Kjarni kalkmýkingar er að draga úr hörku vatns með því að bæta við kalki, sem hvarfast efnafræðilega við tímabundna og varanlega hörku vatnsins og myndar óleysanlegt kalsíumkarbónat og magnesíumhýdroxíð botnfall.
Helstu efnahvörf liggja til grundvallar matinu:
1. Fjarlæging á karbónathörku (hvarf við CO₂ og Ca(HCO₃)₂):
CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O
Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O
2. Fjarlæging á magnesíum hörku (hvarf við Mg(HCO₃)₂ og Mg²⁺):
Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + Mg(OH)₂↓ + 2H₂O
Mg²⁺ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + Ca²⁺ (Þetta hvarf kynnir jafnmólmagn af kalsíumjónum)
3. Óhófleg viðbót: Auka kalk er nauðsynlegt til að gefa OH⁻, sem hvarfast við HCO₃⁻ til að framleiða CO₃²⁻, og til að halda pH yfir 10,3 til að tryggja fullkomna útfellingu Mg(OH)₂.
Miðað við heildarhörku (TH), kalsíumhörku (Ca-H), magnesíumhörku (Mg-H) og heildareinkenni (TA), má skipta magni kalks sem á að bæta við (miðað við 100% hreint CaO) niður í eftirfarandi hluta:
1. Kalk sem þarf til að hlutleysa laust CO₂ (L₁):
Stoichiometric hlutfall: 1 mól CO2 : 1 mól CaO
L₁=[CO₂] (Einingarnar eru í samræmi; ef allar eru gefnar upp sem CaCO₃ mg/L eru gildin jöfn.)
2. Kalk sem þarf til að fjarlægja karbónathörku (L₂):
Þessi hluti fjallar um hörku sem samsvarar grunnstigi. Stoichiometric hlutfall: 2 mól HCO₃⁻ (þ.e. 1 mól Ca(HCO₃)₂) : 1 mól CaO
L₂=[TA] (Þar sem bæði eru reiknuð sem CaCO₃ er mólmassi tölulega jafn eftir umbreytingu.)
Kalk-Natríumkarbónatmýkingartæki fyrir virkt kolefni* - umhverfisvernd á netinu
3. Magn kalks (L₃) sem þarf til að fjarlægja magnesíum hörku:
Magnesíumútfelling þarf tvo hluta af OH⁻ og samsvarandi magn af kalsíumjónum fer í vatnið eftir hvarfið. Stoichiometric hlutfall: 1 mól Mg2+: 2 mól CaO
L₃=2 × [Mg - H] (Miðað við CaCO₃ er massahlutfallsstuðullinn (56/100) × 2 ≈ 1,12, en það er oftar reiknað beint út með móltengslum, þ.e. tvöföldun á gildinu. Hér vísar [Mg -} H] til að fjarlægja magnesíum til upprunalegs magnesíums í vatnshörku. hörku að frádregnum leyfilegri afgangsmagnesíum hörku.
4. Umframskammtur af kalki (L₄):
Til að tryggja fullkomið hvarf, sérstaklega magnesíumútfellingu, er venjulega nauðsynlegt að halda pH 10-11, sem krefst þess að bæta við umfram kalki. Umframgildið er venjulega áætlað um það bil 25~50 mg/L (sem CaCO₃). Fyrir lengra komna mýkingu getur umframgildið verið stærra.
5. Fræðilegur kalkskammtur (miðað við 100%) (Byggt á CaO):
L_fræðilegt=L₁ + L₂ + L₃ + L₄=[CO₂] + [TA] + 2 × [Mg-H á að fjarlægja] + Umframgildi
Verslunarkalk (quicklime eða slaked lime) er ekki 100% hreint. Raunverulegur skammtur (kg/m³ eða g/L)=L_fræðilegur / Hreinleiki viðskiptakalks (%)
Til dæmis, ef L_theoretical er 200 mg/L CaO, og laus kalk með 85% hreinleika er notað, þá er raunverulegur skammtur=200/0,85 ≈ 235 mg/L.