کاربرد و فرآوری سنگ آهک در صنعت آهن و فولاد

سنگ آهک در صنعت آهن و فولاد یک سنگ رسوبی طبیعی است و به وفور یافت می شود و از مقادیر زیادی پودرکربنات کلسیم (CaCO3) به شکل کلسیم معدنی تشکیل شده است. برخی از سنگهای آهکی ممکن است حاوی درصد کمی کربنات منیزیم (MgCO3) باشند. این سنگهای آهکی به سنگهای آهکی دولومیتی نیز معروف هستند.سنگ آهک همچنین یک ماده معدنی صنعتی بسیار مهم است. خواص شیمیایی آن، آن را به یک ماده معدنی ارزشمند برای طیف وسیعی از مصارف صنعتی و تولیدی تبدیل کرده است. سنگ آهک نیز یکی از مواد اولیه حیاتی است که در تولید آهن و فولاد استفاده می شود.

طبق تعریف، سنگ آهک در صنعت آهن و فولاد سنگی است که حداقل ۵۰٪ کربنات کلسیم به صورت کلسیت از نظر وزن دارد. ممکن است ذرات کوچکی از کوارتز (سیلیس)، فلدسپات (آلومینوسیلیکات ها)، مواد معدنی رسی، پیریت (سولفید آهن)، سیدریت (کربنات آهن) و سایر مواد معدنی مرتبط با سنگ آهک نیز وجود داشته باشد. تمام سنگهای آهکی حداقل چند درصد مواد دیگر را در خود دارند. ناخالصی های موجود در سنگ آهک شامل سیلیس (SiO2) ، آلومینا (Al2O3) ، اکسید آهن (Fe2O3) ، گوگرد (به عنوان سولفید یا سولفات) ، فسفر (P2O5) ، ​​پتاس (K2O) و سودا (Na2O) است. سیلیس و آلومینا اصلی ترین ناخالصی های سنگ آهک هستند. سنگ آهک مورد استفاده در ساخت آهن باید حداقل دارای ۸۵٪ کربنات کلسیم و درصد کمی آلومینا باشد. به همین ترتیب، سنگ آهک مورد استفاده در ساخت فولاد باید حداقل ۹۲٪ کربنات کلسیم و درصد بسیار ناخالصی سیلیس داشته باشد.

موارد اصلی استفاده از سنگ آهک در صنعت آهن و فولاد عبارتند از: تصفیه گاز دودکش و تصفیه لجن و فاضلاب. این ماده همچنین جزء component سرباره مصنوعی است. سنگ آهک به طور معمول به سه شکل استفاده می شود.

• سنگ آهک خام، که همچنین شکل طبیعی سنگ آهک است.
• سنگ آهک کلسینه شده، یا آهک زنده و
• –         سنگ آهک هیدراته.

هنگامی که از سنگ آهک به عنوان ماده شار استفاده می شود، از سنگ آهک خام یا سنگ آهک کلسینه استفاده می شود. آهک هیدراته معمولاً از آهک زنده با کلسیم زیاد تولید می شود و حاوی ۷۲٪ تا ۷۴٪ اکسید کلسیم با ۲۳٪ تا ۲۴٪ آب با ترکیب شیمیایی است.

فرآوری سنگ آهک

پس از استخراج سنگ آهک، قبل از استفاده از آن در فرآیندهای مختلف، باید چندین فرآیند انجام شود. فرآیندهای اصلی تولید سنگ آهک عبارتند از:

• کلوخه سنگ آهک خام
• تهیه سنگ آهک استخراج شده برای استفاده از طریق خرد کردن و به اندازه دلخواه درآوردن
• بدست آوردن سنگ آهک خام محتوی کربنات کلسیم بالا از فرآیند پردازش
• پردازش سنگ آهک با کلسیم بالا با هیدراتاسیون برای تولید آهک هیدراته
• حمل و نقل.

همه این مراحل ممکن است برای هر سنگی لازم نباشد.

اصولاً از سه نوع فرآورده سنگ آهک در کارخانه های آهن و فولاد استفاده می شود.

• (اول) محصولات آهکی خام،
• –        (2) محصولات آهکی کلسینه یا آهک زنده
• –        (3) محصولات آهکی هیدراته

مراحل پردازش سنگ آهک برای این محصولات در زیر شرح داده شده است.

