Vôi bột - Ứng dụng của vôi bột trong các ngành sản xuất công nghiệp

Ứng dụng của Vôi

 

1. Vôi trong công nghiệp

Chế tạo kính

 Đá vôi Dolomite được dùng trong công nghiệp chế tạo kính lồi, hàm lượng magie trong đá giúp tăng cường sức chịu đựng của kính trong quá trình sử dụng và xâm hại của hóa chất.

Công nghệ giấy

Trong ngành công nghiệp giấy, vôi thường được dùng để tái tạo lại các chất xút từ Natri Cacbonat dư thừa từ quá trình chế tạo bột giấy. Vôi sống được tôi để tạo ra chất phụ gia làm tăng độ trắng, cải thiện bề mặt cũng như làm giảm độ trong suốt. Trong các nhà máy chế tạo giấy, vôi là chất được sử dụng để làm mềm nước.

Sản xuất hóa chất

Vôi có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp hóa chất nhờ những đặc tính tự nhiên và giá cả cạnh tranh.

- Được sử dụng trong việc sản xuất các loại hóa chất như calcium carbide, propylene oxide, sodium carbonate và glycerine, vôi còn là chất phản ứng trong sản xuất các hợp chất của canxi và dùng để điều chỉnh độ pH vào những lúc cần thiết.

- Đá vôi Dolomite được nung chảy ở nhiệt độ cao vừa được dùng làm chất liệu chịu nhiệt ở dạng hạt để gia cố các lớp chịu lửa, vừa dùng sản xuất ra các loại gạch được sử dụng trong các lớp chịu lửa của các lò đúc khuôn và lò xi măng.

- Việc dùng vôi hồ thay cho vôi sống trong quá trình tinh chế thép sẽ làm tăng tuổi thọ của lớp chịu lửa trong lò. Trên thực tế, việc sử dụng hồ vôi là giải pháp hiệu quả để tạo ra Magnesium oxide nhằm loại bỏ việc thép đóng vảy mang lại công suất chuyển đổi tối ưu khi các phần tử Magnesium oxide trong lớp vẩn đục tạo thành lớp bảo vệ hoàn hảo. Lượng Magnesium oxide dư thừa giúp bảo vệ tốt các chi tiết chịu lửa trong lò, các khe xả ở vòi và cắt giảm yêu cầu sửa chữa và bảo dưỡng lò.

Sản xuất kim loại màu

- Vôi thường được dùng trong tuyển các loại quặng sunfua giúp dễ dàng thu về kim loại theo yêu cầu. Ứng dụng này được triển khai trong các ngành công nghiệp khai thác chì, vàng, niken, kẽm và đồng.

- Vôi có khả năng làm gia tăng và kiểm soát độ pH trong các dung dịch khử xyanua ở vàng bạc. Nhờ khả năng điều chỉnh được độ pH nên vôi có vai trò duy trì dung dịch xyanua ở dạng lỏng, tránh được việc cyanua hình thành khí và thoát ra ngoài môi trường.

- Trong quá trình tích tụ, đá vôi nghiền với hàm lượng lưu huỳnh và độ kiềm thấp được sử dụng cùng vôi bột để thiêu kết quặng sắt.

- Vôi có khả năng giữ nhiệt cho kim loại lỏng, bảo vệ kim loại lỏng không bị oxy hóa, tạo độ kiềm thích hợp để bảo vệ thể xây (thể đầm) của tường lò.

- Trong quá trình chuyển đổi trong lò hồ quang điện để chế biến thép từ gang, vôi được thêm vào với một tỷ lệ hợp lý để khử các tạp chất như silic, phốt pho, làm tăng chất lượng của kim loại. Vôi phản ứng với các tạp chất để tạo thành xỉ mà có thể gỡ bỏ được. Vôi được sử dụng trong sản xuất thép phải có thành phần hóa học và tính chất vật lý theo tỷ lệ rõ ràng bao gồm hàm lượng oxit canxi và lưu huỳnh. Ngoài ra vôi còn là chất hoạt hóa cực kỳ quan trọng trong phản ứng hoàn nguyên sắt.

- Vôi được sử dụng trong xử lý chất thải có chứa axit sinh ra trong quá trình phân kim và làm khô mỏ. Trong các ngành công nghiệp khai thác mỏ vôi là yếu tố sống còn trong việc điều chỉnh độ pH của nước thải từ quá trình khai thác mỏ và làm khô mỏ. Vôi điều chỉnh độ pH và chất thải được lọc sạch từ các chất kim loại và các loại muối hòa tan phù hợp với các quy định bảo vệ môi trường.

