Kalkbrennen

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Unter Kalkbrennen versteht man jenen chemischen Vorgang, der aus Kalkstein durch thermische Behandlung Branntkalk erzeugt. Kalk gehört zu den ältesten und auch bedeutendsten Baustoffen.

Römischer Kalkofen aus dem 3. Jahrhundert bei Bad Münstereifel-Iversheim. Erkennbar ist die seit römischer Zeit nicht ausgeräumte Kalkfüllung, die erst nach der Ausgrabung teilweise entfernt wurde.

[Bearbeiten] Historisches

Bereits im Altertum war die Kunst des Kalkbrennens weit verbreitet. Als Brennstoff wurde ursprünglich Holz, Torf oder Kohle eingesetzt. Die ersten Einrichtungen dazu waren sogenannte Meiler, während später einfache Feldöfen ohne Ummauerung eingesetzt wurden.

Die älteste Zeugnisse der Kalkherstellung für die Verarbeitung in estrichartigen Böden von Kultanlagen stammen aus dem Bergtempel vom Göbekli Tepe in Anatolien und sind 11.000 Jahre alt. Das Brennen von Kalk war stets mit umfangreichen Eingriffen in den Waldbestand der Region verbunden.

[Bearbeiten] Beschreibung des Chemismus

CaCO₃-Entsäuerung in der DTA

Calciumcarbonat (CaCO₃, Kalk) gibt bei über 1000 °C Kohlenstoffdioxid (CO₂) ab und geht in Calciumoxid (CaO, Branntkalk) über. Diese Reaktion läuft in den Kalköfen ab.

Dem eigentlichen Kalkbrennen schließt sich der Vorgang des Kalklöschens an, wobei das Calciumoxid mit Wasser zu Calciumhydroxid (Ca(OH)₂, gelöschter Kalk) reagiert.

Der gelöschte Kalk wird dann in den unterschiedlichen Baustoffen eingesetzt, wo er unter Aufnahme von Kohlenstoffdioxid wieder zu Calciumcarbonat reagiert und dabei „aushärtet“.

Dieser Kreislauf ist unter "Technischer Kalkkreislauf" detailliert beschrieben.

[Bearbeiten] Technische Durchführung

Die Verfahrensweise hat sich aus technischer Sicht natürlich im Laufe der Geschichte immer wieder verändert. So wie in vielen anderen chemisch-technischen Prozessen, die früher, mehr oder weniger zwangsläufig, diskontinuierlich hergestellt wurden, basieren moderne, industrielle Verfahren auf kontinuierlichen Prozessen.

[Bearbeiten] Historischer Kalkofen

Kalktrichterofen

Befüllen des Kalkofens
Befeuerung
Austreiben von Wasser
Abdecken mit Lehm
Durchglühen

Der geglühte Kalk kann nach dem Abkühlen mit Wasser "gelöscht" werden.

[Bearbeiten] Moderne, industrielle Herstellung

Heutzutage wird Kalk in Form von Kalksteinen in vertikal arbeitenden Ring- oder Schachtöfen bzw. in Drehrohröfen oder Wirbelstromöfen auf etwa 900-1300°C erhitzt. Der Vorteil dieser Verfahren liegt neben der wirtschaftlicheren kontinuierlichen Fahrweise auch im verbesserten Stoff- und Energieaustausch zwischen fester und gasförmiger Phase.

[Bearbeiten] Heutige Kalkherstellung im Schachtofen

Heutzutage verwendet man zur Kalkherstellung große Schachtöfen, welche von oben fortlaufend mit einem Gemisch aus 90 % Kalkstein und 10 % Koks beschickt werden. Dieses Gemisch durchläuft, langsam nach unten rutschend, die verschiedenen Temperaturzonen des Ofens. Im unteren und mittleren Bereich des Schachtofens verbrennt der Koks und erzeugt die für die chemische Umsetzung erforderliche Temperatur. Unten wird der gebrannte Kalk über einen Drehkegel ausgetragen.

Für die die Kalkarten siehe: Kalk, Calciumoxid (gebrannter Kalk), Calciumhydroxid (gelöschter Kalk)