Đá vôi

Đá vôi là một loại đá trầm tích carbonate thường bao gồm các mảnh xương của các sinh vật biển như san hô, foraminifera và động vật thân mềm. Vật liệu chính của nó là các khoáng chất canxit và aragonit, là các dạng tinh thể khác nhau của canxi cacbonat (CaCO₃). Một loại đá có liên quan chặt chẽ là dolomite, chứa tỷ lệ cao của khoáng chất dolomit, CaMg(CO₃)₂. Trong các ấn phẩm USGS cũ, dolomite được gọi là đá vôi magiê, một thuật ngữ hiện được dành riêng cho các dolomit thiếu magiê hoặc đá vôi giàu magiê.

I. GIỚI THIỆU VỀ ĐÁ VÔI

Đá vôi là loại một loại đá trầm tích, về thành phần hóa học chủ yếu là khoáng vật canxit và aragonit (các dạng kết tinh khác nhau của cacbonat canxi CaCO3). Đá vôi ít khi ở dạng tinh khiết, mà thường bị lẫn các tạp chất như đá phiến silic, silica và đá mácma cũng như đất sét, bùn, cát, bitum... nên nó có màu sắc từ trắng đến màu tro, xanh nhạt, vàng và cả màu hồng sẫm, màu đen.

Đá vôi nhiều silic có cường độ cao hơn, nhưng giòn và cứng. Đá vôi đôlômit có tính năng cơ học tốt hơn đá vôi thường. Đá vôi chứa nhiều sét (lớn hơn 3%) thì độ bền nước kém. Travertin là một loại đá vôi đa dạng, được hình thành dọc theo các dòng suối; đặc biệt là nơi có thác nước và quanh suối nước nóng hoặc lạnh. Tufa, đá vôi xốp được tìm thấy gần các thác nước hay là được hình thành khi các khoáng chất cacbonat kết tủa ra khỏi vùng nước nóng. Coquina là một đá vôi kết hợp kém bao gồm các mảnh san hô hoặc vỏ sò.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

• Đá vôi có độ cứng 3
• Khối lượng riêng 2.600 ÷ 2.800 kg/m3
• Đá vôi là chất có cường độ chịu nén cao ở  1700 ÷ 2600 kg/cm2 và độ hút nước là  0,2 ÷ 0,5%.

III. ỨNG DỤNG

• Đá vôi được sử dụng để sản xuất xi măng;
• Làm cốt liệu cho bê tông, dùng trải mặt đường ô tô, đường xe lửa, và dùng trong các công trình thủy lợi nói chung.
• Được dùng làm nguyên liệu để sản xuất vôi;
• Sử dụng làm cốt liệu cho nền đường;
• Bột đá vôi còn được dùng làm chất độn trong các sản phẩm như kem đánh rang hoặc sơn.
• Ứng dụng trong xử lý khí thải SO

IV. ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ KHÍ THẢI

Đặc biệt, đá vôi (CaCO3), vôi nung CaO hoặc sữa vôi [Ca(OH)2)] được áp dụng rộng rãi trong quá trình xử lý khí thải SO2. Phương pháp đem lại hiệu quả xử lý cao, nguyên liệu rẻ.

Nếu sử dụng sữa vôi Ca(OH)2 sẽ giúp hiệu suất xử lý khí SO2 tăng lên đến 85 – 90%, sức cản khí động của hệ thống không vượt quá 20 mm H2O.  Và đây là một trong những phương pháp được sử dụng khá rộng rãi trong các quá trình xử lý khí thải.

V. TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG

Phương pháp xử lý khí thải chứa SO₂ bằng đá vôi được diễn ra như sau:

Trong tháp hấp thụ, dòng khí thải chứa SO2 đi từ dưới đáy tháp lên trên qua bộ phận phối khí, dòng dung dịch hấp thụ đi từ trên xuống dưới thông qua hệ thống giàn phun. Khi SO2 tiếp xúc với dòng dung dịch hấp thụ thì sẽ xảy ra quá trình hấp thụ SO2 tạo thành thạch cao, dòng khí sạch sẽ đi qua bộ khử ẩm rồi đi ra ngoài, còn dung dịch sau hấp thụ sẽ được trộn với dung dịch hấp thụ mới và sẽ tiếp tục được sử dụng cho đến khi nồng độ thạch cao trong dung dịch trên 60% thì sẽ được tách ra nhờ hệ thống tách thạch cao.

• Quá trình hấp thụ diễn ra theo phương trình như sau:

2SO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HSO₃)₂
Ca(HSO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaSO₃ + 2H₂O

• CaSO3 là chất rắn ít tan nên dễ dàng lắng xuống đáy và được xử lý bằng cách chôn lấp.
• Khí sạch ra ở đỉnh tháp được tách ẩm, sau đó được đưa ra ngoài môi trường.

Nguyên liệu vôi được sử dụng hoàn toàn, cụ thể là cặn bùn từ hệ thống xử lý thải ra có thể được sử dụng làm chất kết dính trong xây dựng sau khi chuyển sunfit thành sunfat trong lò nung.

Ưu điểm của phương pháp này

• Công nghệ đơn giản, chi phí ban đầu không lớn, có thể chế tạo thiết bị bằng các vật liệu thông thường, không cần đến vật liệu chống axit và không chiếm nhiều diện tích xây dựng.
• Hiệu quả xử lý cao, tiêu tốn chất hấp thụ ít và điện năng tiêu thụ thấp.
• Độ tin cậy và có giá trị lợi ích cao, sản phẩm có độ ổn định cao.

Hiện nay, một loại hệ thống xử lý khí SO2 bằng sữa vôi hiện đại hơn được áp dụng ở Nhật Bản. Trong hệ thống này sản phẩm cuối cùng thu được là thạch cao thương phẩm.