Debido a que la cal debe llenar determinados requerimientos físicos y químicos, se requieren calizas de alta pureza y de un proceso de producción controlado que aseguren un producto de excelente calidad. Seguidamente se detalla el proceso de elaboración de la cal hidratada Horcalsa. 1. Obtención de la piedra caliza:
Comprende todos los procesos que se realizan en la cantera a partir de los cuales se obtiene la piedra caliza, materia prima de este proceso. Dichos procesos consisten consisten en: •
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Estudios geológicos mineros, en los que se obtiene la información geológica y geoquímica de las áreas a explotar. Extracción de la piedra caliza, que consiste en extraer la materia prima de las canteras.
Durante esta etapa se pone especial atención en controlar la composición química, granulometría y humedad de la materia prima, que es la piedra caliza. 2. Preparación de la piedra:
Consiste en las trituraciones y tamizajes primarios y secundarios de la piedra caliza. Mediante dicho proceso, se logra dar a las piedras el diámetro requerido para el horno de calcinación. 3. Calcinación:
La calcinación consiste en la aplicación de calor para la descomposición (reacción térmica) térmica) de la caliza. caliza. En este proceso proceso se pierde pierde cerca de la mitad mitad de peso, peso, por la descarbonatación o pérdida del dióxido de carbono de la caliza original. La calcinación es un proceso que requiere mucha energía para que la descarbonatación pueda ocurrir y es en este paso cuando la piedra caliza (CaCO3) se “convierte” en cal viva (CaO). En la producción de Horcalsa se utiliza tecnología de punta, con lo que se asegura el buen uso de la energía. En la planta San Miguel, ubicada en Sanarate, se cuenta cuenta con un horno horno vertical regenerativo de última generación, en el que se calcina la piedra caliza en un proceso totalmente controlado y automatizado. 4. Hidratación:
En esta etapa la cal viva (óxido de calcio) es trasladada a una hidratadora, en donde se le agrega agua agua al producto. producto. Al hidratarse hidratarse las piedras piedras de cal viva se convierten convierten en cal hidratada hidratada (polvo fino de color color blanco). El mismo es un proceso exotérmico, exotérmico, el cual consiste en que cuando a la cal viva se le agrega agua, la reacción libera calor. 5. Separación:
Consiste en separar de la cal hidratada los óxidos no hidratados (óxidos no hidratados como como los de magnesi magnesio) o) y alguno algunoss carbona carbonatos tos conoci conocido doss como como “grana “granaza” za” que no lograron ser hidratados en la etapa de hidratación. 6. Envasado / Empaque / Despacho:
Finalmente, se procede al envasado del producto, el mismo se realiza por medio de una máquina especial de envasado y paletizado. La cal hidratada Horcalsa es empacada en bolsas de papel. Todos los procesos anteriormente descritos, son completamente industriales. En los mismos se llevan a cabo estrictos controles de calidad que permiten alcanzar las normas requeridas para la fabricación de cal hidratada. Para ello, se determina el cumplimiento de los requerimientos químicos (dióxido de silicio, óxido de aluminio, óxido férrico, óxido de calcio, óxido de magnesio, óxidos no hidratados y dióxido de carbono) y de los requerimientos físicos de fineza y retención de agua. Permitiendo ofrecer un producto de excelente calidad.
La cal es el producto que se obtiene calcinando la piedra caliza por debajo de la temperatura de descomposición del óxido de calcio. En ese estado se denomina cal viva (óxido de calcio) y si se apaga sometiéndola al tratamiento de agua, se le llama cal apagada (hidróxido de calcio).
Tipos de cal •
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Cal Viva: Se obtiene de la calcinación de la caliza que al desprender anhídrido carbónico, se transforma en óxido de calcio. La cal viva debe ser capaz de combinarse con el agua, para transformarse de óxido a hidróxido y una vez apagada (hidratada), se aplique en la construcción. Cal hidratada: Se conoce con el nombre comercial de cal hidratada a la especie química de hidróxido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos grupos hidróxidos. Cal hidráulica: Cal compuesta principalmente de hidróxido de calcio, sílica (SiO2) y alúmina (Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua.
Procesos de obtención de la cal Los procesos para la obtención de la cal, son descritos brevemente a continuación:
1. Extracción: Se desmonta el área a trabajar y se lleva a cabo el descapote, posteriormente se barrena aplicando el plan de minado diseñado, se realiza la carga de explosivos y se procede a la voladura primaria, moneo, tumbe y rezagado, carga y acarreo a planta de trituración. 2. Trituración: Posteriormente es sometida a un proceso de trituración que arrojará como producto trozos de menor tamaño que serán calcinados en hornos verticales. También puede realizarse uns trituración secundaria cuando se requieren fragmentos de menor tamaño y se tienen hornos rotatorios para calcinar.
