كل شىء عن الحجر الجيرى (كربـونـات الكالسيوم) CaCo3

§        التعريف :

 

هو الصخر الذى يستخلص منه الجير (Lime) ويطلق على الصخور التى تحتوى على (50%) أو أكثر من الكالسيت          أو الدولوميت على أن تكون نسبة الكالسيت هى الغالبة . وعندما يحتوى الحجر الجيرى على أكثر من (10%) من الدولوميت يسمى بالحجر الجيرى الدولوميتى .

ويتزايد الطلب بصورة فائقة على الحجر الجيرى عندما تزيد نسبة الكالسيت فيه عن (95%) ويحتوى الحجر الحجر الجيرى غالباً على بعض المعادن غير الكربونيتية مثل فتات البراكين وعلى حبيبات السيليكا أو الطين وعلى بقايا الأصداف والهياكل والعظام وأسنان الأسماك وعلى بعض المعادن الكربونيتية مثل الارجونيت . ويشكل الحجر الجيرى حوالى (20%)            من الصخور الرسوبية للقشرة الأرضية .  

 

 

§     الخواص الطبيعية والتركيب الكيميائى :

 

 

تتدرج ألوان الحجر الجيرى بين الأبيض والأصفر والبنى والوردى والأحمر وأحياناً اللون الأسود. كذلك يتفاوت نسيج الصخر, فقد يكون نسيجاً سكرياً أو نسيجاً سهل التفتت أو نسيج عضوى يحتوى على أحافير وبقايا الكائنات الحية. ويتحول الحجر الجيرى نتيجة عمليات الحرارة والضغط إلى حجر الرخام الذى يتميز بصلابته وجمال ألوانه بحيث يستخدم كحجر من أحجار الزينة . ويمكن إستعراض أهم الخواص الطبيعية والتركيب الكيميائى للحجر الجيرى من خـلال الجـدول التالــى :- 

 

 

 

 

الخواص الفيزيائية		التركيب الكيميائي
اللون	أبيض	النسبة	العنصر
المخدش	ابيض	38-42%	Lime (CaO)
البريق	زجاجي	20-25%	Silica (SiO2)
الصلابة	3-4	2-4%	Alumina (Al2O3)
الكثافة النوعية	2.5- 2.65كجم/سنتيمتر	1.5 to 2.5%	Other Oxides like Na, Mg
التشقق	في ثلاث اتجاهات	30-32%	Loss On Ignition (LOI)
امتصاص الماء	أقل من 1%
المسامية	قليلة
إجهاد الضغط	1800-2100 كجم/سم2

 

 

 

§        تواجـده في الطبيعة :

 

يتكون الحجر الجيرى بطرق ترسيب آلية أو كيميائية أو عضوية ونجد أن بقايا الكائنات الحية هى أهم المصادر الرئيسية لمحتويات الحجر الجيرى. ووجد أن أكثر صخور الحجر الجيرى قد تترسب فى مناطق إستوائية إلى شبه إستوائية,          وفى بيئات ضحلة يقل عمق الماء فيها عن (15متر) حيث يتوفر فيها الضوء والحرارة والمواد الغذائية.

 

 

§        أنواع الحجر الجيرى :

 

 

الحجر الجيرى يتكون أساسا من معدن الكالسيت ( كربـونات كـالسيوم ) ويعرف

أحيانا بالحجـرالجيرى الكيميائـى تمييزا لـه عن الحجر الجيرى العضوى .

ومن أهم أنواع الحجر الجيرى :-

 

(1)- الحجر الجيرى العضوى :

 

         وهو يحتوى على كمية كبيرة من الأصداف والعظام والمواد الهيكلية .

 

(2)- الحجر الجيرى الفتاتى :

 

         وهو الذى يتكون من حبيبات الكالسيت ذات الأصل القارى .

 

(2)- الحجر الجيرى الكيميائى :

 

وينتـج هذاالحجرعن طريق ترسيب كربونات الكالسيوم الذائبة فى مياه البحار تحت ظروف درجـة الحرارة وبالتالى كمية البخـر ونقص حامضية المياه وكمية ثانـى أكسيد الكربون الذائبة والأس الأيدروجينى (PH) حيث تساهم          كل من نقص ثانى أكسيد الكربون ( وبالتالى زيادة قاعديتها ) فى تريب كربونات الكالسيوم  ..

         ومن أهم أنواع الحجر الجيرى الكيميائى ما يلـى :-

 

1-     الحجر الجيرى البطروخى (Olitic Limestone)

 

ويتكون من حبيبات صغيرة ( فى حدود 2مم أو أقل ) كروية الشكل تشبه بطارخ السمك وقد تحتوى هذه الحبيبات        على أنوية دقيقة من الرمل .