فرآیند اول در معادن سنگ آهک یا پودرکربنات کلسیم انجام می شود که در آن سنگ معدن تحت خردایش و غربالگری استخراج می شود تا قسمتهای مختلف سنگ از هم جدا شود. در کارخانه آهن و فولاد، در بعضی از نقاط، سنگ آهک خام بیشتر فرآوری می شود. به عنوان مثال در آسیاب چکشی تا اندازه  ۳ میلی متر خرد می شوند (به طور کلی در محدوده ۸۵٪ تا ۹۰٪).

از آنجا که یک واکنش شیمیایی گرمازا، به انرژی قابل توجهی نیاز دارد. هنگامی که سنگ آهک گرم می شود، کربنات کلسیم طبق معادله زیر تجزیه می شود:

CaCO3 = CaO + CO2+ حدود ۴۲٫۵ کیلوکالری گرما

تصفیه سنگ آهک در صنعت آهن و فولاد یک فرآیند شلیک تک مرحله ای ساده است که در یک کوره عمودی یا کوره دوار انجام می شود. که این شامل پنج مرحله فرآیند است. این موارد ۱٫ انتقال گرما از محیط به سطح ذرات، ۲٫هدایت گرما از سطح به جلو واکنش، ۳٫ سینتیک شیمیایی در جلو، ۴٫ انتشار CO2 از طریق لایه اکسید متخلخل به سطح و ۵٫  به محیط منتقل می شود.

سنگ آهک به داخل کوره شارژ می شود و در حالی که از طریق کوره پیشرفت می کند، در حال تجزیه یا کلسینه شدن است. تجزیه     CaCO3 از ۸۱۰ درجه سانتیگراد شروع می شود.

در کوره شستشو در دمای گرم Tgas توسط تابش و همرفت (نماد ‘h’) به سطح جامد در دمای Tsurface منتقل می شود. با استفاده از هدایت حرارتی (A) گرما از طریق لایه اکسید نفوذ می کند تا به جبهه واکنش، جایی که دما Trc است برسد. از آنجا که آنتالپی واکنش چندین برابر بیشتر از انرژی داخلی است، گرمای جریان یافته بیشتر به هسته در طول واکنش ناچیز است. بنابراین دمای هسته فقط کمی کمتر از دمای جلو است. پس از تأمین گرما، ثابت واکنش شیمیایی (k) پس از آن اتفاق می افتد که نیروی محرک آن انحراف فشار جزئی CO2 از تعادل است. CO2 آزاد شده از طریق لایه اکسید متخلخل به سطح پخش می شود و در نهایت از طریق همرفت  به محیطی که فشار جزئی CO2 سطح p وجود دارد، منتقل می شود. خصوصیات شیمیایی و فیزیکی آهک تحت تأثیر تخلیه است که به نوبه خود تحت تأثیر رسانایی، ضریب انتقال جرم و نفوذ لایه آهک است.

برای محتوی کلسیم سنگ آهک و نداشتن هسته باقیمانده سنگ آهک غیر تصفیه شده، ضروری است که گرمای عرضه شده به سطح سنگ آهک از طریق انتقال گرمای رسانا به هسته نفوذ کند. دمای ۹۰۰ درجه سانتیگراد حداقل برای مدت کوتاهی در هسته باید بدست آید زیرا جو داخل ماده CO2 خالص است. سطح سنگ آهک برای حفظ گرادیان دمایی مورد نیاز و غلبه بر اثر عایق بندی مواد کلسینه شده در سطح سنگ آهک، باید بیش از ۹۰۰ درجه سانتیگراد گرم شود. با این حال، هنگام تولید آهک زنده، دمای سطح نباید از ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد تا ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد تجاوز کند زیرا در غیر این صورت تبلور مجدد CaO رخ می دهد و منجر به واکنش کمتری می شود و در نتیجه خاصیت ذوب آهک زنده را کاهش می دهد.

برای انتقال گرما از گازهای احتراق به سطح سنگ آهک یا کربنات کلسیم و سپس از سطح به هسته سنگ آهک یا کلوخه کربنات کلسیم، زمان احتباس یا ماندگاری خاصی لازم است. قطعات بزرگتر سنگ های حاوی کربنات کلسیم نسبت به قطعات کوچکتر به زمان بیشتری برای سنگ زنی احتیاج دارند. اصولاً ماشین حساب در دمای بالاتر باعث کاهش زمان ماند می شود. با این حال ، دمای بیش از حد بالا بر واکنش محصول تأثیر منفی می گذارد.

