石灰的炼制_科普之友

烧制石灰
　　
　　明朝诗人于谦有一首有名的《咏石灰》：“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。”诗中作者借“石灰”来抒写自己不畏艰难，不怕牺牲，甘愿贡献自己一切的坚强意志和高尚情操，表现出一种大义凛然的气魄。
　　
　　石灰石是一种广泛分布的矿物，色青灰，质坚硬，化学成分为碳酸钙（CaCO3）。这首诗就描绘了开采石灰石，烧制生石灰整个过程：先将石灰石敲碎，在石灰窑内经高温煅烧，便制得雪白的生石灰CaO。后者与水作用生成白色粉状的熟石灰（或消石灰）Ca(OH)2，再遇空气中的CO2又生成白色的CaCO3。石灰石经一系列物理——化学变化，尽管“粉身碎骨”，总保持自身的“洁白”不染。
　　
　　生石灰可以用石灰岩、白云石甚至牡蛎、蚌壳来烧制，它们的主要成分都是CaCO3。生石灰不但是应用广泛的建筑材料，还是最主要的钙肥，生石灰中和土壤中酸性的能力很强，可以迅速矫正土壤酸度。此外，生石灰还有杀虫、灭草和土壤消毒的攻效。
　　
　　石灰的消化和硬化
　　
　　1.石灰的消化
　　
　　工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消(熟)石灰—氢氧化钙，这个过程称为石灰的“消化”，又称“熟化”；这一过程常在灰坑中进行。
　　
　　熟化过程的特点：体积剧烈膨胀；放出大量热。
　　
　　陈伏：当石灰中含有过火生石灰时，它将在石灰浆体硬化以后才发生水化作用，于是会因产生膨胀而引起崩裂或隆起现象。为消除此现象，应将熟化的石灰浆在消化池中储存2～3周，即所谓陈伏。陈伏期间，石灰膏表面有一层水，以隔绝空气，防止与CO2作用产生碳化。
　　
　　2.石灰的硬化
　　
　　石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面几个同时进行的过程来完成的：
　　
　　(1)干燥作用：游离水分逐渐蒸发。
　　
　　(2)结晶作用：随着游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。
　　
　　(3)碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合，生成碳酸钙结晶，水分释出并被蒸发：碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作用在没有水分的全干状态下不能进行。
　　
　　其实在我们的日常生活中也有石灰消化和硬化的例子：如氧化钙加水可以煮鸡蛋、“方便热”饭盒底部加水后可以加热饭菜等利用的就是石灰消化放出的热量；而氢氧化钙和水组成的石灰乳粉刷墙壁利用的是石灰的硬化，所以粉刷墙壁后，如果在室内点燃一堆柴火可以加速墙壁石灰的碳化（燃烧放出热量和CO2）。