석회 생산 방법: 채석장에서 가마까지의 전체 공정

석회 생산은 천연 석회석을 건설부터 환경 관리에 이르기까지 광범위한 산업에서 사용되는 재료인 생석회(산화칼슘) 또는 수화석회(수산화칼슘)로 변환하는 오래된 산업 공정입니다. 석회 생산을 이해하려면 원료, 관련된 화학 반응, 이 필수 물질을 만드는 데 사용되는 기술 프로세스에 대한 탐구가 필요합니다.

1. 원료: 석회석

석회 생산은 주로 탄산칼슘(CaCO₃)으로 구성된 퇴적암인 석회암에서 시작됩니다. 석회암 퇴적물은 전 세계적으로 대량으로 발견되며, 이 암석은 석회 제조의 기초입니다. 자연에서 석회암은 종종 해양 환경에서 조개껍데기, 산호 및 기타 유기 물질의 축적을 통해 형성됩니다.

석회를 생산하려면 먼저 채석(얕은 매장지)이나 지하 채굴(더 깊은 매장지)을 통해 채굴을 통해 석회석을 추출해야 합니다. 석회석의 순도는 다양할 수 있으며, 순도가 높은 석회석은 더 높은 품질의 석회를 생성합니다.

2. 분쇄 및 스크리닝

추출 후 석회석은 가공 시설로 운반되어 여러 가지 기계적 공정을 거칩니다. 첫째, 표면적을 늘리기 위해 더 작은 덩어리나 응집체로 분쇄되어 후속 화학 반응을 촉진합니다. 분쇄된 석회암의 크기는 다음 단계에서 사용되는 가마의 유형에 따라 다릅니다.

스크리닝도 이 단계의 필수적인 부분입니다. 큰 입자는 작은 입자와 분리되어 적절한 크기의 석회석만 가마에 들어갑니다.

3. 소성: 석회암을 석회로 만들기

석회 생산의 핵심 공정은 석회석을 가마에서 고온 (일반적으로 900 °C에서 1000 °C 사이) 으로 가열하는 하소입니다. 이 과정은 석회암의 탄산칼슘을 생석회(산화칼슘)와 이산화탄소(CO₂)로 분해하는데, 이 화학 반응은 다음과 같습니다

이산화탄소 가스는 대기 중으로 빠져나가고, 남아 있는 고체 산화칼슘을 생석회라고 합니다. 원치 않는 부산물의 생성을 최소화하면서 하소 공정이 효율적이도록 가마의 온도를 주의 깊게 제어해야 합니다.

하소에 사용되는 가마에는 다음과 같은 여러 유형이 있습니다

수직 샤프트 가마(VSK): 석회암을 아래에서 가열하는 키가 큰 수직 가마입니다. 열은 석탄이나 천연가스와 같은 연료를 연소함으로써 제공됩니다.

회전 가마: 이 큰 원통형 가마는 석회암이 한쪽 끝에서 공급되고 가마를 통과하면서 회전하며, 이동하면서 점점 더 뜨거워집니다. 회전식 가마는 대량의 재료를 처리하는 효율성으로 유명합니다.

벌집 가마: 전통적인 석회 생산에 사용되는 벌집 가마는 돔 모양의 석조 가마입니다.

가마의 선택은 생산 규모, 에너지 효율성 및 원하는 제품 특성에 따라 다릅니다.

4. 생석회의 냉각 및 스크리닝

석회석이 생석회로 전환되면 추가 가공이나 사용을 하기 전에 냉각해야 합니다. 생석회는 가마에서 나올 때 매우 뜨겁고, 냉각은 석회가 물이나 공기에 노출되었을 때 예측할 수 없게 반응하지 않도록 하는 중요한 단계입니다. 냉각은 일반적으로 공기나 물을 사용하여 수행됩니다.

일단 냉각되면 생석회를 스크리닝하여 더 큰 덩어리에서 더 미세한 입자를 분리하는 경우가 많습니다. 입자 크기는 생석회의 반응성에 영향을 미치며, 미세한 입자는 화학 반응에서 더 반응성이 높고 더 빠릅니다.

5. 수분 공급: 생석회를 수화된 석회로 전환(선택 사항)

특정 용도의 경우 생석회를 추가로 가공하여 수화석회(수산화칼슘)를 생산합니다. 여기에는 수화라고 알려진 제어된 공정에서 생석회에 물을 첨가하는 것이 포함됩니다. 화학 반응은 다음과 같습니다

그 결과 수화석회라고 알려진 미세한 건조 분말이 생성됩니다. 수화석회는 수처리, 환경 제어(예: 연기가스 탈황), 건축 자재 등 더 미세한 제품이 필요한 분야에 사용됩니다.

수화 과정은 소석회 탱크 및 수화기를 포함한 다양한 유형의 장비에서 이루어질 수 있으며, 여기서 생석회를 물과 천천히 혼합하여 열을 제어하고 과도한 튀김이나 반응을 방지합니다.

6. 품질 관리 및 포장

생석회든 수화석회든 석회가 생산되면 품질 관리 테스트를 거칩니다. 석회는 순도, 입자 크기 분포 및 반응성에 대해 테스트되어 의도된 용도에 대한 표준을 충족하는지 확인합니다. 이 단계에는 실험실 테스트와 현장 검사가 모두 포함됩니다.

마지막으로 석회는 벌크 컨테이너, 백에 포장되거나 컨베이어로 운송되어 상업적 또는 산업적 용도로 유통됩니다.

석회의 산업적 응용

석회는 환경 제어부터 제조에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 합니다. 주요 용도는 다음과 같습니다

건설: 석회는 시멘트, 모르타르, 콘크리트 생산에 사용됩니다.

환경 관리: 석회는 수처리, 산성수 중화 및 하수 슬러지 처리에 널리 사용됩니다.

철강 제조: 석회는 불순물을 제거하기 위해 철강 생산의 플럭스로 사용됩니다.

화학 산업: 석회는 탄화칼슘과 소다회를 포함한 다양한 화학 물질을 생산하는 원료 역할을 합니다.

농업: 석회는 토양 pH를 조정하여 작물 수확량을 향상시키는 데 사용됩니다.

결론

석회 생산은 석회석 추출부터 가마에서의 하소 공정까지 여러 가지 복잡한 단계를 포함하는 공정입니다. 이는 수세기 동안 인류 발전의 기본이 되어온 중요한 산업 과정입니다. 석회는 건설, 철강, 환경 관리 등의 산업에서 다양성과 중요성으로 인해 현대 산업에서 가장 중요한 재료 중 하나입니다.