หินปูนเป็นวัตถุดิบหลักในการ ปูนซีเมนต์ การผลิต ต้องใช้หินปูนประมาณ 1.4 ถึง 1.5 ตันในการผลิตปูนซีเมนต์คลิงเกอร์ 1 ตัน ตามข้อมูลจากสำนักงานสถิติแห่งชาติ การผลิตปูนซีเมนต์ของจีนเกิน 2.3 พันล้านตันในปี 2019 และการบริโภคหินปูนประจำปีเกิน 2.8 พันล้านตัน
นอกจากนี้ รัฐวิสาหกิจ รัฐวิสาหกิจ และเอกชนขนาดใหญ่ยังครองส่วนแบ่งมากกว่า 80% ของอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ หน่วยงานเหล่านี้ควบคุมส่วนแบ่ง 90% ของสิทธิในการขุดทรัพยากรหินปูน ส่งผลให้ทรัพยากรหินปูนมากกว่า 90% ถูกใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์ที่มีมูลค่าต่ำ ส่งผลให้เกิดของเสียจำนวนมาก
ดังนั้น นอกเหนือจากการผลิตซีเมนต์แล้ว หินปูนยังมีการนำไปใช้งานขั้นสูงอื่นๆ อะไรอีก?
การผลิตแคลเซียมออกไซด์
แคลเซียมออกไซด์ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าปูนขาว ได้มาจากการนำหินปูนไปเผาที่อุณหภูมิสูง แคลเซียมออกไซด์มี 2 รูปแบบ ได้แก่ แบบก้อนและแบบผง โดยพิจารณาจากปริมาณแคลเซียมและแมกนีเซียม แคลเซียมออกไซด์สามารถแบ่งได้เป็นเกรดอุตสาหกรรมและเกรดอาหาร แคลเซียมออกไซด์เกรดอุตสาหกรรมแบ่งได้อีก 4 ประเภท ได้แก่ คลาส I สำหรับการสังเคราะห์ทางเคมี คลาส II สำหรับแคลเซียมคาร์ไบด์ คลาส III สำหรับพลาสติกและยาง และคลาส IV สำหรับการกำจัดซัลเฟอร์ออกจากก๊าซไอเสีย
แคลเซียมออกไซด์เป็นวัสดุเสริมที่สำคัญและเป็นวัตถุดิบพื้นฐานสำหรับเหล็กและพลาสติก มีแนวโน้มทางการตลาดที่ใหญ่หลวงในด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อม เช่น การบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรม การเผาขยะ และการกำจัดซัลเฟอร์ออกจากก๊าซไอเสีย แคลเซียมออกไซด์เป็นออกไซด์ด่างที่มีต้นทุนต่ำและถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในทางหลวง รถไฟความเร็วสูง การก่อสร้าง รวมถึงในอุตสาหกรรม (โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก การผลิตกระดาษ การผลิตน้ำตาล โซดาแอช อาหาร ยา วัสดุก่อสร้าง) เกษตรกรรม และสาขาอื่นๆ ทำให้เป็นวัตถุดิบพื้นฐานที่สำคัญ
การผลิตแคลเซียมไฮดรอกไซด์
แคลเซียมไฮดรอกไซด์เกิดจากการย่อยแคลเซียมออกไซด์กับน้ำ มีสูตรเคมีคือ Ca(OH)2 หรือเรียกกันทั่วไปว่าปูนขาว สารละลายในน้ำเรียกว่าน้ำปูนใส
แคลเซียมไฮดรอกไซด์มีคุณสมบัติทั่วไปของด่างและเป็นด่างที่เข้มข้น เนื่องจากแคลเซียมไฮดรอกไซด์มีความสามารถในการละลายต่ำกว่าโซเดียมไฮดรอกไซด์และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์มาก สารละลายจึงมีฤทธิ์กัดกร่อนและความเป็นด่างค่อนข้างต่ำ
ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นสารควบคุมความเป็นกรดในอาหารได้ โดยทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การบัฟเฟอร์ การทำให้เป็นกลาง และการแข็งตัว แคลเซียมไฮดรอกไซด์เกรดอาหารมีกิจกรรมค่อนข้างสูง มีโครงสร้างหลวม มีความบริสุทธิ์สูง มีความขาวดี มีปริมาณสิ่งเจือปนต่ำ และไม่มีธาตุที่เป็นอันตราย เช่น ตะกั่วและสารหนู
แคลเซียมไฮดรอกไซด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมการผลิตแคลเซียม โดยแคลเซียมกลูโคเนตเป็นผลิตภัณฑ์ที่พบมากที่สุด
แคลเซียมไฮดรอกไซด์สามารถใช้เป็นสารควบคุมความเป็นกรดในนมผงและครีมนมผง ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ตลอดจนในนมผงสำหรับทารก นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสารบัฟเฟอร์ สารทำให้เป็นกลาง และสารทำให้แข็งตัวในเบียร์ ชีส และผลิตภัณฑ์โกโก้ เนื่องจากแคลเซียมไฮดรอกไซด์สามารถปรับค่า pH และทำให้เกิดการแข็งตัว จึงใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ยาและสารเติมแต่งอาหาร เช่น การสังเคราะห์ไบโอแมทีเรียลที่มีเทคโนโลยีสูง เช่น HA การสังเคราะห์ฟอสเฟต VC สำหรับสารเติมแต่งอาหาร และการผลิตแคลเซียมไซโคลเฮกเซน แคลเซียมแลคเตต และแคลเซียมซิเตรต
นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารเติมแต่งในอุตสาหกรรมน้ำตาล การบำบัดน้ำ และสารเคมีอินทรีย์คุณภาพสูงอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ในการเตรียมสารควบคุมความเป็นกรดและแหล่งแคลเซียมในผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปจากเนื้อสัตว์ที่รับประทานได้ ผลิตภัณฑ์บุก ผลิตภัณฑ์เครื่องดื่ม และการสวนล้างลำไส้
