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石灰的用途

发布日期:2018-04-22  点击:

             石灰的用途

 

一、石灰的种类和特性

     1、生石灰:分子式CaO,分子量56。一般呈块状,纯的为白色,含有杂质时为淡灰色或淡黄色遇水发热变为熟石灰。通过放出大量热量和大幅度提高pH值,所以高浓度生石灰有较强的杀菌消毒作用。由于生石灰处于高能量非常活泼的状态,所以和水产生反应是很容易进行的,实践中常能看见、认识到,它所形成的氢氧化物比较稳定,是一个不可逆过程,只有反应温度高达55℃时,才向相反方向进行,即氢氧化物分解成氧化物和水,在常温下是一个不可逆过程。生石灰与水会发生化学反应,接着就会立刻加热到超越300℃的高温。


     2、熟石灰:分子式Ca(OH)2,分子量74。中强碱,易溶于水,提高pH值、硬度与碱度,但是其碱度的组成为OH-,即P碱度,pH值很高才有,但OH-碱度与水体中足够的CO2结合,才会转化为HCO3-,即M碱度。所以用熟石灰要考虑水中的CO2量与日变化。生石灰吸潮或加水就成为消石灰,消石灰也叫熟石灰。其中运用最广的是石灰乳.

        石灰乳一般是在氧化钙中加水生成的,因为氢氧化钙溶解度不是很大,所以往往生成的是氢氧化钙的悬浊液(即水溶液中还存在着没有溶解的氢氧化钙),这就是石灰乳。(石灰加入过量的水,约为石灰质量的2.5-3倍后得到的浆体)外形为白色(或灰色、棕白),无定形,在空气中吸收水和二氧化碳。氧化钙与水作用生成氢氧化钙,并放出热量。溶于酸水,不溶于醇。系属无机碱性蚀物品,国家危规编号95006。氢氧化钙具有碱的通性, 是一种强碱。 氢氧化钙的碱性比氢氧化钠强(金属活动性: 钙>钠), 但由于氢氧化钙的溶解度比氢氧化钠小得多, 所以氢氧化钙溶液的腐蚀性和碱性比氢氧化钠小。 这些性质决定了氢氧化钙有广泛的应用。



     3、碳酸钙:分子式CaCO3,分子量100,属弱酸强碱盐,难溶于水,但可与水中的CO2反应,转化为较易水溶性的Ca(HCO3)2(没有固体形式)。


二、石灰的用途

     石灰用途广泛多样,主要运用于:

      1、工业及化工业;

      2、农业;

      3、建筑业;

      4、食品业及医药业;

三、具体运用案例8/5000  

1、工业及化工业:

     (1)石灰是重要的化工原料。如苏打、苛性钠、漂白粉、碳化钙(电石)、磷肥、钙、肥氮肥、氢氧化钙及各种钙化合物等等,制造时都离不开石灰。例如:熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏、石灰砂浆等,用作涂装材料和砖瓦粘合剂。纯碱是用石灰石、食盐、氨等原料经过多步反应制得(索尔维法)。利用消石灰和纯碱反应制成烧碱(苛化法)。

     (2)作为一种添加剂,石灰粉在造纸、制塑、油漆等行业都有着广泛的用途。例如:制造玻璃时常用石灰岩磨成粉作为配料,为的是增强玻璃的耐热性和机械强度以及对化学羹品的抵抗性。

     (3)可作填充剂,例如:用作环氧胶黏剂的填充剂。

     (4)还可用于耐火材料、干燥剂;例如:锅炉停用保护剂,利用石灰的吸湿能力,使锅炉水汽系统的金属表面保持干燥,防止腐蚀,适用于低压、中压、小容量汽包锅炉的长期停用保护。


