یکی از از انواع مواد معدنی پرکاربرد در صنعت، کربنات کلسیم است. این ماده به صورت طبیعی و مصنوعی وجود دارد که نوع طبیعی آن در بیشتر سنگ‌های معدنی یافت می‌شود. تولید کربنات کلسیم در آزمایشگاه صورت می‌گیرد. کربنات کلسیم در صنایع مختلف کاربرد دارد. کاربرد کربنات کلسیم در صنعت فولاد یکی از نمونه‌های بزرگ مصارف این ماده معدنی است. سایر کاربردهای کربنات کلسیم در صنعت شامل صنایع کشاورزی، ساختمانی و … است. ما در این مقاله سعی داریم شما را با انواع کاربرد کربنات کلسیم بیشتر آشنا کنيم.
کربنات کلسیم چیست؟
کربنات کلسیم یک ماده معدنی کاملا استثنایی بوده که فرمول شیمیایی آن به صورت Caco3 بوده که شامل ca و Co است. در واقع با حرارت دادن کربنات کلسیم این ماده به دو بخش کلسیم و مونوکسید کربن تجزیه می‌شود. در نتیجه این تجزیه، یک ماده اساسی در ساخت استیل، شیشه و کاغذ به وجود می‌آید. کربنات کلسیم همچنین در اثر حرارت‌دهی CO2 خود را از دست داده و به آهک تبدیل خواهد شد.
ساختار کربنات کلسیم
کربنات کلسیم در حالت پایدار از نظر ترمودینامیک، تحت شرایط نرمال و با ساختار شش ضلعی است. حالت شش ضلعی caco3 به شکل ویتریت در معادن یافت می‌شود. حالتهای دیگر کربنات به صورت متراکم‌تر، دستگاه بلوری راست لوزی یا اورتورومبیک قرار دارد. کربنات کلسیم در حالت آراگونیت می‌تواند به واسطه‌ی ته‌نشینی در دماهای بالاتر از 85 درجه سانتیگراد تشکیل شود. یکی دیگر از حالتهای آن کلسیت بوده که حاوی اتم‌های کلسیم هماهنگ شده با شش اتم اکسیژن است. در صورتی که در حالت آراگونیت، اتم‌های کلسیم با 9 اتم اکسیژن هماهنگ می‌شود. از این‌رو با توجه به انواع کاربرد کربنات کلسیم در صنعت فولاد، حالتهای مختلفی برای آن می‌توان پیش‌بینی کرد.
منابع طبیعی کربنات کلسیم
این ماده معدنی بیشتر در پوسته زمین یافت می‌شود. طی تحقیقات به عمل آمده از پوسته تخم‌مرغ، صدف حلزون، صدف دریایی و غشای جانورانی مانند خرچنگ نیز وجود کربنات کلسیم ثابت شده است. در ساختار برخی از انواع مروارید نیز وجود کربنات کلسیم کاملا نمایان می‌شود. پوسته صدف‌های خوراکی نیز جزو منابع غنی کربنات کلسیم به شمار می‌آیند. سبزیجات تیره رنگ از جمله بروکلی یکی از منابع خوراکی کربنات کلسیم است. منابعی که تا به این‌جا معرفی شدند جزو منابع زمینی هستند. از منابع فرازمینی کربنات کلسیم می‌توان به کره مریخ اشاره کرد. آثار وجود این ماده در دهانه‌های آتشفشانی گوسف و هویگنس نیز مشاهده شده است. همین شواهد وجود آب در مریخ را اثبات می‌کند. کربنات کلسیم مصنوعی را همچنین می‌توان در آزمایشگاه از حل کردن جوش‌شیرین در اسید بوریک تهیه کرد که به صورت یک ماده سفید رنگ ته‌نشین خواهد شد.
کاربرد کربنات کلسیم
کربنات کلسیم در اکثر کارهای ساختمانی، کاربرد دارد. این ماده همچنین در صنایع استخراج آهن و فولاد، به عنوان کمک ذوب استفاده می‌شود. در تهیه کاربرد کلسیم نیز می‌توان از کربنات کلسیم استفاده کرد. در این میان، کاربرد کربنات کلسیم در صنعت فولاد بسیار حائز اهمیت است. آهک به دست آمده از تجزیه کربنات کلسیم در صنعت کشاورزی به منظور اصلاح خاک و تنظیم PH آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. کربنات کلسیم در پرورش قارچ نیز کاربرد دارد. دلیل کاربرد کربنات کلسیم در پرورش قارچ، حفظ و افزایش مواد مغذی در بستر خاک است.
سایر کاربردهای کربنات کلسیم در صنعت شامل صنایع کاشی و سرامیک به خصوص لعاب‌سازی است. زیرا کربنات کلسیم با تشکیل یوتکتیک نقطه ذوب مجموعه را پایین آورده و همچنین در هنگام استفاده از لعاب، ضریب انبساط حرارتی لعاب را نیز کم می‌کند. از نمونه‌های دیگر کاربرد کربنات کلسیم می‌توان به صنعت کاغذسازی، پلاستیک‌سازی، رنگ‌سازی و پوشش‌دهنده‌ها به عنوان پر کننده و نیز پوشش رنگی به دلیل دارا بودن لودندورف رنگ سفید اشاره کرد.