از چندین نوع مختلف کوره برای فرایند کلسیمی شدن استفاده می شود. این کوره ها می توانند کوره های دوار یا کوره های شافت باشند. نوع کوره انتخابی شدیداً به ویژگی های سنگ آهک، میزان تولید پیش بینی شده، هزینه سوخت، هزینه های سرمایه گذاری، سوخت موجود، شرایط محلی، زیرساخت ها و موارد دیگر بستگی دارد. به طور کلی، کلیه داده ها از جمله آزمایشات آزمایشگاهی باید قبل از انتخاب کوره شستشو ارزیابی شوند.

کوره های دوار، با یا بدون پیش گرم کننده، معمولاًسنگ آهک در صنعت آهن و فولاد را با اندازه مواد بین ۱۰ میلی متر تا ۵۰ میلی متر پردازش می کنند. تعادل گرمایی این نوع کوره ها تا حدودی توسط تلفات زیاد ناشی از گازهای خارج از کوره و از طریق پوسته کوره طبقه بندی می شود. مقادیر معمول برای تلفات خارج از گاز در حدود ۲۵٪ و برای تلفات پوسته کوره در حدود ۲۰٪ از کل گرمای مورد نیاز است. فقط حدود ۶۰٪ از انرژی سوخت وارد شده به کوره پیش گرم کننده برای فرآیند تخلیه استفاده می شود.

انواع کوره

دو نوع کوره وجود دارد که برای سنگ زنی سنگ آهک یا کلوخه کربنات کلسیم استفاده می شود. یا کوره های شافت عمودی هستند یا کوره های دوار افقی. بسته به نوع کوره، اندازه بارسنگ آهک در صنعت آهن و فولاد متفاوت است. در کوره های عمودی، سنگ آهک به سمت پایین حرکت می کند و گازهای داغ از طریق سنگ آهک به سمت بالا جریان می یابند، بنابراین سنگ ها باید به اندازه کافی بزرگ باشند تا بتوانند مسیر عبور گازهای احتراق به سمت بالا را فراهم کنند. این کوره ها معمولاً از اندازه های سنگ آهک یا کلوخه کربنات کلسیم از ۱۳۰ میلی متر تا ۲۰۰ میلی متر استفاده می کنند. در این نوع کوره ها، افزایش دما باید کند باشد و بنابراین مدت زمان ماندن مواد در داخل آنها طولانی است. کوره های عمودی کم مصرف هستند، اما ظرفیت کمی دارند. در کوره های افقی، بدنه کوره می چرخد و باعث می شود سنگ آهک ریزش کند و تمام سطوح را در معرض گاز داغ قرار دهد. اندازه معمول سنگ آهک یا کربنات کلسیم دانه بندی شده برای این نوع کوره ها از ۲۵ میلی متر تا ۴۰ میلی متر است. یکنواختی اندازه سنگ آهک برای شارژ کوره برای فرآیند یکسان سازی بسیار مهم است. اما، از نظر عملی، اندازه گیری دقیق به دلیل غربالگری چندگانه مورد نیاز، گران است. سنگ آهک با ابعاد کوچک مانند ۶ میلی متر و کوچکتر با درصد مشخصی از  سنگدانه ریز در کوره افقی، تمایل پیدا می کند تا از نظر جرمی از بین برود، بنابراین باعث می شود که ذرات در معرض گازهای گرم قرار بگیرند. این فرآیند منجر به قرار گرفتن در معرض ذوب شدن و در نتیجه کاهش کیفیت آهک زنده می شود. در کوره های عمودی، وجود اندازه بسیار کم سنگ آهک، حفره های بین سنگ آهک را مسدود می کند، با عبور گاز تداخل می کند و در نتیجه با انتقال حرارت، باعث تخلیه می شود. بعلاوه، ذرات کوچک سنگ آهک (کمتر از ۳ میلی متر) تمایل به تخریب دارند و باعث ایجاد ریزدانه هایی می شوند که باید توسط گردگیر جمع شوند.