Luyện thép

- Ngành công nghiệp luyện thép sử dụng các sản phẩm làm từ vôi đá vôi để giúp quá trình luyện thép để giúp quá trình luyện thép dễ dàng và để loại bỏ các tạp chất trong thép. Công việc này đòi hỏi sử dụng vôi có chất lượng rất cao (trên 95% CaO) như là chất để làm sạch và nung chảy. Ở dạng cục, vôi nhanh chóng sinh ra vảy kiềm với sillic dioxit trong mẻ thép, đảm bảo nhanh chóng loại bỏ được sulfur, phosphorous và các tạp chất khác trong thép. Sử dụng hỗn hợp vôi bột và florit để sản xuất ra các loại thép có hàm lượng sulfur thấp.

- Trong quá trình tích tụ, đá vôi nghiền với hàm lượng lưu huỳnh và độ kiềm thấp được sử dụng cùng vôi bột để thiêu kết quặng sắt.

- Vôi có khả năng giữ nhiệt cho kim loại lỏng, bảo vệ kim loại lỏng không bị oxy hóa, tạo độ kiềm thích hợp để bảo vệ thể xây (thể đầm) của tường lò.

- Trong quá trình chuyển đổi trong lò hồ quang điện để chế biến thép từ gang, vôi được thêm vào với một tỷ lệ hợp lý để khử các tạp chất như silic, phốt pho, làm tăng chất lượng của kim loại. Vôi phản ứng với các tạp chất để tạo thành xỉ mà có thể gỡ bỏ được. Vôi được sử dụng trong sản xuất thép phải có thành phần hóa học và tính chất vật lý theo tỷ lệ rõ ràng bao gồm hàm lượng oxit canxi và lưu huỳnh.- Ngoài ra vôi còn là chất hoạt hóa cực kỳ quan trọng trong phản ứng hoàn nguyên sắt.

- Ngoài ra vôi còn là chất hoạt hóa cực kỳ quan trọng trong phản ứng hoàn nguyên sắt.

2. Vôi trong xây dựng

 

Vữa và Thạch cao:

- Vữa là hỗn hợp vật liệu được sử dụng để tạo độ kết dính giữa các viên gạch trong xây dựng. Vữa vôi tuy có thời gian đông cứng lâu hơn vữa xi măng thông thường và chỉ có thể đông cứng ở nơi khô ráo,  tuy nhiên lại có nhiều các điểm lợi như an toàn cho sức khỏe, có thể pha chế thêm các thành phần thích hợp khác để cho ra các sản phẩm linh động phù hợp nhu cầu sử dụng do đó rất linh hoạt trong ứng dụng thực tế, ví dụ có thể pha trộn thêm một tỷ lệ xi măng hợp lý để tạo ra vữa tam hợp cải thiện tốt thời gian đông cứng và phù hợp với môi trường ẩm ướt.

- Hỗn hợp vữa thạch cao và vôi tạo thành vữa thạch cao - vôi, có khả năng ninh kết rất nhanh, đặc biệt sạch sẽ và không độc hại, giá thành rẻ.

Vật liệu xây dựng

Một số vật liệu xây dựng được sử dụng với vôi và cacbonat canxi:
- Sản phẩm gạch vôi cát (gạch silicat) được chế tạo từ hỗn hợp nguyên liệu cát và vôi với tỉ lệ thích hợp, là một chủng loại vật liệu xây dựng chất lượng cao, đang được ứng dụng rộng rãi do thân thiện với môi trường, biến chất thải thành sản phẩm quý giá có thể tái sử dụng.
- Gạch vôi cát có hình thức rất đẹp, bề mặt phẳng, mịn, ít sứt góc cạnh và hầu như không có hiện tượng rạn nứt bề mặt. Gạch có khả năng chống thấm nước rất tốt trong khi vẫn đảm bảo độ bám dính vữa xây trát như gạch tuynel; kích thước sản phẩm chuẩn xác đến 0.1mm, có thể sản xuất theo nhiều mẫu mã, kích thước khác nhau theo yêu cầu của người tiêu dùng. Ngoài ra, tất cả các chỉ tiêu lý hóa khác yêu cầu đối với vật liệu thông thường đều đạt các chỉ số vượt trội.

