Kireç Hakkında Bilgi ve Kireç Üretimi

Kireç, tabiatta bulunan kalsiyum karbonat ihtivâ eden taşların kalsinasyon sıcaklığında (850-950°C) pişirilmesi ile elde edilen maddedir.

 Bağlayıcı maddelerden en eski bilinen malzeme kireçtir. Eski Babil, Mısır, Finike, Hitit ve Persler tarafından hava kireci yapıda bağlayıcı madde olarak kullanılmıştır. Romalılar devrinde su kireci bulunmuş ve su içerisindeki inşaatlarda kullanılmıştır. Bu arada puzolanik kirece (volkanik esaslı, killi, kalkerli toprak) Türkler tarafından tuğla kırıkları (pişmiş kil) öğütülüp karıştırılmış ve Horasan harcı olarak kullanılmıştır. Ayrıca, bu tür bağlayıcı Mısır'da homra, Hindistan'da surki adıyla bilinmektedir. Bizans'ta ise kireç, sıva fresk tekniği için uygulanmıştır. Orta çağda, bu zenaatte daha fazla bir ilerleme olmamıştır.

 9. ve 12. yüzyıllarda puzolan bile Avrupa'da kaybolmuştur. Smeathon, 1756 yılında deniz feneri yaparken killi bir kireci pişirerek su kireci ve hidrolik bağlayıcı fikri üzerinde önemli adımlar atmıştır.

KİREÇ ÜRETİMİ

 Yüksek saflıkta kireçtaşı yada dolomit ocaklarda ihraç edilir, kırılır ve bazı durumlarda yıkanır. Malzeme daha sonra ayıklanır ve fırına gönderilir. Kireçtaşı normalde yer yüzeyinde açılan, kireç fabrikasının genellikle bitişiğinde bulunan ocaklardan temin edilir ancak bazı durumlarda deniz altı sondajları ve hatta yeraltı maden ocaklarının da bu amaçla kullanıldığı bilinmektedir.

KİRECİN HAZIRLANMASI VE DEPOLANMASI

 Kireç taşı, kullanılan fırının cinsine göre normalde 5 ila 200 mm arasında değişen uygun ölçülerde kırılır. Ana kırıcılar ocaktan çıkma bir metre çapa kadar irilikte kayaları alır ve bunları 100 – 250 mm ebatlarda kırar. Ana kırıcıdan çıkan kırılmış taşlar konveyörler aracılığıyla titreşimli eleklere taşınır ve burada iri parçalar ayıklanarak geri gönderilirken, eleklerden geçen malzeme kısımları fırın yükü olarak kullanılır yada süreç hattında daha da küçültülmek üzere tali kırıcıların besleme hatlarına alınabilir.

 Tali kırıcılar 10 ila 50 mm ebatlarında topaklar oluşturur ve bu topaklar elenip ayıklandıktan sonra kayışlı konveyörler üzerinden ve/veya kovalı elevatörler üzerinde kurutucu yada kireç ocağına beslenmeden kireçtaşı depolama silolarına yada uygun başka bir bölmeye alınır.

Kayanın tabiatına (sertlik, parlaklık, irilik vb.) bağlı olarak, muhtelif tipte ön kırıcı kullanılabilir. Testereli kırıcılar, döner kırıcı ve darbeli kırıcılar bunlara örnektir. Fırın yükünün çok ince olması gerekmediğinden, testereli ve darbeli kırıcılar genelde öğütücüler gibi tali kırıcı olarak kullanılmaktadır. Bazen kırma tesisleri ocağın bitişiğinde yer alır ve seyyardır.

 Tane boyu dağılımı fırın şartlarına uygun olmalıdır. Bu genellikle taşın idealde 2'ye bir yada en azından 3'e birlik bir tane dağılım oranı verecek şekilde pozitif elenmesini gerektirir.

Yıkama süreci bazen malzeme üzerinde mukim silis, kil ve çok ince kireç taşı taneleri gibi doğal safsızlıkların giderilmesinde kullanılır. Bu yıkama işlemi, taşlar arasında yanma havası dolaşımı için yeterli serbest alan bırakarak yanma sürecine yardımcı olur ve böylece artık hava miktarlarını azalttığı gibi elektrik enerjisinden tasarruf sağlar. Kireçtaşının istifleme teknikleri, daha iyi temizlik yapılabilmesini sağlayacak şekilde geliştirilmiştir.

 Kireçtaşının elenen boyları kömürlüklerde ve harici stoklarda depolanır. İnce taneler genellikle kapalı kömürlüklerde saklanır. Çok az sayıda tesiste (örneğin kalsiyum karbonatın çamur yada filtre pastası olarak kullanıldığı tesislerde) besleme malzemesinin kurutulmasına ihtiyaç olur. Bu işlem genelde, fırın eksoz gazlarından açığa çıkan artık ısı kullanılarak yapılır.