اندازه و درجه بندی سنگ آهک

در طی فرآیند کلسینه شدن، تفکیک سنگ آهک به طور معمول از سطح به داخل سنگ آهک پیشرفت می کند. هرچه اندازه سنگ آهک بزرگتر باشد، کلسینه آن دشوارتر است و همچنین به زمان بیشتری نیاز دارد. طیف گسترده ای از توزیع اندازه ذرات در خوراک کوره نیز با توزیع گرما در کوره تداخل دارد. سنگهای کوچک بین حفره های ایجاد شده توسط سنگهای بزرگ در کوره های شافت جمع می شوند، بنابراین مانع از کشش و جریان شعله احتراق و گازها می شوند. همچنین، در حین آهک زدن طیف وسیعی از اندازه های سنگ آهک، دمایی که اندازه های کوچکتر را به اندازه کافی و بیش از حد تخلیه کلسیمی می کند، فقط پوسته خارجی سنگ آهک را با ابعاد بزرگتر کلسیمی می کند. از این رو، سنگهای آهکی با درجه بندی محدود، مستقل از اندازه، خیلی راحت تر کلسیم می شوند. اندازه سنگ آهک نیز یکی از عناصر حیاتی در فرآیند تخلیه است. وقتی سنگ آهک وارد کوره می شود، در معرض گازهای گرم داخل کوره قرار می گیرد. سرعت نفوذ گرما به درجه حرارت سنگ آهک و گازهای اطراف آن بستگی دارد. بعلاوه، نفوذ گرما به سنگ آهک زمان می برد. هرچه اندازه سنگ آهک کوچکتر باشد، زمان نفوذ گرما نیز کوتاهتر است. در مورد سنگ آهک پودر شده یا پودر کربنات کلسیم، این زمان می تواند کسری از دقیقه باشد.

ساختار بلوری و چگالی سنگ آهک 

ساختار کریستالی سنگ آهک بر میزان تشدید، مقاومت داخلی سنگ آهک و همچنین اندازه کریستال CaO موجود در آهک تأثیر می گذارد. بلورهای کوچکتر در هنگام تشدید جمع می شوند، بلورهای بزرگتری تشکیل می دهند، بنابراین باعث جمع شدن و کاهش حجم می شوند. دمای بالاتر کوره به روند جمع شدن کمک می کند. هر چقدر جمع شدن بیشتر باشد، حجم محصول نهایی نیز بیشتر است. تراکم سنگ آهک و ساختار بلوری آن تا حدودی با هم مرتبط هستند. شکل بلورها فضای خالی بین بلورها و در نتیجه چگالی سنگ آهک را تعیین می کند. حفره های بزرگتر باعث عبور راحت گازهای CO2 در هنگام کلسیمی شدن می شود، اما همچنین منجر به کاهش حجم نیز می شود. برخی از انواع سنگهای کربنات کلسیم دار به دلیل ساختار بلوری، در فرآیند کلسیمی شدن از هم می پاشند. این نوع سنگهای آهکی برای سنگ زنی مناسب نیستند. انواع دیگری از سنگ آهک وجود دارد که برعکس رفتار می کنند و در حین کلسیمی شدن بسیار متراکم می شوند به طوری که از خروج CO2 جلوگیری می کنند و غیر متخلخل می شوند. بنابراین تاکید می شود، این نوع سنگهای آهکی برای تخلیه مناسب نیستند.

دمای کلسینه شدن

دمای کلسیمی شدن سنگ آهک با فشار اتمسفر و در اتمسفر ۱۰۰٪ CO2 از حدود ۸۱۰ درجه سانتیگراد شروع می شود. تفکیک مواد به تدریج از سطح خارج به سمت سطح داخلی پیش می رود. برای نفوذ به فضای داخلی سنگ آهک، دمای بالاتر لازم است. دما به افزایش بیشتری نیاز دارد تا بتواند هسته سنگ آهک را جدا کند. هرچه اندازه سنگ آهک بیشتر باشد، دمای مورد نیاز برای جداسازی هسته بیشتر خواهد بود زیرا فشار داخلی در حال افزایش است و گاز CO2 فرار آن را انجام می دهد. افزایش دما تأثیر بسیار بیشتری نسبت به احتباس دما بر میزان تفکیک اعمال می کند. بعلاوه، دمای نظری مورد نیاز برای کلسینه حدود ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد است. با این وجود، در عمل، دمای حفظ شده در کوره بسیار بالاتر است (حدود ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد). دمای مناسب در کوره به اندازه سنگ آهک و همچنین نوع کوره و نوع سوخت مصرفی بستگی دارد. اپراتور کوره به طور معمول آزمایش می کند تا درجه حرارت دقیق را برای اندازه و کیفیت خاص سنگ آهک در صنعت آهن و فولاد مورد استفاده تعیین کند. به طور کلی بهتر است از کمترین دما با کمترین زمان اقامت ممکن استفاده شود تا به کلسینه کامل برسد. دمای بالاتر باعث افزایش انقباض و کاهش حجم می شود. همچنین دمای بالاتر پتاسیمی باعث کربناسیون سطح سنگ آهک کلسینه شده، با حضور CO2 آزاد شده از سنگ و همچنین محصول احتراق می شود که باعث غیر متخلخل بودن آهک و در نتیجه واکنش پذیری کمتر آن می شود.