     (5)在制革工巢中利用石灰岩作皮节加工,也就是将皮革去毛和软化。

     (6)在石油工业中用石灰净化和中和石油液。 

     (7)在冶金工业中用石灰做冶金调渣剂、冶金助熔剂。

     (8)石灰可以用来软化硬水。即与水中的碳酸氢舞相化合而使它成为碳酸钙沉淀下来。 还可用于酸性废水处理及污泥调质;在化工厂生产过程中产生的污水, 有的水体呈酸性, 就可用撒入熟石灰在处理池中中和酸性物质。 因为从经济利益出发, 熟石灰也较为便宜。 所以为许多化工厂采用来处理酸性污水。

     (9)用作分析试剂,气体分析时用作二氧化碳吸收剂,光谱分析试剂,荧光粉的助熔剂,高纯试剂用于半导体生产中的外延、扩散工序,实验室氨气的干燥及醇类脱水等;



2、农业:

     (1)可配制农机1、2号胶和水下环氧胶黏剂,还用作与2402树脂预反应的反应剂。

     (2)在制糖工业中利用石灰净化甘蔗汁或甜菜汁

     (3)石灰岩粉或石灰也可直接放在土壤中来改良土壤的性质,中和酸性土壤等。是优良的土壤改良剂和钙肥。

     (5)在日常使用的农具、工具(凿子、刨刃)如长时间不用,容易生锈。平时把上述物品放在盒内,并装半盒石灰,就可防止生锈。



3、建筑材业:

     (1)水泥速凝剂。

     (2)石灰乳和砂浆 消石灰粉或石灰膏掺加大量粉刷。用石灰膏或消石灰粉可配制石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆,用于砌筑或抹灰工程。

     (3)石灰稳定土 将消石灰粉或生石灰粉掺人各种粉碎或原来松散的土中,经拌合、压实及养护后得到的混合料,称为石灰稳定土。它包括石灰土、石灰稳定砂砾土、石灰碎石土等。石灰稳定土具有一定的强度和耐水性。广泛用作建筑物的基础、地面的垫层及道路的路面基层。

     (4)硅酸盐制品 以石灰(消石灰粉或生石灰粉)与硅质材料(砂、粉煤灰、火山灰、矿渣等)为主要原料,经过配料、拌合、成型和养护后可制得砖、砌块等各种制品。因内部的胶凝物质主要是水化硅酸钙,所以称为硅酸盐制品,常用的有灰砂砖、粉煤灰砖等

     (6)墙面装饰。 

     (7)美化环境。例如:夏季,厕所是苍蝇繁殖的场所,如果预先在厕所墙根和边缘地方撤些石灰,就可抑制蝇蛆的繁殖和蔓延。在街道两旁或庭院住宅的树身上刷些石灰水,有美化环境.杀死病虫害的奇效功能。因为雨后一切低洼处集水后,是蚊子繁殖后代的地方。这时在水中投入几块生石灰,即可杀死孑不,能防止疟疾、乙型脑炎等疾病的传播。任何木制家具都怕潮湿和其它鼠咬、虫蛀的损坏,尤其是箱、柜之类。因为受潮的时间长了,底板就可能翘裂,腿部就可能腐朽。如果在木器内放些花椒,可防止老鼠咬毁;放些卫生球或樟脑可防止蛀虫,放些石灰可防止蚂蚁和避免潮湿。  

4、    

     (1)用作植物油脱色剂;在制糖工业中利用石灰净化甘蔗汁或甜菜汁。因为在制糖过程中要用氢氧化钙来中和糖浆里的酸,然后再通入二氧化碳使剩余的氢氧化钙变成沉淀过滤出去, 这样才能减少糖的酸味

     (2)药物载体

     (3)食品加工,极纯的石灰粉甚至可用于食品业和制药业用作药物载体,特别适用于膨化食品、香菇、木耳等土特产的加工。例如谷类早餐和钙片等添加剂。生活中也能巧用石灰。例如:要想把油腻的油瓶洗干净,可先放少量的熟石灰到瓶里,再倒入热水(水不要太热,以防瓶子炸裂),用竹筷或细木棒搅动,等水溶液出现混浊并浮物时倒出,用清水冲刷几次,就可以洗干净。新上市的柿子发硬,食时味觉麻木干燥。如果你想尽快品尝到它的滋味,可将手感发硬的柿子置于石灰水中浸泡一段时间取出,用清水冲洗干净。就能消除皮硬口涩的作用。在制作荞面河涝(一种面食)时,在揉面时少掺入一点石灰,压出来的河涝坚韧细长,久泡不易在汤中溶化。



