تُعتبر كلمة الكلس هي كلمة مختصرة من كلمة كالسيوم ولا تعني الكالسيوم الموجود في العظام بأجسامنا، لكنها تعني الكالسيوم الموجود في الصخور والرخام، حيث أنّ الكلس يُعرف بأنّه نوع من أنواع الصخور، كما تُشير كلمة "الكلس” إلى المنتجات التي يتم الحصول عليها من الحجر الجيري المحروق (المكلس)، مثل الجير الحي والجير المطفأ، فالحجر الجيري هو صخر رسوبي وفير طبيعي يتكون من مستويات عالية من الكالسيوم وكربونات المغنيسيوم أو الدولوميت (الكالسيوم وكربونات المغنيسيوم).
يتم استخراج الكلس إلى جانب كميات صغيرة من المعادن الأخرى من المحاجر والمناجم الجوفية حول العالم، كما أنّ الكلس أو الحجر الجيري هو أحد مركبات الحجر القلوي الأبيض، ويتكون من أكسيد الكالسيوم، أو هيدروكسيد الكالسيوم ، ويتم الحصول عليه بعدة طرق، بما في ذلك طريقة تسخين الحجر الجيري الموجود في الطبيعة، والذي يتم إنتاجه عن طريق حرق الحجر الجيري في درجات حرارة عالية جدًا بين
900-1300 درجة مئوية، وتختلف خصائص الجير حسب نوع الحجر الجيري.
كما أنّ الجير عبارة عن حجر جيري أرضي، وهو من الأحجار الطبيعية أو الصخور التي تستخدم أساسًا لتقليل تآكل التربة، لأنّه يتكون من كربونات الكالسيوم النقية، بينما يتكون الحجر الجيري الدولوميتي من خليط كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم، ويوجد في مناطق بحرية ضحلة وهادئة ذات طقس دافئ، وخاصةً بين خط عرض 30 درجة شمالاً وخط عرض 30 درجة جنوباً، ومن أبرز الأماكن التي يوجد بها الحجر الجيري البحر الكاريبي والخليج العربي وخليج المكسيك والمحيط الهندي.
تعد الكهوف أيضًا من أهم الأماكن التي يوجد بها الكلس أو الحجر الجيري، كما يوجد العديد من العوامل التي تؤثر بشكل مباشر على حجر الكلس بما في ذلك معدل الكالسيوم الحر الموجود في الجير، وكذلك كمية أو محتوى الجير الحر، وبعد معالجة الكلس تنتج المنتجات التي يتم الحصول عليها من الحجر الجيري بقدرة فريدة على العودة إلى شكلها الكيميائي الأصلي، وتتكون دورة الكلس من الاحتراق الأول للحجر الجيري لتشكيل الحجر الجيري.
يمكن بعد ذلك إنتاج الجير المطفأ عن طريق إضافة الماء إلى الكلس في هذه المرحلة، حيث يتفاعل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أو من العمليات الصناعية مع الجير المطفأ لتحويله مرة أخرى إلى حجر جيري، كما تسمى هذه المرحلة هذه الدورة تسمى دورة الكلس، حيث يمكن تمديد الوقت اللازم لتحويل الجير الحي أو الجير المطفأ إلى الحجر الجيري أو الكلس من أقل من ساعة بمساعدة بعض العمليات الصناعية إلى عدة سنوات إذا تم تركها في الظروف الجوية.[1]
استخدامات الكلس
يوجد العديد من الاستخدامات التي يكون فيها الكلس أو الجير كمكون رئيسي ، وفوق ذلك عملية البناء، لأنّه يعتبر من المواد والعناصر الأساسية المستخدمة في البناء وينقسم إلى قسمين رئيسيين وهما الحجر الجيري الهيدروليكي، ويستخدم هذا النوع مع الماء، بينما يستخدم الجير غير الهيدروليكي مع الماء، ويطلق على الجير الهيدروليكي اسم الجير السريع، حيث ينتج عن طريق حرق الحجر بشرط احتوائه على كربونات الكالسيوم.
كان الحجر الجيري من أكثر المواد استخدامًا في أواخر القرن التاسع عشر وأواخر القرن العشرين، حيث تم استخدامه لبناء محطات السكك الحديدية والبنوك وغيرها من المرافق، ويستخدم حاليًا كواجهة خارجية لناطحات السحاب، ومن أبرز استخدامات الكلس ما يلي:
مادة خام لإنتاج الجير من أكسيد الكالسيوم، وهيدروكسيد الكالسيوم، والأسمنت ومدافع الهاون.
يعمل على تغيير مفعول التربة الحمضية وتعديلها مرة أخرى.
يتم تكسير الكلس أو طحنه، ثم استخدامه كقاعدة صلبة للطرق والخرسانة الإسفلتية.
كما يعتبر الكلس أفضل مادة لتشكيل مكامن البترول والنفط.
يتحكم في مستوى تلوث الهواء وينظف المداخن من خلال التفاعل مع ثاني أكسيد الكبريت، وفي بعض الحالات يتم استخدامه لإنتاج الزجاج.
كما يضاف إلى العديد من المواد المستخدمة يومياً مثل معجون الأسنان والورق والبلاستيك والطلاء والبلاط.
يمكن أن يمنع الانفجارات التي يسببها غاز الميثان في مناجم الفحم تحت الأرض.
يضاف الكلس بعد الترشيح والتنقية للخبز والحبوب كمصدر للكالسيوم.
يتم استخدامه لاستعادة المحتوى المعدني المستنفد والمنخفض وزيادة قلوية المياه النقية من أجل تقليل حدوث تآكل وأكسدة الأنابيب.
يتم استخدامه في الأفران العالية من خلال تفاعله وربطه بثاني أكسيد السيليكون والشوائب الأخرى للتنقية من الحديد.
يتم استخدامه لصنع التماثيل والنقوش الخشبية