YAKITLAR, DEPOLAMA VE HAZIRLAMA

 Kireç yakma sürecinde, yakıt, kireci kalsinasyonu için gereken enerjiyi sağlar. Aynı zamanda süreçle etkileşir ve yanma ürünlerinin sönmemiş kireçle tepkimeye girmesini sağlar. Kireç ocaklarında pek çok farklı yakıt kullanılmaktadır. AB'de en yaygın olanı doğal gaz olmakla birlikte kömür, kok ve akaryakıtın da yaygınlıkla kullanıldığı bilinmektedir. Çoğu fırın birden fazla yakıt ile çalışabilirken bazı yakıtlar belli fırınlarda kullanılamaz. Yakıtlar, ısı kullanımını, tesis çıktısını ve ürün kalitesini maddeten etkiler. Bazı yakıtlar özel kırıcılı fırın hattına ihtiyaç duyar.

KİREÇTAŞININ KALSİNASYONU

 Standart bir kireç yakma süreci, şunları kapsar:

· Kireçtaşının ısıtılması ve karbonlarından arındırılması için 800 C üstü yeterli sıcaklığın temini,

· Reaktifliği ayarlamak üzere genelde 1200-1300 C aralığında yeterli bir yüksek sıcaklıkta gereken süreyle hazır kirecin bekletilmesi.

 Yüzyıllardır dünyanın dört bir yanında pek çok çeşitli teknik ve fırın tasarımı kullanıla gelmiştir. Kireç fırınlarının son yıllardaki satışları nispeten az sayıda tasarımlar üzerinde yoğunlaşmış olmasına karşın, özel uygulama ihtiyaçlarına uygun pek çok farklı alternatif bulunmaktadır. Kullanılacak fırın teknolojisinin seçiminde yanma öncesi ve sonrası mukavemet, toz oluşumu ve ürün kalitesi gibi taş özellikleri mutlaka dikkate alınmalıdır. Pek çok kireç üreticisi, farklı kireç taşı besleme hat boyları ve farklı kireç kaliteleri üretmek üzere muhtelif tiplerde iki yada daha fazla fırını birlikte çalıştırmaktadır.

 Bugün kullanılmakta olan fırınların çoğu, şaftlı yada döner tasarıma sahiptir. Farklı prensiplerde çalışan az sayıda başka fırın da mevcuttur. Tüm bu tasarımlar üç bölüm kuramını barındırmaktadır. Şaftlı fırınlar genellikle bir ön ısıtma bölümü barındırırken diğer kireç fırınları yani döner ve akışkan yataklı fırınlar bugünlerde münferit ön ısıtıcılarla çalışmaktadır. İki ana ön ısıtıcı tipi kullanımda olup bunlar dikey şaftlı ve seyyar ızgaralı tiplerdir. Çoğu fırın tertibatları katı ve gaz akımlarının karşı akım yönünde kurulur ki bu uygulama genelde kirletici salımlarına sebebiyet verir.

ÖĞÜTÜLMÜŞ SÖNMEMİŞ KİREÇ ÜRETİMİ

 Muhtelif ayar ve kalitede öğütülmüş sönmemiş kireç talebi, 1950'li yıllardan bu yana hızla artmıştır. Tane boyu ihtiyaçları toprağın stabilizasyonun da kullanılan nispeten iri ürünlerden, ihtisas uygulamalarında kullanılan çok ince bölümlü ürünlere kadar geniş bir sahada değişim göstermektedir.

 İri ürünlerin imal edilmesi, kasasına bir sepet bağlanmış darbeli bir değirmen içerisinden tek geçişte yapılır ve nispeten ucuzdur. İnce ürünler ise genelde borulu değirmenler ve dik merdaneli öğütücüler içerisinde üretilir. Bu durumda, değişken hızlı bir tasnif ünitesi değirmenin üzerine bağlanarak, ürünün ayarının kontrol edilmesi ve istenenden büyük boy tanelerin geri kazanılması sağlanır.

 1980'lerin sonunda, yüksek basınçlı merdaneli değirmenler çimento sanayii için geliştirilmiş olup, sönmemiş kireçte de gitgide artan bir hızla kullanılmaya başlanmıştır. Ürün öğütücü merdaneler arasından geçerek yüksek verimde bir tabaka oluşturur. Bununla birlikte agglomerasyon giderme ünitesine ve hava tasnif ünitesine beslenir ve burada taneleri istenen inceliklere göre ayıklandıktan sonra iri fraksiyonları tesise geri gönderilir. Bu sistemin enerji ihtiyaçları bilyeli değirmenlerin enerji ihtiyacının yarısı kadar, halkalı merdaneli öğütücülerin ise %60'ından daha az olabilmektedir.

