éteinte.
À propos du processus de production de chaux raffinée et hautement active
L'explication ci-dessus décrit comment la chaux vive est produite par chauffage du calcaire. La chaux industrielle est généralement cuite à l'aide de poudre de charbon, de gaz naturel, de gaz de cokerie ou de gaz de haut fourneau. Des produits de chaux de haute pureté, à forte teneur en calcium, à haute activité et aux propriétés particulières, sont produits grâce à une technologie de cuisson avancée. Celle-ci comprend l'utilisation de préchauffeurs, de fours rotatifs et de refroidisseurs rapides verticaux pour la cuisson du calcaire.
Autrefois, on le cuisait souvent à l'aide de coquillages. Les calcifications naturelles se présentent principalement sous forme de calcium de biomasse et de calcium minéral. Le calcaire n'était pas extrait des mines, mais remplacé par la chaux de coquillages, obtenue à partir d'huîtres et de palourdes grillées. (Les coquillages sont composés de carbonate de calcium qui, une fois grillés, produit de la chaux.) Il y a environ 420 ans, le peuple Hemudu a découvert la méthode de cuisson de la chaux de coquillages. Aujourd'hui, grâce à l'accent mis sur la réutilisation des ressources, la chaux de coquillages est largement utilisée, principalement comme calcium minéral.
Passer du charbon de bois au charbon de bois
Les archives historiques montrent que ce n'est qu'à partir de la dynastie Song qu'une amélioration révolutionnaire fut apportée à l'utilisation du charbon, des siècles plus tôt qu'en Europe. D'après ce document vérifiable, « L'exploitation des œuvres de la nature », de nombreuses industries manuelles de la dynastie Ming utilisaient des galettes de charbon. Lors de la combustion de la chaux, « les cendres et le bois de chauffage représentaient 19% de charbon et 11% de bois de chauffage. » On préparait d'abord des galettes de charbon à partir de boue de charbon. Pour chaque galette, on empilait une couche de pierre sur le dessus, puis on étalait du bois de chauffage au fond, puis on brûlait au feu. Cette méthode consistait à empiler alternativement des couches de charbon et de pierre, le bois de chauffage étant étalé au fond pour allumer le feu.
À cette époque, la stratégie des fabricants de chaux consistait à « remplacer le charbon de bois par du charbon comme combustible pour la cuisson de la chaux ». La température du four utilisé pour le charbon de bois était limitée à 800 °C, tandis que le charbon pouvait atteindre 1 200 °C, améliorant considérablement le rendement et permettant une production de masse. Cependant, cette stratégie s'avéra initialement infructueuse. Le plus difficile de la transition du charbon de bois au charbon fut la reconstruction du four. Les fours utilisés ne supportaient pas la température plus élevée de 1 200 °C.
La percée s'est produite avec la construction d'un nouveau fourneau de 7,5 mètres de profondeur et de 0,9 mètre de diamètre, avec l'aide d'un riche marchand. Ce fourneau à chaux, appelé « type pot à saké », présentait un diamètre variable. Le diamètre maximal de la partie centrale était de 1,65 mètre. En comparaison, le fourneau à charbon précédent n'avait qu'une profondeur de 1,5 mètre et un diamètre de 0,84 mètre, ce qui témoigne d'une différence significative de capacité. De plus, du sel était ajouté au cours du processus.
Large gamme d'utilisations de la chaux
Quand on pense à la chaux, on imagine souvent des lignes blanches et de la craie sur un terrain de sport. On l'associe aussi au marbre utilisé pour les sols et les murs des grands établissements, comme les hôtels. En réalité, elle est largement utilisée dans de nombreux aspects de notre vie. Voici une introduction à ses nombreuses applications dans des domaines tels que le génie civil, la sidérurgie, la chimie, l'agroalimentaire, la médecine, le traitement de l'eau et la prévention de la pollution.
Utilisations en médecine et réactifs
Comprimés de calcium, injections, poudres, matériaux dentaires, os artificiels, bandages de fixation chirurgicale (plâtre), etc.
Les composés du calcium sont utilisés dans de nombreux produits pharmaceutiques, non seulement comme suppléments de calcium et de phosphore, mais aussi comme composants de médicaments injectables et oraux. La chaux est également utilisée dans les revêtements de surface des matériaux métalliques et dans les comprimés destinés à des applications biologiques.
Utilisations dans l'industrie chimique
Verre, céramique, soude, eau de Javel, carbure, pâte à papier, magnésium d'eau de mer, magnésium métallique, produits pétrochimiques, dentifrice, produits en caoutchouc, etc.
L'industrie chimique désigne le secteur qui transforme les matières premières par des réactions chimiques pour créer des produits. Les produits transformés que nous utilisons au quotidien, tels que les articles ménagers, les fournitures de bureau, les appareils électriques et les produits en verre, sont tous fabriqués par l'industrie chimique. L'industrie chimique, pilier de notre société et moteur de la vie culturelle, ne serait pas possible sans elle.
Marbre, gypse, plâtre, argile Sanwa, etc.
Le principal composant de ces matériaux de construction est la chaux. Le marbre était utilisé dans des structures antiques comme les pyramides d'Égypte et le Parthénon grec, et il est encore aujourd'hui utilisé pour la décoration intérieure et extérieure des bâtiments. Le plâtre (également appelé « plâtre de Paris ») et l'argile Sanwa (utilisée dans la maçonnerie martelée) sont également des matériaux importants dans l'architecture traditionnelle japonaise, notamment pour les châteaux, où ils sont utilisés depuis longtemps.