میزان افزایش دما 

افزایش دما باید به تدریج و یکنواخت باشد. هنگام استفاده از سنگ آهک با ابعاد بزرگ (۱۰۰ میلی متر تا ۱۵۰ میلی متر) از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هنگام محاسبه سنگ آهک یا کلوخه کربنات کلسیم با ابعاد بزرگ، لازم است که سنگ آهک یا کربنات کلسیم در طول فرآیند متخلخل باقی بماند. با افزایش دما، لایه خارجی سنگ کربنات کلسیمی تا دمای جدا شدن گرم می شود، جایی که CO2 از سنگ آهک فرار می کند و باعث می شود مجاری مویرگی باعث آهک متخلخل شود. با فرار کردن گاز، حجم آهک تا ۴۰٪ کاهش می یابد. این جمع شدن حجم باعث محدود شدن عبور گاز از مرکز سنگ آهک شده و از خروج گاز اضافی CO2 جلوگیری می کند. اگر مدت زمان ماندن مواد زیاد باشد، ترکیب CaO و CO2 به CaCO3 (کربناسیون) را در دمای بالاتر از ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد تسهیل می کند. اگر افزایش دما بسیار سریع باشد، لایه بیرونی سنگ آهک در صنعت آهن و فولاد خیلی سریع کلسینه می شود. با افزایش دما، سطح قطعات سنگ آهک کوچک شده و منافذ ایجاد شده در اثر خروج CO2 بسته می شوند. این باعث افزایش فشار داخلی در داخل سنگ آهک می شود. از آنجا که گاز نمی تواند خارج شود باعث انفجار و تجزیه سنگ آهک می شود. این منجر به تولید باطله های ناخواسته می شود که کیفیت آهک زنده حاصل را کاهش می دهد.

زمان تصفیه

ملاحظه می شود که صرف نظر از نوع سنگ آهک و کیفیت آن، دمای سوزش بالاتر و دوره طولانی تر پتاسیم باعث ایجاد آهک سریع تری می شود که دارای چگالی زیاد، تخلخل کم و واکنش پذیری شیمیایی کم است. عکس این امر در دمای پایین سوزاندن با مدت زمان کمتر کلسینه و در نتیجه تولید آهک های بسیار واکنشی مطلوب، نرم و با انقباض و چگالی کم و تخلخل زیاد اتفاق می افتد. ترشح سنگهای کوچک و بزرگ از نظر گرمایش نسبی و زمانهای تشدید مستقیماً با مربع ضخامت (یا قطر متوسط ​​برای سنگهای با شکل غیر منظم) متناسب است. زمان ماندن در کوره به اندازه سنگ آهک و همچنین پودرکربنات کلسیم محتوی آن بستگی دارد اندازه سنگ آهک مهمترین عنصر برای تشدید است. هنگامی که سنگ آهک وارد کوره می شود، در معرض گازهای گرم درون کوره قرار می گیرد. سرعت نفوذ گرما بر اساس اختلاف دما در سنگ آهک و دمای گازها و علاوه بر این اختلاف دما، برای نفوذ گرما به سنگ آهک بستگی دارد. هرچه اندازه سنگ آهک کوچکتر باشد، زمان نفوذ حرارت نیز کوتاهتر خواهد بود. درمورد سنگ آهک پودر شده، این زمان می تواند کاهش یابد اگر احتباس خیلی کوتاه باشد، هسته سنگ آهک بدون تاثیر باقی می ماند، در حالی که سطح خارجی آن کلسینه می شود. اگر زمان ماندن بیش از حد باشد، n  سطح قطعات سنگ آهک کوچک شده و گاز CO2  از منافذ ایجاد شده فرار می کند و یک سطح غیر قابل نفوذ تولید می کند. این نوع آهک را آهک سوزانده شده یا مرده می نامند. این آهک واکنش پذیری بسیار کمی دارد و به خوبی ذوب نمی شود. علاوه بر این، مدت زمان ماندگاری بیشتر به معنای تولید کمتر و هزینه های بالاتر تولید است.