3. Calcinación: La cal es producida por calcinación de la caliza y/o dolomía trituradas por exposición directa al fuego en los hornos. En esta etapa las rocas sometidas a calcinación pierden bióxido de carbono y se produce el óxido de calcio (cal viva). 4. Enfriamiento: Posteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser manejada y los gases calientes regresan al horno como aire secundario. 5. Inspección: Se inspecciona cuidadosamente las muestras para evitar núcleos o piezas de roca sin calcinar. 6. Cribado: Se somete al cribado con el fin de separar la cal viva en trozo y en guijarros (piedra pequeña, redondeada y lisa) de la porción que pasará por un proceso de trituración y pulverización. 7. Trituración y pulverización: Se realiza con el objeto de reducir más el tamaño y así obtener cal viva molida y pulverizada, la cual se separa de la que será enviada al proceso de hidratación. 8. Hidratación: Consiste en agregar agua a la cal viva para obtener la cal hidratada. A la cal viva dolomítica y alta en calcio se le agrega agua y es sometida a un separador de residuos para obtener cal hidratada normal dolomítica y alta en calcio. Únicamente la cal viva dolomítica pasa por un hidratador a presión y posteriormente a molienda para obtener cal dolomítica hidratada a presión. 9. Envase y embarque: La cal es llevada a una tolva de envase e introducida en sacos y transportada a través de bandas hasta el medio de transporte que la llevará al cliente.
PLANTA DE PRODUCCION DE CAL HIDRATADA Y CAL VIVA 1. INTRODUCCION
La piedra caliza es usada, directamente en su forma pura, o indirectamente como cal, en muchas industrias. La producción de cal es uno de los procesos químicos más antiguo conocido por el hombre, data de civilizaciones ancestrales como Grecia, Roma y Egipto. Hoy, la cal es usada en la producción de cemento, jabón, acero, caucho, productos farmacéuticos, barniz, insecticidas, alimentos para planta, alimentos para animales, papel, yeso. Muchos tipos de productos, producidos alre dedor del mundo, son, en una forma u otra, producidos empleando cal. La producción de cal es una parte integral de cualquier sociedad moderna. Sin embargo, muchas regiones aún usan cal importada de otras naciones del mundo, a pesar del hecho que la producción local sería menos cara. Lo que hace esta situación particularmente inusual es el hecho que la maquinaria y la asistencia técnica necesaria para producir cal está fácilmente disponible y es obtenida de un número de compañías ubicadas en países alrededor del mundo tales como Taiwan, en la República de China. Diferentes métodos y tipos de maquinaria pueden ser usados para producir cal, pero son poco comparable a los métodos y maquinarias empleadas por la planta descrita en este estudio. Esta es particularmente el establecimiento y operación de la planta, el cual puede ser operado con unos pocos trabajadores por turno (4 operarios) China ha investigado y desarrollado muchos procesos de la ingeniería química por más de 20 años y compañías de Taiwan han ganado reconocimiento internacional por la planeación, diseño y manufactura de equipos necesarios para producir un número de productos químicos incluyendo carbonato de calcio, dióxido de carbono comprimido, hielo seco y, por supuesto, cal viva y cal hidratada. Entonces, está claro que no es práctico para una región importar cal si puede en forma barata y fácil establecer una planta abasteciéndose de China para producir este sustancia natural ancestral, esencial para cualquier nación moderna. 2. INFORMACION GENERAL DEL PROCESO 2.1 DIAGRAMA DE FLUJO
1. Trituradora de mordazas 2. Tamiz 3. Correa pesadora 4. Extractor de salto 5. Hornos de cal 6. Sopladores 7. Sistema lavador de gas horneado 8. Transportador de mandil 9. Martillo triturador 10. Elevador de baldes 11. Depósito de cal triturada 12. Hidratador de cal con sistema alimentador de agua 13. Tanque de añejamiento con transportador de husillo 14. Sistema lavador de vapor y polvos 15. Elevador de baldes o contenedores 16. Separador centrífugo Gayco 17. Depósito de cal hidratada 18. Dispositivo de empaque
-*Hidróxido de calcio, también conocido como CAL MUERTA y/o cal apagada, es un hidróxido cáustico con la fórmula Ca(OH)2. Es un cristal incoloro o polvo blanco, obtenido al reaccionar óxido de calcio con agua. Puede también precipitarse mezclando una solución de cloruro de calcio con una de hidróxido de sodio. Si se calienta a 512ºC,[1] el hidróxido de calcio se descompone en óxido de calcio y agua. La solución de hidróxido de calcio en agua es una base fuerte que reacciona violentamente con ácidos y ataca varios metales. Se enturbia en presencia de dióxido de carbono por la precipitación de carbonato de
calcio. Por su carácter de base poderosa, tiene, usos variados, como: *Floculante, para el tratamiento de aguas residuales y mejoramiento de tierras ácidas *Ingrediente para hacer mortero y yeso *Reactivo químico -*El óxido de calcio o cal, de fórmula CaO. También se denomina CAL VIVA. Antiguamente se usaba «cal» en vez de «calcio», en algunos nombres de compuestos donde interviene este elemento, como el "talco" o "aljez" (sulfato de calcio dihidratado, CaSO4•2H2O) o el mármol o "gis" (carbonato de calcio, CaCO3). Este material utilizado para hacer mortero de cal se obtiene de las rocas calizas calcinadas a una temperatura entre 900 y 1200 °C, durante días, en un horno rotatorio o en un horno tradicional, romano o árabe. En estas condiciones el carbonato es inestable y pierde una molécula de óxido de carbono (IV).
-*CAL HIDRATADA. La cal hidratada es hidróxido de calcio, pero la cal viva no es apagada a pie de obra, sino en condiciones cuidadosamente controladas.