SÖNMÜŞ KİRECİN ÜRETİMİ

Sönmüş kireç sönmüş kireç (kuru kalsiyum hidroksit tozu), kireç sütü ve kireç macununu (kalsiyum hidroksit parçacıklarının suda dağılması sonucu oluşur) içerir.

 Kirecin sulandırılması, hidratlayıcı adı da verilen sulandırma ünitesi içerisinde su ilavesi suretiyle gerçekleştirilir (CaO + H2O ⇒Ca(OH)2). İlave edilen suyun miktarı, hidratlama reaksiyonu için gereken stoyikiyometrik miktarın yaklaşık iki katıdır. Artan su, tepkimenin ısısının meydana getirdiği sıcaklığın buhara dönüşmek suretiyle ılıtılması amacıyla ilave edilir. Partikülat dolu buhar, atmosfere deşarjı yapılmadan önce arındırma ekipmanından geçer.

Kuvvetli bir ekzotermik reaksiyon meydana gelir ve CaO'nun kg'ı başına 1140 kJ enerji açığa çıkar. Katıların ana reaktörde ortalama durma süreleri yaklaşık 15 dakikadır.

 Isı salıverilmesi, şiddetli bir kaynatma işlemine, bu işlem de kısmen akışkan bir yatak oluşmasına sebep olur. Buhar içinde tutsak kalan toz, süreç boyunca evrilir. Bu tozun, bir ıslak gaz temizleyici içerisinde depolanması halinde, kireç sütü süspansiyonu elde edilir ki, bu malzeme normalde hidratlayıcıya geri gönderilir.

 Hidratlamanın ardından ürün, hava süpürmeli tasnif ünitesine aktarılır ve burada ince ve kaba fraksiyonlar bir geri dolaşım havası akımı yardımıyla ayrıştırılır. İri fraksiyonların bir kısmı yada tamamı öğütülebilir ve geri kazanılabilir. İnce fraksiyon ise depolanmak üzere silolara taşınır. Buradan malzeme ya dökme halde nakledilmek üzere nakil vasıtalarına boşaltılır yada torbalar içerisinde paketlenmek yada ara dökme ürün kaplarında saklanmak üzere bir torbalama tesisine aktarılır.

KİRECİN KULLANIM ALANLARI

 Demir Çelik Endüstrisinde

 · Demir cevherinin hazırlanmasında

· Çelik üretiminde

· Döküm kalıplarının hazırlanmasında

· Çelik tel üretiminde

Demir Dışı Metal Endüstrisinde

 · Bakır metalindeki safsızlıkların giderilmesinde

· Alüminyum elde edilmesinde

· Nikel’in saflaştırılmasında

· Düşük karbonlu Krom üretiminde

· Mangan’ın geri kazanılmasında

· Çinko’dan Kükürt’ün ayrıştırılmasında

· Altın ve gümüş üretiminde kullanılan zehirli bileşiklerin ayrıştırılmasında

Kimya Endüstrisinde

 · Çevre kirliliğinin önlenmesinde ve rehabilitasyonunun sağlanmasında

· Su arıtma tesislerinde

· Kirli sulu ortamların geri kazanılmasında (göl, ırmak, bataklık ve türlü kimyasallar içeren yerler

· Kentsel arıkların ve çöplerin ıslahında

· Tarım ve Orman topraklarının geri kazanılmasında

· Gübre Sanayinde

Yapı Malzemeleri Endüstrisinde

 · Harç ve sıva katkısı olarak

· Bağlayıcılık, dayanıklılık ve esnekliğin artırılmasında

· Gaz beton (YTONG) üretiminde

· Kireç-Kum tuğlası üretiminde

· Karo ve seramik üretiminde

Cam Endüstrisinde

 · Cam üretiminde kireç taşları içerdiği metal oksitler nedeniyle hammadde olarak kullanılır

· Cam fırınlarında ısıdan tasarruf sağlar

· Camın sertliğini artırmada kullanılmaktadır

Kağıt Endüstrisinde

 · Kağıt üretiminde kullanılan bazı kimyasalların tekrar elde edilmesinde kullanılır

Çevre Rehabilitasyonunun Sağlanmasında

 · Çöplerin ıslahı

· Atık suların arıtılması

· Fabrika bacalarından çıkan zehirli gazların filtrasyonu

· Göl ve bataklıkların ıslahı gibi çalışmalarda kullanılmaktadır

Zemin Stabilizasyonu Ve Karayolları Yapımında

 Toprağın genleşme büzülme gibi fiziksel değişimleri sonucunda meydana gelen zararların ortadan kaldırılması için kullanılmaktadır.

kaynak: delmepatlatma.org