 

2-     الهوابط والصواعد (Stalactites & Stalagmites)

 

وهـى مـن أنـواع الصخـور الجيـرية التـى تتكــون على هئية أعمـدة

مخروطية الشكل مدلاة من أسقف الكهوف ( هوابط  stalactites )

أو قائمة على أرضية الكهـوف ( صواعـدStalagmites  ) ويتكون

هـذا النـوع من الصخـور الجيريـة نتيجة لتطايــر غـاز ثانــى أكسيـد

الكربون من المياه الأرضية الذائب فيها بيكربــونـات الكالسيوم .

 

3-     الترافرتين (Travertine)

 

وهو حـجـر جـيرى ذو درجــة كبيرة من المسامية ينتــج من تـرسيب

كـربـونـات الكالسيوم ( كالسيوم ) من المياه الباطنية حول الفوارات

والينابيع الحارة (Hot Spring) . 

 

 

§        الاستخدامـات :

 

يعتبر الحجر الجيرى من أهم الخامات المعدنية التى تدخل كمادة رئيسية أو ثانوية فى كثير من المجالات الصناعية أهمها :

 

1-     صناعة الأسمنت البورتلندى :

 

حيث يمثل الحجر الجيرى الهيكل الأساسى لهذة الصناعة حيث يخلط مع المواد المعدنية اللافلزية التى تعد وتعالج كيميائياً. ويشكل الجير المادة الرئيسية فى هذة الصناعة بحيث لاتقل نسبته عن (76%) .

 

2-     صناعة كربونات الصوديوم اللامائية أو رماد الصودا :

 

يستخدم الحجر الجيرى النقى لإنتاج هذه المادة الهامة لصناعة الزجاج وصناعة التنظيف والتطهير وتتم العملية بتفاعل ثانى أكسيد الكربون الناتج عن الكلسنة مع كلوريد الصوديوم والأمونيا .

 

3-     كمادة مساعـدة فى مصاهر الحديـد والفولاذ :

 

تحتوى خامات الحديد غالباً على مادة السيليكا والأمونيا كشوائب، وتتم إزالتها بإضافة الحجر الجيرى أو الجير كمادة رئيسية. وقد وجد أن (410 كجم) من الحجر الجيرى مطلوبة لإنتــاج طن واحد من الحديد .

 

4-     صناعة الصوف الصخرى :

 

تحتوى يصهر الحجر الجيرى الطينى غير النقى فى فرن ويسحب الخبث الناتج عن طريق فتحة ضيقة ثم ينفخ الناتج بقوة كبيرة بالبخار حتى يعطى خيوطاً من سيليكات الكالسيوم يتم تجميعها فى هيئة صوف صخرى يستخدم كعازل للحرارة .

 

5-     صناعة الجير :

وهى صناعة متعارف عليها منذ قرون وفيها يعرض الحجر الجيرى للحرق (الكلسنة) حيث يفقد ثانى أكسيد الكربون        و (44%) من وزنه مخلفاً وراءه أكسيد الكالسيوم (الجير الحى) وهو عبارة عن بودرة تدخل فى كثير من الصناعات الكيميائية . وتحتاج هذةه العملية إلى درجة حرارة تتراوح بين (1000م - 1100م) ومن أهم صفات الجير الحي        قوة انجذابه للاتحاد بالماء مع إعطاء حرارة عالية وينتج من ذلك الجير المطفأ الذى يستخدم فى صناعة مواد البناء وتثبيت المباني أو ككساء للمنازل، كذلك يستخدم فى صناعة الزجـــاج وصناعة الورق .

 

6-     صناعة الحشوات المعدنية :

 

يعد الحجر الجيرى من أهم المعادن المستخدمة كحشوات معدنية فى كثير من القطاعات لسهولة طحنه وقلة إمتصاصه للزيوت وسرعة إمتزاجه ولعدم تسببه فى تآكل الأجهزة. كما يستخدم فى صناعة لفات القار الخاصة بتغطية الأسقف وجدران الخزانات لعزلها عن التسرب. ويدخل الحجر الجيرى فى الصناعات البلاستيكية اللازمة لصناعة القوارب والسيارات وفى صناعة أدوات السباكة والكهرباء وقطع الأثاث وتستخدم بودرة الحجر الجيرى الصلب فى صناعة    المطاط . كما يستخدم الحجر الجيرى أيضاً كمادة مساعدة على التمدد ف