- Bê tông nhựa Asphalt được sử dụng để xây dựng đường giao thông mềm, có thành phần chính là bột khoáng được tạo thành từ hỗn hợp bột mịn từ đá vôi và đá Dolomite. Sản phẩm xây dựng có ưu điểm chi phí thấp, thân thiện với môi trường, thi công đơn giản.

Sơn, màu, sơn dầu và chất độn

Vôi đã được sử dụng từ thời xa xưa như là một sản phẩm cơ bản để bảo vệ tường, nhờ vào các phẩm chất như khả năng chống chịu bệnh gỉ sắt, độ ẩm và lửa, cũng như độ trắng tự nhiên của nó và vai trò khử trùng. Tuy nhiên, vôi cũng được sử dụng để sản xuất bột màu trắng, chẳng hạn như satin trắng. 

Đường giao thông và kỹ thuật dân dụng

- Vôi sống được dùng làm khô sạch các loại đất ẩm và cải thiện chất lượng đất sét trong các nghề sử dụng đất. Vôi còn được dùng phổ biến để tái sử dụng các loại đất đào từ các công trường ở các vùng đô thị. Vôi ngậm nước được dùng làm chất phụ gia cho xi măng để gia cố chắc chắn các công trình xây dựng, làm tăng tuổi thọ của hắc ín trộn trong rải đường. Vôi còn làm tăng khả năng chống lại sự vỡ nứt mặt đường, sụt lún và trơ cứng theo thời gian.

- Vôi là hóa chất quyết định sống còn được dùng trong xây dựng cơ sở hạ tầng. Từ việc dùng vôi để giảm thiểu sự giãn nở các loại đất trong các công trình xây dựng sân bay và đường cao tốc đến các loại vôi Dolomite ngậm nước để cải thiện độ kết dính trong các công trình xây dựng ở các tòa nhà cao tầng.

- Vôi được dùng trong các ứng dụng trộn hắc ín nóng, vôi ngậm nước được pha trộn với hắc ín làm tăng khả năng chống ẩm và giảm thiểu tối đa sự bong vỡ mặt đường.

- Trong xây dựng nhà cao tầng, vôi được ứng dụng trong các kết cấu xây dựng, kiến trúc, vôi pha trong vữa mang lại sự gắn kết chắc chắn, chống thấm nước, mang lại hiệu quả cao và tiết kiệm. Đối với việc xây dựng nhà cao tầng, hè phố, hệ thống đường cao tốc, thông thường các loại đất có chứa đất sét không có những thành phần cần thiết để đáp ứng những yêu cầu về xây dựng như là vật liệu xây dựng. Khi được trộn lẫn với vôi, chúng được giảm đáng kể tính giãn nở tự nhiên vốn có hoặc mất hẳn và khi đó chúng đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng.

 

3. Vôi trong môi trường

- Vôi được sử dụng rộng rãi để xử lý chất thải độc hại đã và đang được thải ra môi trường hay các chất cấm không được thải ra môi trường. Vôi làm ổn định hầu hết các kim loại bằng cách chuyển chúng thành hóa chất dạng ổn định hơn, khó rò rỉ hơn. Ngoài ra, vôi còn có thể phản ứng với các vật liệu rắn, làm giảm sự rò rỉ chất thải độc hại. Vôi có thể sử dụng để trung hòa các chất chứa axit. Vôi cũng giữ vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng kiểm soát không khí, loại trừ khí có chứa axit, đặc biệt là SO₂ và HCL từ khí thải.

- Hầu hết các quá trình xử lý nước trong công nghiệp hóa chất đòi hỏi dùng đến vôi để điều chỉnh độ pH và hàm lượng khoáng chất. Các loại nước thải có chứa axit đều cần phải xử lý bằng vôi trước khi tái sử dụng chúng hay thải ra hệ thống cống.

- Vôi có khả năng loại trừ thủy ngân và xử lý bùn, chất thải rắn sinh khí, cống rãnh cũng như chất bùn công nghiệp và chất thải xăng dầu. Ngoài ra, vôi còn được sử dụng để xử lý chất thải súc vật gây nhiều thách thức. Nhiều đô thị sử dụng vôi để cải thiện chất lượng nước, kiểm soát độ pH, đặc biệt còn làm mềm nước và khử acsen trong nước.