อุตสาหกรรมแคลเซียมไฮดรอกไซด์ในบางประเทศพัฒนามาก่อนหน้านี้แล้ว โดยสหราชอาณาจักร สหรัฐอเมริกา เยอรมนี ญี่ปุ่น และเกาหลีใต้ ต่างก็มีผลผลิตต่อปีเกิน 10 ล้านตัน ประเทศเหล่านี้ส่วนใหญ่ผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและมีความขาวสูง เมื่อเปรียบเทียบกับประเทศเหล่านี้ กำลังการผลิตของบริษัทแคลเซียมไฮดรอกไซด์เกรดอาหารของจีนยังไม่เพียงพอ ผลิตภัณฑ์เกรดสูงไม่สามารถตอบสนองความต้องการของตลาดต่างประเทศได้เนื่องจากข้อจำกัดทางเทคนิค ทั้งปริมาณและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ยังตามหลังบริษัทต่างประเทศ
ดังนั้น จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพัฒนาธุรกิจแคลเซียมไฮดรอกไซด์ในประเทศจากจุดเริ่มต้นที่สูงและด้วยความเร็วสูง ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีปัจจุบันในด้านชีววิทยาในประเทศจีน สาขาการใช้แคลเซียมไฮดรอกไซด์จึงมีความกว้างขวางมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีความต้องการแคลเซียมไฮดรอกไซด์เกรดอาหารในปริมาณมหาศาล
การผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตนาโน
นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตหมายถึงสารตัวเติมอนินทรีย์ที่มีฟังก์ชันการทำงานที่มีขนาดอนุภาค 1-100 นาโนเมตร ใช้กันอย่างแพร่หลายในยาง พลาสติก กระดาษ หมึก สารเคลือบผิว วัสดุปิดผนึกและกาว ยา ยาสีฟัน อาหาร และสาขาอื่นๆ
การผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนในอุตสาหกรรมนั้นอาศัยการเผาเป็นหลัก โดยวัตถุดิบหลักๆ คือหินปูนที่มีปริมาณแคลเซียมคาร์บอเนตสูง กระบวนการผลิตประกอบด้วยการเผา การย่อย เผา การดัดแปลง การกระจาย และการทำให้แห้ง เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ผงขั้นสุดท้าย
ตัวอย่างเช่น บริษัท Shandong Donghua Technology Co., Ltd. แปรรูปหินปูนให้เป็นวัสดุใหม่ที่มีแคลเซียมเป็นส่วนประกอบคุณภาพสูง เช่น แคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโน ราคาแร่ปูนขาวซึ่งอยู่ที่ประมาณ 100 หยวนต่อตัน อาจเพิ่มขึ้นเป็น 3,000 หยวนต่อตัน และราคาแคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโนที่ใช้สำหรับอาหารอาจสูงถึง 10,000 หยวนต่อตัน
สถานะปัจจุบันของการขุดและการใช้ทรัพยากรหินปูนในประเทศจีน
จำเป็นต้องผสมผสานเงื่อนไขเฉพาะของการพัฒนาอุตสาหกรรมปัจจุบันและเทคโนโลยีผลิตภัณฑ์เข้าด้วยกัน เพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากทรัพยากรหินปูนได้อย่างคุ้มค่าและมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องกำหนดและแบ่งย่อยขีดจำกัดสูงสุดของเกรดหินปูนที่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์แต่ละชนิดเพื่อเพิ่มมูลค่าทรัพยากรหินปูนเกรดสูงให้สูงสุด
ตามการเปลี่ยนแปลงการไล่ระดับของปริมาณ CaO ในหินปูน
หินปูนคุณภาพสูงที่มีปริมาณมากกว่า 54% สามารถผลิตผลิตภัณฑ์แคลเซียมคาร์บอเนตเบาและแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนที่มีมูลค่าเพิ่มสูงได้ อุตสาหกรรมที่ใช้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ได้แก่ พลาสติกระดับไฮเอนด์ การทำกระดาษ สารเคลือบ ยา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อาหาร และอื่นๆ
หินปูนคุณภาพปานกลางที่มีปริมาณระหว่าง 49% และ 53% สามารถผลิตแคลเซียมออกไซด์และแคลเซียมไฮดรอกไซด์ที่ใช้งานได้ วัสดุเหล่านี้สามารถนำไปใช้ในตัวทำละลายทางโลหะวิทยา สารเคมี และอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร
หินปูนคุณภาพต่ำที่มีส่วนผสมของ 48% น้อยกว่า 481 สามารถผลิตปูนซีเมนต์ในอุตสาหกรรมก่อสร้างได้
การจัดจำหน่ายวัตถุดิบหินปูนให้กับอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องต่างๆ ตามปริมาณแคลเซียมออกไซด์ที่แตกต่างกัน จะทำให้ห่วงโซ่อุตสาหกรรมปิดสนิทอย่างสมบูรณ์ ซึ่งจะทำให้มั่นใจได้ว่าทรัพยากรจะมีคุณภาพสูง มีการใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ และมีมูลค่าสูงสุด รวมถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม