‏التصنيع :

‏كان الجير دائما سلعة رخيصة لأنه يمكن الحصول بسهولة على رواسب الحجر الجيري في كثير من المناطق . ويجري انتاجه من الحجر الجيري قرب مراكز الاستهلاك بحيث تكون اجور الشحن منخفضة . ويحصل على كربونات الكلسيوم والمغنزيوم من رواسب الحجر الكلسي ، او الرخام ، او الطباشير ، أوالدولوميت ، او اصداف المحار . ومن اجل الاستخدام الكيميائي يفضل ان يكون الحجر الجيري نقياً الى حد ما كمادة انطلاق بغية ارتفاع نسبة الكلسيوم في الجير الناتج . ويختار لإنتاج الجير مقالع الحجارة التي تنتج صخراً يحتوي علي نسب قليلة من شوائب السليكا ، او الطين ، او الحديد . لان الكتل التي توجد احيانا في الجير المطفأ هي نتيجة للتبدلات في اكسيد الكلسيوم بالذات بسبب الإفراط في التسخين مع بعض الشوائب التي تتأثر من هذا التسخين ، فتنتج مادة نصف متزججة خاملة نسبياً . وبالمقابل ، كثيرا ما يكون تكليس الحجر الجيري النقي تتويبا غير كاف ، فتبقى كل كربونات الكلسيوم في الجير . وعندها يطلق عليه تسمية الجير " الناقص الحرق " . وفيما يلي نورد التفاعلات المشاركة :

‏التكليس :

CaCO₃(c)←→ CaO(c) + CO₂(g)    DH₁₃₀₀ °c = + 4GJ/t of  lime produced

الإماهة hydration :                                           

 CaO(c) + H₂O (l) →Ca(OH)₂(c)                DH = - 66.5 KJ

‏يتقلص الحجم اثناء التكليس ، وبنتفخ اثناء الاماهة . تبلغ النسب العادية للوقود من اجل التكليس ، باستخدام الفحم القاري ، 3.23 ‏كغ من الجير لكل 1 ‏كغ من الفحم في افران المناوبة shaft kilns و 3.37 ‏كغ في الافران الدوارة .

‏كما شاهدنا فان تفاعل التكليس عكوس . فيكون ضغط تحلل التوازن لـ CO₂ تحت 650 ‏مئوية صغير جدا. ويزداد ضغط التحلل بين 650 ‏و 900 ‏بسرعة ويصل الى 101 kpa ‏عند 900 .

‏وفي معظم افران التشغيل ، يكون الضغط الجزئي لـ CO₂ في الغازات بالتماس المباشر مع خارج الكتل اقل من 101 kpa ‏، ولهذا السبب قد بحدث التحلل الاولي عند درجة حرارة ادنى الن حد ما من 900.

‏وربما تكون درجة حرارة التحلل في وسط الكتلة اعلى بكثير من 900 ‏، لان هناك ضغطا جزئيا لـ CO₂ ليس فقط مساويا او قريبا من اجمالي الضغط ، بل ايضا يجب ان يكون عاليا بما يكفي لدفع الغاز للخروج من الكتلة ، بحيث يعبر الى تيار الغاز .

‏يمكن تقسيم الحرارة اللازمة لتكليس الطن الواحد من الجير المنتج الى جزئين : حرارة محسوسة لرفع حرارة الصخر الى درجة حرارة التحلل ، والحرارة الكامنة للتفكك . تبلغ كمية الحرارة النظرية اللازمة لإنتاج طن واحد من الجير ( اذا سخن الصخر فقط الى 900 ‏مئوية ) ، حوالي 4‏.1 GJ الحرارة المحسوسة و 2.7 GJ للحرارة الكامنة .

‏تحتاج عمليات التكليس الفعلية ، لاعتبارات عملية كحجم الكتلة والزمن ، لتسخين الصخر الى ما بين 1200 ‏و 1300‏^ه وبذلك تزداد متطلبات الحرارة المحسوسة بحوالي 370 KJ وبالتالي تقترب متطلبات العملية من 4 GJ / طن من الجير المنتج في فرن عمودي . تكون كمية الحرارة المحسوسة حوالي 40 ‏% ‏، والباقي حرارة كامنة .

وفيما ملي تظهر الصورتين 1‏-1 ‏و 2- 1 ‏تسلسل الخطوات المرتبطة بالتصنيع في الفرن :

‏- تفجير الحجر الجيري من سطح المقلع او احيانا من عروق تحت الارض ‏ونقله من المقلع الى المطاحن ، في سكك حديدية صناعية عادة .

- تفتيت وتصنيف الحجارة في فك كسارة لفّافة .