 

4. Các ứng dụng quan trọng khác

 

Ứng dụng trong ngành sản xuất nhựa

- Canxicanbonat được sử dụng rộng rãi trong nhựa PVC cứng và được ứng dụng nhiều nhất trong sản xuất ống nhựa và tấm trần. Sử dụng sản phẩm Canxicacbonat làm gia tăng độ bền sản phẩm, độ phân tán trong hóa chất nhựa tốt hơn, độ bóng sản phẩm đạt được tối ưu, cải tiến quá trình sản xuất, nâng cao độ bền trong môi trường tự nhiên, qua đó kéo dài tuổi thọ cho sản phẩm.

- Sử dụng sản phẩm Canxicacbonat trong ống nhựa polyolefin sẽ tạo độ cứng cao hơn, cải thiện quá trình sản xuất, rút ngắn thời gian và giảm chi phí. Trong phụ kiện chủ yếu làm tăng lợi nhuận. Trong các thiết bị ông PVC chịu áp lực, vôi được độn với hàm lượng ít để tạo cho sản phẩm khả năng chịu mức áp lực cao nhất, bề mặt láng nhất và chịu được tác động bề mặt. Đối với các sản phẩm dây cáp điện, vôi được sử dụng ngày càng tăng với mục đích giảm giá thành, bên cạnh đó Canxicacbonat có thể xem như chất chống cháy (nếu kết hợp đúng loại nhựa và phụ gia khác).

- Trong ứng dụng sản xuất màng nhựa, vôi có tác dụng làm tăng các tính chất hóa học và cải thiện năng suất sản xuất, giảm chi phí sản xuất, tăng độ cứng, độ bền. Đối với màng nhựa thoát hơi với những lỗ nhỏ li ti có những ưu điểm vượt trội liên quan đến vấn đề vệ sinh, vôi cung cấp cho lớp màng những tính chất đặc biệt cho phép thoát hơi thông qua những lỗ nhỏ đó. Đối với màng nhựa đúc ép, vôi giúp giảm chi phí giá thành trong sản xuất và cải tiến chất lượng bọc, thường được ứng dụng trong các sản phẩm nhựa LDPE, LLDPE, HDPE và PP.

- Vôi được ứng dụng trong thổi khuôn để sản xuất chai lọ hoặc những sản phẩm dùng làm vật chứa sẽ có những ưu điểm, bằng cách lựa chọn những loại nguyên liệu nhựa phù hợp với vôi thì nhà sản xuất sẽ tạo sản phẩm hoặc vật chứa có trọng lượng cân bằng và giảm chi phí. Trong phun khuôn, sử dụng vôi là một giải pháp đã được chứng minh cải tiến tính chất sản phẩm và quá trình sản xuất, thường được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phụ tùng, thiết bị, sản phẩm gia đình, và trong ngành công nghiệp tự động.

Ngành giấy

Trong ngành giấy, vôi được dùng làm chất độn và chất tráng phủ bề mặt.

- Ảnh hưởng lên cấu trúc và độ bền: Tăng tỷ lệ sử dụng chất độn làm giảm liên kết xơ sợi. Làm giảm độ bền cơ lý của giấy, giảm độ cứng. Làm giảm độ xốp cho giấy, độ ổn định kích thước tốt, giấy ít bị biến dạng khi gặp ẩm.

- Ảnh hưởng đến hiệu quả gia keo chống thấm: Sự có mặt của chất độn làm tăng lượng dùng keo chống thấm và làm giảm hiệu quả gia keo vì chất độn hấp thụ keo chống thấm.

- Ảnh hưởng chất độn đến tính chất quang học: Chất độn làm tăng độ trắng, độ nhẫn, độ đục cho giấy. Chất độn làm giảm hiện tượng hồi màu do chất độn ngăn cản tác dụng của ánh sáng mặt trời.

- Ảnh hưởng sự phân bố trên tờ giấy: Chất độn làm tăng tính hai mặt trên tờ giấy.

- Ảnh hưởng lên quá trình sản xuất: Chất độn làm tăng khả năng thoát nước của dòng bột.

Ngành sơn

- Trong ngành sơn, vôi được xem như chất độn. Độ mịn và sự phân bố hạt Canxicacbonat ảnh hưởng đến độ chắn sáng của quá trình sơn phủ. Ngoài ra vôi có độ sáng cao, độ hấp thụ dầu thấp, độ phân tán tốt, bền trong môi trường, khả năng mài mòn thấp, độ pH ổn định, nâng cao tính năng chống ăn mòn và cải thiện độ nhớt sản phẩm.