四、注意事项

1、使用操作过程时间越短越好,放置在包装容器内的适当处,起到密封吸湿的作用。

2、存放在干燥库房中,防潮,避免与酸类物接触。

3、运输过程中避免受潮,小心轻放,以防止包装破损而影响产品质量。

4、禁止食用,万一入口,用水漱口,并立即求医。(切记不能饮水)。

5、生石灰不应与易燃、易爆及液体物品一起储运,以免发生火灾和爆炸事故。

一、石灰作干燥剂,到底吸收了多少水分,吸收率是多大,可以根据气体状态方程进行计算:

                         PV=nRT。

 这种联系压力、体积和温度三者间关系的方程式叫做气体状态方程式,并且气体在低压下。      

 其中n:代表气体的克分子数;

          V:是n克分子气体在温度T和压力P时所占有的体积;

          R:气体常数。R值除与P及v的单值有关外,与P和v的大小及气体种类均无关系。绝对符合PV二nRT状态方程式的气体称为理想气体。


石灰吸收水分,水分又是大气中气体的组成成份之一,通过计算知道,石灰做干燥剂只能吸收一定量的水份,而并非所有水分,所以要求严格干燥的物料不能用石灰。 石灰具有吸潮性能这是公认的事实,当然还吸收其他气体。这是固体对气体的吸附作用。是发生在石灰表面的物理化学过程。化学吸附过程和物理吸附过程并没有严格的界线。我们不能认为某一吸附过程只有物理吸附而没有化学吸附,反之也一样。我们应该考虑两种吸附过程在整个吸附过程中同时存在,特别是石灰吸附过程更应如此。吸附水与石灰表面最活泼的原子间形成化合物,由于化学键的饱和程度不同,石灰表面与周围水分子的作用能力也不同,伴随着水分子被吸附,通常放出大量的热,这是化学吸附的表现,或者说水合作用的表现。


随着吸附的进行,吸附强度逐渐降低,表面活性中心逐渐减少,但吸附仍在进行,这是物理吸附过程。石灰是活泼的物质,只有吸收了一定量的水分,达到反应的化学值,水合作用才能进行,所以游离水分也必然存在。游离水分在石灰中起着两种作用:维持气体和液体的平衡,石灰从空气中吸收了水分变成游离水分,称为吸附作用。使空气中的水分减少,石灰中的水分增加。游离水分跑到空气中去称为介吸,使空气中的水分增加,石灰中的水分减少。当吸附量和介吸量相等时,就达到了一种动的平衡状态,游离水份的存在就能维持这种平衡状态,维持化学反应的平衡。如:CaO+H;O=CaOH,水分多反应进行得快,水分少反应进行得慢,游离水分保证了水合作用的进行,水合作用的进行,使游离水分减少,石灰又能从空气中吸收水分维持平衡时对游离水分的需要。所以石灰能在较长的时间内做干燥剂。



二、化合水。化合水是生石灰在变成熟石灰的过程中进行化合反应所需要消耗掉的那些水分。根据基本反应①,石灰从氧化态变成氢氧化物状态所需要的水分。化合反应是个不可逆过程,所形成的化合物是相当稳定的,化合水分已经成了石灰组成的。 酒精在蒸馏塔中蒸馏提纯,当酒精含量达到5%时,形成了共沸点混合物,无论用多大的回流比增加蒸馏时间,还是增加塔的高度和层次都不能得到纯酒精。人们利用石灰的吸潮性吸收掉酒精中这约5%的水分,形成为稳定的氢氧化物,把吸掉水分的酒精再蒸馏就得到了纯无水酒精。

