Forni per la produzione di calce e gesso
Forni per la produzione di calce e gesso
La fig.1 rappresenta una fornace per la produzione della calce a partire dal carbonato di calcio: la reazione CaCO3 → CaO + CO2 avviene a circa 900°C con il calore prodotto dalla combustione di legname caricato direttamente sotto il calcare. La calce inumidita subisce un processo di carbonatazione per reazione con l'anidride carbonica atmosferica. Avvengono le seguenti reazioni:
CaO + H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
sulle quali si basa l'uso della calce come cementate. Il gesso, anch'esso un materiale cementante noto fin dall'antichità, veniva prodotto in forni come quello rappresentato in fig.2. La reazione 2CaSO4 · H2O → (CaSO4)2 · H2O + 3H2O avviene a temperature attorno ai 125°C. Il materiale viene quindi riscaldato nei forni in modo indiretto. Il solfato di calcio emi-idrato così ottenuto “fa presa” in quanto avviene la reazione opposta a quella soprascritta.
Processi moderni
Nelle fornaci da calce tradizionali, il combustibile bruciava al di sotto del calcare da calcinare. La temperatura di queste fornaci decresceva dal basso verso l'alto ed il prodotto finale conteneva ancora molto del composto di partenza.
I moderni forni per la produzione di calce evitano questo inconveniente bruciando il combustibile all'interno della massa del calcare. Essi lavorano in continuo. Alcuni forni usano carbon coke che, mescolato al calcare, è fatto cadere nei forni in controcorrente all'aria comburente. I combustibili gassosi vengono invece introdotti nella parte bassa del forno appena sopra il libello di introduzione dell'aria. L'ossido di calcio è prelevato in continuo in forma polverosa alla base dei forni.
Il gesso viene prodotto attualmente soprattutto in forni rotanti orizzontali. Il minerale è introdotto dall'estremità calda (120-180 °C) del forno e procede verso l'altra estremità sospinto dalla coclea interna. Si hanno impianti che producono fino a 600 t al giorno di gesso.
Tecnologie antiche
Sono probabilmente due delle prime scoperte dell'uomo legate entrambe all'uso deliberato del fuoco. Il materiale di partenza per la fabbricazione della calce, il calcare, era di facile reperimento. La polvere bianca che se ne otteneva per riscaldamento aveva la proprietà di ridiventare dura ed impermeabile, soprattutto se inumidita. Diluita in acqua fu usata per millenni per impermeabilizzare i muri di fango e per tenerne lontani gli insetti. Per costruzioni più importanti di una capanna la calce impastata con sabbia, con pozzolana, o argilla è stata usata come cementante e per intonaci. Il gesso ha avuto una storia meno importante ma legata ad usi più raffinati: stucchi, decorazioni, stampi.