کاربرد کربنات کلسیم در صنعت فولاد
همان‌طور که در بالا گفته شد، یکی از کاربردهای مهم کربنات کلسیم در صنعت فولادسازی است. طوری که قبل از دهه 60 میلادی از این ماده معدنی در کوره‌های روباز به منظور تولید فولاد استفاده می‌شد. با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی و همچنین به کارگیری روش‌های BOF در فولاد، میزان مصرف کربنات کلسیم در این صنعت به طور چشمگیری افزایش پیدا کرد. به ازای تولید هر تن فولاد، بین 50 تا 100 کیلوگرم از کربنات کلسیم یا همان آهک مصرف می‌شود. در صنایع متالوژی نیز از کربنات کلسیم به عنوان یک عامل گدازنده، تنظیم کننده PH یا به عبارتی فلوتاسیون مورد مصرف قرار می‌گیرد.
از کاربردهای دیگر این ماده در صنایع فولادسازی می‌توان به کاربرد آن به عنوان فلوتر در جداسازی مواد زائد از فولاد اشاره کرد. در تولید کنسانتره آهن و گنده نیز از کربنات کلسیم استفاده می‌شود. به این صورت که اضافه کردن آهک به همراه بنتونیت در تولید گندله آهن، سبب خنثی کردن خاصیت اسیدی و تنظیم PH آن خواهد شد. مصرف آب آهک به جای بنتونیت در بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی گندله آهن بسیار تاثیرگذار است. از مزایای دیگر کربنات کلسیم می‌توان به صرفه‌جویی در مصرف حامل‌های انرژی اشاره کرد.
سایر کاربردهای کربنات کلسیم در صنعت
این ماده معدنی در کارهای ساخت و ساز و نیز ساختمان‌سازی جهت درست کردن مواد و همچنین به عنوان یک جزء ضروری در ترکیبات سیمانی به کار می‌رود. در ساخت انواع ملات برای چینش آجرها بر روی یکدیگر، سنگ‌کاری، پوشش سقف، ترکیبات رزینی، کاشی‌ها و گچ‌ها از کربنات کلسیم استفاده می‌شود.
کاربرد کربنات کلسیم در داروسازی
یکی دیگر از کاربردهای کربنات کلسیم در صنعت، داروسازی است. از آن‌جا که این ماده خواص آنتی‌اسیدی دارد، در نواقص کلیوی و درمان استئوپروزیس به کار می‌رود. برای درمان بیماران مبتلا به هایپر فسفات همراه با نقص کلیوی از کربنات کلسیم استفاده می‌شود. از کاربردهای دیگر کربنات کلسیم در صنعت داروسازی می‌توان به داروهای هومیوپاتی و افزودنی‌های خوراکی اشاره کرد. علاوه بر موارد ذکر شده، با توجه به خواص جذب کننده سطحی کربنات کلسیم، در داروهای ضد اسهال نیز از آن استفاده می‌شود.
کاربرد سایر ترکیبات کربنات کلسیم
کلسیت‌ها نیز در تهیه کلرید کلسیم، برمید کلسیم، یدید کلسیم و اکسید کلسیم کاربرد دارند. هر کدام از این ترکیبات در مصارف متعدد داروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. کربنات کلسیم برای تهیه داروهای دامپزشکی نیز به مصرف می‌رسد. به عنوان نمونه کلرید کلسیم برای تولید دارویی به کار می‌رود که در بدن تولید اسید می‌کند. گاهی اوقات نیز در مواردی که یون کلسیم بدن کم باشد، کلرید کلسیم کاربرد دارد. سایر ترکیبات دارویی که از کلرید کلسیم ساخته می‌شوند شامل داروهای ضد کهیر، تنگی نفس، خارش و التهابات بدن هستند.
کلرید کلسیم باعث انعقاد خون شده و به همین منظور در جلوگیری از خونریزی‌های شدید مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ماده در درمان بی‌نظمی‌های ضربان قلب، به عنوان مکمل‌های دارویی در درمان نارسایی قلبی کاربرد دارند. کلرید کلسیم برای درمان عوارض ناشی از اسهال و استفراغ نیز مناسب است.
برمید کلسیم یک داروی ضد تشنج در درمان بیماری‌های صرع کاربرد دارد. این ماده معدنی در تسکین و کاهش دردهای معده بسیار موثر واقع می‌شود. یکی دیگر از ترکیبات کربنات کلسیم، یدید کلسیم است که در تهیه پمادهای ضد بیماری پوستی و ورم مفاصل مورد استفاده قرار می‌گیرد.
جمع بندی
یکی از مواد معدنی مهم و پرکاربرد در صنایع تولیدی، مستربچ کربنات کلسیم است. این ماده به دو صورت طبیعی و مصنوعی تولید می‌شود. منابع طبیعی تولید کربنات کلسیم از سنگ‌های معدنی است. کربنات را در آزمایشگاه تحت شرایط خاص نیز می‌توان تولید کرد. همان‌طور که در بالا گفته شد کاربرد کربنات کلسیم در صنعت فولاد اهمیت زیادی دارد. به طور میانگین در تولید هر تن فولاد بین 50 تا 100 کیلو کربنات استفاده می‌شود. سایر کاربردهای کربنات کلسیم در صنعت شامل داروسازی، کشاورزی، ساختمان‌سازی و … است. کاربرد کربنات کلسیم در صنایع باعث رشد و پیشرفت در تولید می‌شود.