Kalkės – apibrėžimas, rūšys, gamyba ir panaudojimas

Kalkės - tai bendras terminas, kuriuo vadinami įvairūs natūralūs mineralai ir iš jų gaunamos medžiagos, kuriose vyrauja kalcio karbonatai, oksidai ir hidroksidai. Kalkės gali būti natūralios (pvz., kalkakmeniai, kreida) arba pramoniniu būdu apdorotos medžiagos, sudarančios platų produktų spektrą nuo negesintų iki gesintų kalkių ir įvairių kalkių mišinių.

Šios medžiagos dideliais kiekiais naudojamos kaip statybinės ir inžinerinės medžiagos (įskaitant kalkakmenio gaminius, betoną ir skiedinį), cheminės žaliavos ir kt. Uolienos ir mineralai, iš kurių gaunamos šios medžiagos, visų pirma kalkakmenis ir kreida, daugiausia sudaryti iš kalcio karbonato. Deginant (kalcinuojant) CaCO3 oro sąlygomis išskiriamas anglies dioksidas ir susidaro kalcio oksidas: CaCO3 → CaO + CO2. Gaunamas ėsliomis negesintomis kalkėmis (kalcio oksidu), o pridėjus vandenį vyksta hidracija ir susidaro gesintos kalkės (kalcio hidroksidas): CaO + H2O → Ca(OH)2. ėsliomis, bet vis tiek stipriai šarminėmis gesintomis kalkėmis (kalcio hidroksidu).

Kai šis terminas vartojamas žemės ūkyje, jis greičiausiai reiškia žemės ūkio kalkes. Kitais atvejais tai dažniausiai reiškia gesintaskalkes, nes pavojingesnė kalkių forma paprastai apibūdinama konkrečiau - negesintos arba degtosios kalkės. Toliau pateikiama išsamesnė kalkių apžvalga: rūšys, gamyba, savybės ir panaudojimas.

Rūšys

• Negesintos (degtos) kalkės (CaO) – gaunamos apkaitinant kalcio karbonatą. Jos yra labai ėsdinančios, reaguoja su vandeniu, išskiria šilumą ir todėl yra pavojingos liesti be apsaugos.
• Gesintos (hidratinės) kalkės (Ca(OH)2) – susidaro gesinant negesintas kalkes vandeniu. Jos mažiau ėsdinančios, plačiai naudojamos statyboje, chemijos pramonėje ir žemės ūkyje.
• Hidraulinės kalkės – gaminamos iš kalkakmenio su priemaišomis (pvz., moliu); sukietėja ir vandenyje, naudojamos mūro skiediniuose bei specialiose inžinerinėse konstrukcijose.
• Dolomitinės kalkės – iš dolomitinių uolienų; turi magnezio ir kitų savybių, naudojamos tam tikrose schemose.
• Kalkių skiediniai, kalkių putos, kalkių pienas – formos ir mišiniai, pritaikyti įvairiems statybos darbams ir paviršių apdorojimui.

Gamyba ir cheminiai procesai

Pagrindinis žaliavos komponentas – kalcio karbonatas (CaCO3). Gamyba vyksta šiais etapais:

1. Kalkakmenio ar kreidos krovimas ir trupinimas.
2. Kalcininimas – apkaitinimas apie 900–1100 °C, kai vyksta dekalkinacija: CaCO3 → CaO + CO2.
3. Gesinimas (jei reikia) – CaO sumaišomas su vandeniu, vyksta egzoterminė reakcija: CaO + H2O → Ca(OH)2.
4. Rūšiavimas, džiovinimas, pakavimas ir tolesnis apdorojimas: maltos kalkės, kalkių pienas, hidrauliniai priedai.

Panaudojimas

• Statyboje: kalkių skiediniai ir kalkių putos naudojami mūrui, tinkavimui, restauracijai, kaip laidaus drėgmei ir oras pralaidus rišiklis.
• Betonui ir inžinerijai: kalkakmenio produktai naudojami kaip žaliava cemento gamyboje bei kaip užpildas (agregatas).
• Pramonėje: kalkės naudojamos chemijos pramonėje (nuo sulfato apdorojimo iki chemikalų gamybos), vandens ir nuotekų valyme (pH reguliavimas, nuosėdų šalinimas), dujų valyme (SO2 pašalinimas), metalurgijoje.
• Žemės ūkyje: žemės kalkinimas mažina dirvožemio rūgštingumą (koreguoja pH), gerina mikroelementų prieinamumą, padeda didinti derlingumą bei efektyvinti trąšų naudojimą.
• Kultūrologijoje ir aplinkos tvarkyme: kalcio junginiai naudojami pH stabilizavimui vandens telkiniuose, durpių apdorojimui, atliekų neutralizavimui.

Savybės ir sauga

Kalkės (ypač negesintos) yra stipriai ėsdinančios ir pavojingos odai, akims bei kvėpavimo takams. Darbo metu būtina naudoti tinkamas apsaugos priemones: pirštines, apsauginius akinius, respiratorių ir tinkamą drabužį. Laikant kalkes, reikėtų vengti drėgmės ir sandėliuoti sausoje vietoje.

Aplinkos aspektai

Kalcininimo procesas išskiria CO2, todėl kalkių gamyba prisideda prie anglies dvideginio emisijų. Tačiau kalkės taip pat gali būti naudojamos anglies dioksido surišimui bei vandens kokybės gerinimui. Siekiant mažinti poveikį klimatui, diegiamos efektyvesnės krosnys, atliekų susigrąžinimo technologijos ir alternatyvios kuro rūšys.

Patarimai praktikai

• Renkantis kalkes konkrečiam darbui, atkreipkite dėmesį į rūšį (negesintos vs. gesintos, hidraulinės), grūdėtumą ir kokybės rodiklius.
• Žemės ūkyje kalkinimo normos priklauso nuo pradinių dirvos pH, dirvos tekstūros ir planuojamų augalų; prieš kalkinant rekomenduojama atlikti dirvos tyrimą.
• Statybos darbams pasirinkite tinkamą skiedinį ir laikykitės gamintojo rekomendacijų dėl mišinių sudėties bei džiūvimo sąlygų.

Apibendrinant, kalkės yra universali ir plačiai naudojama medžiaga su daugeliu pritaikymų – nuo tradicinės mūro restauracijos iki sudėtingų pramoninių procesų. Teisingas rūšies pasirinkimas, gamybos supratimas ir saugus naudojimas užtikrina gerus rezultatus bei sumažina riziką aplinkai ir žmonėms.

Klausimai ir atsakymai

Klausimas: Kas yra kalkės?

K: Kokios yra kai kurios kalkių naudojimo sritys?

K: Kokios uolienos ir mineralai daugiausia naudojami kalkėms išgauti?

K: Kas yra kalcinavimas?

K: Kas yra gesintos kalkės?

K: Kuo skiriasi negesintos ir gesintos kalkės?

K: Kas yra žemės ūkio kalkės?

Paieška pagal raidę