غلظت CO2 در کوره 

غلظت CO2 در اتمسفر کوره با آزاد شدن آن از سنگ آهک در هنگام کلسیمی شدن افزایش می یابد. برای تصفیه مناسب، CO2 به طور مداوم حذف می شود. اگر CO2 از بین نرود، ترکیبی از غلظت CO2 بالا و دمای بالا باعث کربناسیون قطعات سنگ آهک شده و باعث تبدیل CaO به CaCO3 می شود. علاوه بر این، CO2  با ناخالصی های سنگ آهک نیز واکنش نشان می دهد.

واکنش شیمیایی

بین تخلخل، تراکم و توزیع اندازه منافذ رابطه متقابل وجود دارد. این عوامل تأثیر عمده ای بر خصوصیات قابل اندازه گیری استاندارد آهک زنده مانند واکنش پذیری، آهک موجود و توزیع اندازه ذرات و سطح آن دارند. مشاهده شده است که زمان ماندن ۱ ساعت تا ۴ ساعت تأثیر بسیار کمی دارد یا با تخلخل، سطح و واکنش در دامنه دمای کلسیناسیون از ۹۵۰ درجه سانتیگراد تا ۱۰۷۰ درجه سانتیگراد و تراکم عمده آهک ثابت است. دمای بیش از حد کلسیم و دوره های طولانی مدت کلسیم منجر به سوزاندن سنگ آهک می شود و این منجر به تولید آهک با واکنش پذیری کم می شود.

مشخصه جمع شدگی

پس از اجازه دادن به اتلاف آهک (LOI)، می توان انقباض آهک زنده را از تراکم سنگ آهک و آهک محاسبه کرد. این با فرمول

 S = 100 * {[100 / Ds- (100-L) / Dl] / 100 * Ds}  

محاسبه می شود در جایی که S درصد انقباض است، Ds  تراکم سنگ آهک بر حسب گرم در سی سی است،Dl  برابر است با تراکم آهک زنده در گرم در سی سی و L از دست دادن درصد اشتعال سنگ آهک است. جمع شدن سنگ آهک تأثیر عمده ای بر تراکم عمده بار سنگ آهک در کوره دارد. هرچه انقباض بیشتر باشد، حفره های موجود در بار سنگ آهک نیز کمتر هستند. این منجر به جمع شدن سنگ آهک در کوره می شود که منجر به افت فشار زیاد در بستر کوره می شود و تأثیر آن بر روی گازهای خروجی از کوره است.

کیفیت و نوع سوخت

کیفیت و نوع سوخت تأثیر عمده ای در کارایی کوره و کیفیت آهک تولید شده دارد. از سوخت های خام جامد مانند چوب، زغال چوب و زغال سنگ از سالیان بسیار ابتدایی استفاده می شود. از زغال سنگ خرد شده، گاز طبیعی و مازوت در کوره ها استفاده می شود. گاز طبیعی راحت ترین سوخت است. انتخاب نهایی سوخت نیز با توجه به ملاحظات زیست محیطی تعیین می شود زیرا برخی از سوخت ها آلودگی محیط زیستی بیشتری از طریق انتشار گازهای مضر دارند. به طور معمول، کوره های عمودی از روغن یا گاز طبیعی برای سوخت استفاده می کنند، در حالی که کوره های دوار افقی از زغال سنگ استفاده می کنند. با این حال، هر یک از دو نوع کوره می تواند از هر یک از این سوخت ها استفاده کند. روغن و زغال سنگ هر دو دارای درصد مشخصی از ترکیبات گوگردی هستند که می توانند از ۰٫۵ تا ۳ درصد متغیر باشند. گوگرد معمولاً در دمای مناسب با CaO ترکیب شده و سولفید کلسیم یا سولفات کلسیم تولید می کند. این امر به طور کلی در سطح مواد کلسینه شده اتفاق می افتد و باعث متخلخل نبودن ماده می شود، بنابراین واکنش پذیری آن کاهش می یابد. علاوه بر این، درصد زیادی از خاکستر در زغال سنگ باعث تجمع مواد نسوز در کوره دوار می شود، بنابراین در جریان بار سنگ آهک در کوره تداخل ایجاد می کند. کوره باید بصورت دوره ای خنک شود و خاکستر به صورت دستی از بین برود که عملیاتی بسیار خسته کننده و پرهزینه است. گاز طبیعی تمیزترین سوخت است و بیشتر در کوره های عمودی استفاده می شود.