2、建筑工程中

       由于石灰饱吸水分后变成了强碱性的氢氧化物,氢氧化物作用于水分具有胶滞性,作粘接剂,人们用来粉刷墙壁,配成砂浆粘接砖瓦等。在建筑上称为气凝性粘接剂,多年来一直是建筑行业中的廉价粘接剂,得到了广泛的应用。最近几十年,在公路建设中也利用它来稳定路基土,使路基土具有整体性和较高的抗压强度。现已经成为廉价而广泛应用的筑路材料。 基本反应①CaO+H2O一Ca(OH):+15 .54千卡是一个放热过程,该过程在一定条件下自动进行,并且在正常情况下不可逆。在这一过程中往往是人为地加入水分,促其变化迅速以达到施工目的。这并不排斥石灰自动地进行变化。石火具有吸潮性并且含有游离水分,就是石灰缓慢地自动地进行变化的过程。

通过总功或等压位的计算,都为负值,石灰从高能状态逐渐地向着低能状态变化,成为较为稳定的物质。 在工作实践中,往往不是让石灰自己吸潮发生变化,而是人为地加入水分,满足施工的需要,因为在建筑上需要膏状和乳状的石灰,自由吸水达不到那样的施工要求,而在石灰中加入水后反应是很激烈的。另一方面也是为了使石灰彻底熟化,促使石灰的反应彻底。在公路工程上与建筑行业使用石灰的目的和方式不尽相同,在公路工程上应根据工程的需要和施工方式掌握石灰的加水量,也要使石灰彻底消介达到充分利用。石灰熟化时放出大量的热,体积增大1—2.0倍。煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化较快,放热量和体积增大也较多。工地上熟化石灰常用两种方法:消石灰浆法和消石灰粉法。


生石灰熟化后形成的石灰浆中,石灰粒子形成氢氧化钙胶体结构,颗粒极细(粒径约为1μm),比表面积很大(达10~30 m2/g),其表面吸附一层较厚的水膜,可吸附大量的水,因而有较强保持水分的能力,即保水性好。将它掺入水泥砂浆中,配成混合砂浆,可显著提高砂浆的和易性。石灰依靠干燥结晶以及碳化作用而硬化,由于空气中的二氧化碳含量低,且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透,也妨碍水分向外蒸发,因而硬化缓慢,硬化后的强度也不高,1:3的石灰砂浆28 d的抗压强度只有0.2~0.5 MPa。在处于潮湿环境时,石灰中的水分不蒸发,二氧化碳也无法渗入,硬化将停止;加上氢氧化钙微溶于水,已硬化的石灰遇水还会溶解溃散。因此,石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用。

石灰在硬化过程中,要蒸发掉大量的水分,引起体积显著收缩,易出现干缩裂缝。所以,石灰不宜单独使用,一般要掺入砂、纸筋、麻刀等材料,以减少收缩,增加抗拉强度,并能节约石灰。石灰具有较强的碱性,在常温下,能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应,生成有水硬性的产物,产生胶结。因此,石灰还是建筑材料工业中重要的原材料。石灰起着胶结作用,像3:7灰土、混合砂浆、无熟料水泥等,除此以外它还具有吸潮、杀菌、增白等许多特点,在我们日常生活中也应用繁多:

    1.把生石灰放入水中化开,1一2天后,加适量水拌匀,用窗纱过滤后加入0.3%一0.5%的食盐和明矾,以增强石灰的附着力。再在石灰水中掺点蓝墨水,用来刷墙面,干后墙壁异常洁白。

      2.若想刷石灰彩色墙面,只要在石灰浆中掺入石灰重量1.5%的松烟,就可刷成灰色;掺入l0%一25%的黄土粉,就可刷成浅黄色;掺入1%一5%的铬绿或锌绿,就可刷成浅绿色;掺人5%一8%的红土粉;就可刷成粉红色。配制时应先试调小量灰浆,认为色泽满意时再正式调刷。      

 3.在工地上常利用墙面抹上水泥砂浆制成黑板进行宣传。这时用少花钱多办事的方法,利用石灰膏略兑少量胶水调成糊料 书写版面,能使字迹清晰、板面整洁、不怕雨淋。比粉笔要优越。




3、石灰的临床应用

      ①治疗慢性气管炎   取石灰0.5斤,加净水5斤,搅拌后沉淀24小时,取上清液,过滤。日服3次,每次20~30毫升。或再取    黄芩0.5斤,水煎两次去渣,将药液浓缩至200毫升左右,加入石灰液中,使成2000毫升,黄芩含量约10%。日服3次,每次20~30毫升。   

       ②治疗下肢溃疡   取陈石灰去浮污后研威细末,撒布创面。用时先将创面清洗干净;上药后再用硼酸油膏敷料外贴。如创口湿水淋漓,单用药粉即可。对久不收口的外伤,破烂的冻伤、烫伤等亦有疗效。

       ③治疗烧烫伤   取生石灰1斤放入盆内,加凉开水1250毫升,待石灰潮解成糊状时,将盆轻轻振荡使石灰沉底,取上层无渣石灰乳约500克,加入鸡蛋清8个搅拌成胶冻样,再加香油60毫升,拌匀即得"石灰乳膏"。使用时先用镊子将伤面浮皮拉平,水泡焦痂不要动,亦不用任何药液消毒;取大于伤面的纱布3~4层,摊上1~1.5厘米厚的石灰乳膏,贴于伤面,包扎固定,松紧适宜。48小时后药膏即凝固定型。如伤在颈部、腋下、腘窝时,上药要厚,包扎后在48小时内伤部不要屈曲,以防乳膏脱落,皮肤粘连。10~15天拆除纱布和石灰乳膏,可见水泡吸收,焦痂自行脱落。对烧烫面积较大,伤面已感染的病人,要及时控制感染,防止休克,保持水和电解质的平衡。   

              ④治疗头癣   取刚风化的石灰半碗,加水至1碗,搅拌后沉淀3分钟,取上层乳状液,加入桐油约4滴,用力搅拌,去多余水分使成膏状,外搽患部。治疗60余例,一般只搽数次即见效。

     ⑤治痔疾,肛门边肿硬,痒痛不可忍:风化石灰三两,芫花三两,灶突内黑煤二两,上药捣罗为末,分作两分于铫子内点醋炒,侯梢热,以帛裹熨之,冷则再换。(《圣惠方》)

⑥治大肠久积虚冷,每因大便脱肛,不能收入:石灰熬令热,以故帛裹,坐其上,冷即换。(《圣惠方》)

   ⑦治外伤性出血:陈石灰二两,冰片二钱,白矾二钱(煅)。将石灰炒黄,加入冰片及白矾,研成细末,撒于创面包扎即可。(徐州市《单方验方新医疗法选编》)

       ⑧去疣目:苦酒渍石灰六、七日,取汁滴点疣上。(《千金方》)

     ⑨治痄腮肿痛:醋调石灰敷之。(《简便单方》)

     ⑩治痰核红肿寒热,状如瘰疬:石灰火煅为末,以白果肉同捣贴之,蜜调亦可。(《活人心统》)



4、石灰深加工-制碱的应用

     工业: 制氢氧化钠 (Ca(OH) 2+Na2CO3=CaCO3↓ +2NaOH)、 漂白粉(2Cl+2Ca(OH) 2=CaCl2+Ca(ClO) 2+2H2O)

    (1)碳化法:将石灰石等原料煅烧生成石灰(主要成份为氧化钙) 和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳(主要成份为氢氧化钙),然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。

(2)纯碱(Na2CO3)氯化钙法:在纯碱水溶液中加入氯化钙,即可生成碳酸钙沉淀。

(3)苛化碱法:在生产烧碱(NaOH) 过程中,可得到副产品轻质碳酸钙。在纯碱水溶液中加入消石灰即可生成碳酸钙沉淀,并同时得到烧碱水溶液,最后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。