- Bột nhẹ từ vôi được dùng rất nhiều trong ngành sơn nước, nó giúp tăng khả năng quang học và trọng lượng của sơn. Bột nhẹ có thể chiếm đến 60% hàm lượng trong sơn. Ngoài ra trong sơn bột nhẹ còn có tác dụng làm chất kéo duỗi.

 

Ngành dược

- Vôi có nhiều chức năng trong ngành dược phẩm. Nó là một chất làm loãng trong các viên vi nang và viên thuốc, có tác dụng làm chất đệm và hỗ trợ hòa tan trong các viên thuốc, và làm chất nền để điều chế các thuốc chữa răng, làm tá dược trong sản xuất phấn rôm, thuốc đánh răng.

- Canxicacbonat là thành phần của hỗn hợp tá dược trong các chất làm loãng. Canxicacbonat dược phẩm được dùng ở dạng không xử lý, và thường có đường kính hạt trung bình là 2mm và 2,5mm. Hàm lượng sắt thấp là cần thiết để ngăn ngừa sự biến màu của thành phẩm. Ngoài ra còn là một chất kháng axit, hút các hơi thối trong ruột, chữa thừa axit ở dịch vị, bổ sung chất điện giải, bồi dưỡng canxi cho trẻ em, phụ nữ có thai và cho con bú, phụ trị các bệnh loãng xương, giảm canxi huyết và tăng photpho huyết của những người suy thận. Canxicacbonat sản xuất từ vỏ hàu, giúp bổ sung canxi nhằm ngăn ngừa chống loãng xương, đặc biệt cho người già, phụ nữ mang thai, trẻ em ở tuổi lớn. Dược phẩm bổ sung canxi chủ yếu được dùng trong tình trạng thiếu canxi do hấp thụ canxi kém ở đường ruột, tăng tích tụ trong xương hoặc thiếu hụt canxi trong quá trình mang thai hoặc nuôi con bú.

- Canxicacbonat dùng trong các chất kháng axit có độ tinh khiết cao (>99%). Cả Canxicacbonat nghiền (GCC) và Canxicacbonat kết tủa (PCC) đều có thể được sử dụng mặc dù người ta phải cân nhắc giữa chi phí thấp khi sử dụng GCC và độ tinh khiết cao của sản phẩm PCC.

- Độ mịn cũng là một yếu tố quan trọng đối với Canxicacbonat được dùng trong các sản phẩm dược phẩm vì nó làm giảm sự hao mòn của thiết bị chế biến, do đó chi phí sản xuất sẽ thấp hơn và cho phép sản xuất với công suất lớn hơn.

Ngành cao su

Bột nhẹ chiết xuất từ đá vôi rất tốt cho việc độn cao su. Kết tủa Canxicacbonat thông thường nhất là các hạt hình cầu, dạng keo hoặc tập hợp của một vài hạt hình cầu. Hình dạng này có thể cung cấp gia cố độ bền của cao su. Bột nhẹ được sử dụng như một chất phụ gia bán tăng cường trong các sản phẩm giày và các hàng hóa cao su công nghiệp, đặc biệt là khi các hợp chất đòi hỏi phải có độ ẩm thấp hoặc phải sử dụng sản phẩm trong môi trường kiềm.

Các ứng dụng khác trong đời sống

- Trong đời sống bột đá vôi được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, phấn viết bảng, thực phẩm, mĩ phẩm, kem đánh răng, bột trát tường,...

- Trong nông nghiệp bột nhẹ được trộn với thóc lúa để nuôi cấy các giống nấm, trộn với mùn cưa để làm nguyên liệu trồng nấm vì bột nhẹ có tác dụng cân bằng pH tạo môi trường thuận lợi cho nấm phát triển, đồng thời bột nhẹ có tính ăn mòn nhẹ giúp phân hủy mùn cưa. Ngoài ra trong nông nghiệp bột Canxicacbonat còn được sử dụng để khử đất chua.

- Trong công nghiệp thực phẩm, bột Canxicacbonat còn được sử dụng làm các chất phụ gia, chất độn trong thực phẩm như kẹo và nhiều thực phẩm chức năng bổ sung canxi cho con người.

- Trong sản xuất phấn viết bảng, người ta sử dụng nguyên liệu chính là bột nhẹ vì nó có độ phủ, độ mịn, độ trắng cao đảm bảo chỉ cần một lớp rất mỏng đã có thể cho các nét viết rõ rệt.