سومین نوع فرآوری سنگ آهک شامل تولید آهک هیدراته است که یک پودر خشک است که با تصفیه آهک سریع با آب کافی حاصل می شود تا میل شیمیایی آن با آب را برآورده کند، در نتیجه اکسیدها را به هیدروکسید تبدیل می کند. برای گوگردزدایی گاز دودکش، ویژگی آهک هیدراته به ظرافت متوسط ​​افزایش یافته، سطح بالاتر و حجم بالاتر منافذ نیاز دارد. واکنش هیدراتاسیون از نظر شیمیایی ساده است اما به شدت گرمازا است و تولید گرمای آن در حدود ۲۷۶ کیلو کالری بر کیلوگرم است. واکنش CaO در زیر آورده شده است:

CaO + H2O = Ca )OH( 2 + گرما

برای مقایسه، گرمای حاصل از هیدراتاسیون ۱۰۰۰ تن آهک زنده با کلسیم بالا برابر است با مقدار کل گرمای در حدود ۳۵ تن ذغال سنگ.

اصطلاحات آبرسانی و شل شدن اغلب به جای هم استفاده می شوند. با این حال، یک تفاوت مشخص وجود دارد. هیدراتاسیون به طور معمول به عنوان فرایندی تعریف می شود که به موجب آن مقادیر استوکیومتری آب و آهک واکنش داده و یک محصول، هیدرات را که یک پودر خشک است، تشکیل می دهد. این ماده حاوی کمتر از ۱٪ رطوبت آزاد است و به صورت پودر از آن استفاده می شود. از طرف دیگر لق شدن به عنوان فرآیندی تعریف می شود که به موجب آن آهک با مقدار بیش از حد آب واکنش داده و دوغاب آهک را تشکیل می دهد که به صورت مایع اداره می شود.

هیدراتاسیون سریع مستعد تولید ذرات ریزتر است، زیرا  بلورهای هیدراته شانس کمتری برای جمع شدن دارند. با این حال، سریعترین واکنش لزوماً در بهترین شرایط نیست. در اصل یک واکنش آهک واکنش پذیر معمولی در سه مرحله مختلف ایجاد می شود. این مراحل به عنوان:

• جنبشی
• گذرا  
• انتشار

نامیده می شوند. فاز جنبشی به طور معمول بسیار کوتاه است (کمتر از ۱۰ ثانیه)، و یک افزایش شدید دما را نشان می دهد که می تواند تا ۵۰٪ از کل افزایش دما باشد. طول فاز گذرا (غالباً کمتر از یک دقیقه) به دلیل اندازه توده های آهک خورده به هیدراته می تواند تغییر کند. این یک تغییر قابل مشاهده از افزایش دما را نشان می دهد. در مرحله انتشار، درجه حرارت مجدداً به شدت افزایش می یابد تا اینکه به سرعت ثابت می شود تا پایان واکنش نشان داده شود.

مکانیسم هیدراتاسیون ذرات آهک نشان می دهد که پس از تماس اولیه با آب، واکنش در عرض چند ثانیه به شدت در اثر تماس بدون مانع آهک و آب شروع می شود. بعد از اینکه لایه اول آهک نیمه هیدراته روی سطح ایجاد شد، از آنجا که تمایل به باقی ماندن در نزدیکی سطح ذرات دارد، به عنوان سپر لایه های سریع آهک زیر آن عمل می کند. از این رو، لایه آهک تا حدی هیدراته، نفوذ آب را به تأخیر می اندازد. وقتی بلورهای Ca (OH) 2 به تدریج به شکل نهایی خود درآیند، شروع به جدا شدن می کنند. این عمل باعث بهبود نفوذ آب می شود که روند واکنش را از سر می گیرد. عامل دیگری که مهم است توسعه واکنش عملکرد توده آهک زنده است.