Désulfuration des fumées
Les gaz d'échappement produits par la combustion de grandes quantités de pétrole et de charbon dans les centrales thermiques, les usines d'incinération des déchets, les aciéries, etc., contiennent des substances nocives comme le chlorure d'hydrogène et les oxydes de soufre. Ces gaz toxiques ont non seulement des effets néfastes sur la santé humaine, mais contribuent également aux pluies acides, responsables du dépérissement des forêts. La chaux est utilisée pour éliminer efficacement ces gaz toxiques.
Utilisations alimentaires
Konjac, sucre, tofu, chewing-gum, sirop d'amidon, pain, galettes de poisson, saucisses, assaisonnements, agar, etc.
Le principal composant du citron vert est le calcium. Souvent absent de notre alimentation, ce calcium a récemment été ajouté à de nombreux aliments.
Il est utilisé de diverses manières, notamment pour la coagulation du konjac, l'élimination des impuretés lors du raffinage du sucre, comme neutralisant dans le sirop d'amidon, comme conservateur et émulsifiant dans le pain, et pour rehausser la texture des croquettes de poisson et des saucisses. De plus, le lactate et le phosphate de calcium sont ajoutés aux boissons rafraîchissantes.
Les produits à base de citron vert sont également utilisés dans les chauffe-plats (pour le saké, les boîtes à bento, les plats savoureux, les oden chauds, etc.), qui génèrent de la chaleur par réaction avec l'eau. On l'utilise également dans les déshydratants alimentaires et les absorbeurs d'humidité grâce à ses propriétés absorbantes.
Production de fer et d'acier
Notre vie quotidienne est entourée de nombreux produits sidérurgiques, notamment des voitures, des trains, des avions, des routes, des ponts, etc. La chaux joue un rôle crucial dans le processus de production du fer et de l'acier.
Utilisations dans l'agriculture et l'élevage
Les quatre éléments essentiels des engrais sont l'azote, le phosphore, le potassium et le calcium. La chaux est utilisée dans diverses applications, notamment comme engrais, traitement du fumier de bétail, pesticides, alimentation des poules pondeuses et des vaches laitières, et prévention des maladies infectieuses comme la grippe aviaire. Les engrais à base de chaux apportent aux cultures des minéraux essentiels comme le calcium et le magnésium et favorisent la décomposition de la matière organique du sol. Ils neutralisent et améliorent également les sols acides.
Dans l'élevage, la chaux est utilisée pour ajuster la teneur en eau et stériliser le fumier, qui est ensuite recyclé comme engrais azoté et calcique. La chaux entre également dans la production de bouillie bordelaise, un pesticide plus que centenaire. De plus, le calcium, principal composant de la chaux, est ajouté à l'alimentation animale pour garantir la santé du bétail. Récemment, les propriétés stérilisantes de la chaux ont été utilisées pour prévenir les maladies infectieuses virales comme la grippe aviaire.
Applications du génie civil
Ciment, béton, granulats, asphalte, stabilisation des sols, concasseurs statiques, etc.
Le béton de ciment est un matériau essentiel en génie civil, et la chaux joue un rôle essentiel dans sa fabrication. Elle est également utilisée dans la stabilisation des sols pour améliorer les sols meubles et gorgés d'eau, les transformant en sols solides et durables. Elle est également utilisée dans les fondations des routes, des bâtiments, des décharges et des pistes d'aéroport.
Une application rare de la chaux est l'utilisation de concasseurs statiques. Lors de la démolition de vieux bâtiments en béton ou de roches, les explosifs génèrent souvent des projections de débris, du bruit et des vibrations. Ces phénomènes peuvent être dangereux. Un concasseur statique, qui exploite les propriétés d'expansion de la chaux lorsqu'elle réagit avec l'eau, broie le béton et les roches en toute sécurité, sans risque d'explosion.
Applications de traitement de l'eau
La chaux peut être utilisée dans le traitement de l'eau, le traitement des eaux usées, le traitement des eaux usées, le traitement des eaux usées, le traitement des boues, etc.
Les usines de traitement de l’eau purifient l’eau extraite des rivières, des lacs, des eaux souterraines et d’autres sources en eau potable, qui est ensuite distribuée aux ménages.
Dans ce processus de purification, la chaux est utilisée pour ajuster le pH, prévenir l'eau rouge et traiter les boues.
Les stations d'épuration utilisent la chaux comme floculant pour précipiter et séparer les boues. Ces précipités sont désodorisés et stérilisés par la chaux, puis transformés en compost.
Les métaux lourds nocifs présents dans les eaux usées industrielles sont précipités par la chaux, qui permet de récupérer les métaux lourds dissous sous forme d'hydroxydes. De plus, la chaux est utilisée pour neutraliser les eaux usées acides.
Dans les rivières, les lacs, les eaux côtières et les zones agricoles où les boues se sont accumulées, les nutriments (tels que les polluants) se dissolvent et contribuent à la formation de marées rouges et vertes. L'épandage de chaux dans ces eaux favorise la décomposition de la matière organique. La fixation du phosphore et des métaux lourds est améliorée. La chaux prévient également la production de sulfure d'hydrogène et contribue au maintien d'un environnement alcalin, ce qui contribue à prévenir l'apparition de marées rouges et vertes.
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