    (4)联钙法:用盐酸处理消石灰得到氯化钙溶液,氯化钙溶液在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化便得到碳酸钙沉淀。


(5)苏尔维(Solvay)法:在生产纯碱过程中,可得到副产品轻质碳酸钙。饱和食盐水在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化,便得到重碱(碳酸氢钠)沉淀和氯化铵溶液。在氯化铵溶液中加入石灰乳便得到氯化钙氨水溶液,然后用二氧化碳对其进行碳化便得到碳酸钙沉淀。


5、石灰农业生产中应用

       石灰能提高pH、稳定pH和抑制由光合作用导致pH过高(形成碳酸钙沉淀);提高碱度,增强水的缓冲性,并为藻类贮存和提供光合作用需要的二氧化碳,很多有益菌也需要一定的碱度(碱度过低,藻类活力很差,易倒藻;亚盐难以转化为硝酸盐);提高硬度:供应水生物营养;硬度与碱度关联很大,可抑制碱度过高(碱度过高,通常情况下水体中的二氧化碳也过多,比如渔业中会影响鱼的呼吸)吸收水体中过量的游离态二氧化碳。因为多雨区域水源的硬碱度都很低;鱼塘底pH值很低当饲料残饵和粪便等有机物在分解过程中会降低碱度;饲料中过多的磷会与钙一起形成沉淀;同时大量有机质的氧化分解(水呼吸)及生物呼吸会产生大量的二氧化碳,一方面降低pH,同时降低鱼血液携氧效率。

       一、消毒杀菌功能 在广大农村, 猪舍、 鸡舍打扫后常撒一些熟石灰粉末来消毒。 冬季公路两边树木都刷上一米多高的石灰浆, 来保护树木, 杀菌, 防止春天树木生病虫。 种植食用菌时, 也需要用一定浓度的石灰水来给种植的土壤杀菌。

       二、 鸡蛋保鲜作用 鸡蛋是有生命的, 它在不断地进行呼吸, 呼出二氧化碳、 吸入氧气。 当把鲜鸡蛋放入石灰水中, 鸡蛋壳上出现许多小气泡,是鸡蛋呼出的二氧化碳气体, 这时二氧化碳气体与石灰水反应, 生成碳酸钙沉淀, 落下来堵塞鸡蛋壳上的小孔, 使氧气不能再进入鸡蛋内, 鸡蛋就不能再进行呼吸作用了,没有了氧气,鸡蛋内就不能进行缓慢氧化,它也就不容易变质成坏蛋,可以保存较长时间。


       三 制作皮蛋 在皮蛋的制作过程中, 可用熟石灰作配方, 一般皮蛋制作配方中含有的物质是: 氢氧化钠、食盐、 氢氧化钙、 茶叶、 水等。

       四 改良酸性土壤 在土壤里, 由于有机物分解会产生有机酸, 矿物风化也可能产生酸性物质, 使用硫酸铵、 氯化铵化肥, 也会使土壤呈酸性。 农作物在土壤的生长环境是中性或接近中性的土壤, 如果土壤显酸性太强时, 作物一般就难于生长了, 这时可撒熟石灰来降低土壤酸性, 使土壤适合农作物的生长, 并促进微生物的繁殖。 同时熟石灰中的钙元素还可作为植物生长所需的微量元素。


      五 配制农药农村在果树除病虫中可用一定量的熟石灰和硫酸铜配成波尔多液来杀菌除虫, 波尔多液是一种天蓝色的粘性液体。 1885 年首先用于法国波尔多城而得名。 这种用于果树和蔬菜的天蓝色粘稠的悬浊液农药,是通过其中的铜元素来消灭病虫害的。 其中不仅利用了氢氧化钙能与硫酸铜反应的性质,也利用了氢氧化钙微溶于水的特点使药液成粘稠性,有利于药液在植物枝叶上附着。另外氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成难溶于水的碳酸钙,也有利于药液附着于植物表面一段时间不被雨水冲掉。杀虫效果好,而对农作物的药害较小。

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