‏- النخل لفصل مختلف الحجوم .

‏- نقل الحجارة الكبيرة ( 10 ‏- 20 ‏سم ) بالعربات الى اعلى الفرن العمودي

‏- نقل الصخور الصغيرة ( دون الـ 10 ‏سم ) الى الفرن الدوار .

‏- نقل فتات الحجر الجري لطحنها الى مسحوق ناعم من اجل الزراعة ‏وأغراض اخرى .

‏- حرق الحجر الجيري حسب الحجم في افران عمودية لإنتاج الجر الحي ، او في افران افقا دوار. لإنتاج الجر الناعم .

‏الصورة 1-1 ‏. جهاز Dorrco Fluosolide لإنتاج الجير هن مسحوق الجير او من كدارة كربونات الكلسيوم. يظهر الرسم مفاعلا من خمس حجرات .

‏الصورة 2- 1 ‏. مركبات المغنزيوم المنقاة من مياه البحر في جنوب سان فرنسيسكو .

‏- تعبئة الجمر النهائي في براميل ( 80 ‏-120 ‏كغ ) او في صفائح من الحديد او نقلها الى جهاز الاماهة .

‏- إماهة الجير .

‏- تعبئة الجير المطفأ في أكياس ورقية سعة 25 ‏كغ .

‏يكلس تقريباً كل الجير المنتج في الولايات المتحدة في افران دوارة . وقد تصل طاقة هذه الافران الى 1600 طن / يوم . يبلغ طول الفرن 45 ‏- 60 ‏م بقطر 5 ‏م تقريبا . وتبلغ نسبة القطر الى الطول من 1: 10 ‏ الى 1 : 12 .

‏يصنع الفرن الدوار من الخارج من الفولاذ الثقيل ويبطن من الداخل باجر مقاوم للصهر . وهو مائل بمقدار 4 % ‏ويدور بعكس عقارب الساعة بسرعة 0.6- 2 ‏دورة

د . يسخن الحجر الجيري مسبقا لتخفيف استهلاك الوقود وقد تكون حرارته 980 ‏مئوية عندما يدخل الفرن . تؤمن كمية الحرارة للتسخين المسبق بالهواء والغازات الحارة الخارجة من الفرن . تعمل هذه الافران بالفتاتات او بالكتل الصغيرة للحجر الجيري ، او الرخام ، او بكدارة كربونات الكلسيوم المرسبة الرطبة ، واي منها يعمل على كبح فعالية حرق الوقود وانتظامه في الفرن العمودي. تتميز الافران الدوارة بطاقة عالية وتنتج جيرا من اكثر النوعيات تجانسا لكنه يحتاج الى توظيفات مالية اكبر ، ويستهلك كمية كبيرة من الطاقة ، كما يحتاج الى اجهزة مكلفة جدا لجمع الغبار .

‏للأفران العمودية مئات التصاميم وتستخدم على نطاق واسع خارج الولايات المتحدة لان المستهلكين الامريكيين يفضلون الافران الدوارة لأنها تنتج نوعية افضك. تشترك كافة الافران العمودية بصفة رئيسية الا وهي وجود اربعة قطاعات نطاقية تخيلية :

‏1- التخزين .

2- التسخين المسبق .

 3- ‏التكليس .

4- التبريد .

‏يتم شحن حجر الجير الى اعلى الفرن وتفريغه من اسفله . هناك فرن محسن هو فرن ميرز - أوفنبا Maerz - ofenbau الاسترجاعي ذو الجذع المزدوج ، الذي يزيد من الانتاج ويقلل استهلاك الطاقة. يشغل فرن واحد من هذا النوع في دوغلاس أريزونا ، فى الولايات المتحدة ، ويسخن بالغاز الطبيعي . يتألف الفرن من جذعين يرتبطان بالثلث الاسفل من المبنى . يلقم الوقود بالتناوب الى الجذعين على فترات فاصلة مدتها 10 - 12 ‏دقيقة . ينقل الجير المبق بعد 24 ‏ساعة تقريباً . يحول التكليس المتناوب دون الافراط في حرق الجير وينتج جيرا مماثلاً في نوعيته للجير الذي تنتجه الافران الدوارة لكنه يستهلك فقط حوالي نصف ما تستهلكه من وقود وفرن دوركو فلونوليد Dorrco - Fluosolids فرن عمودي ، لكنه يعمل وفقا لأسس مختلفة . تغذيته مادة حبيبية ( 0.225 ‏- 2.4 ‏مم ) يعجج بهواء موجه بدقة ومزيج غازي مستهلك. وهو امتداد لمفاعل السرير المعجج الذي يستخدم على نطاق واسع في صناعة البترول .