MATERIA PRIMA Y PROCESOS DE OBTENCIÓN Y FABRICACIÓN DEL YESO Y LA CAL YESO El yeso es un cristal ligero y suave compuesto de agua, sal y calcio. Se puede rayar con la uña y se disuelve en agua debido al alto contenido de sal. Es ligero, y su amplia disponibilidad ha hecho del yeso un material popular para añadir a las placas de construcción en seco.
NATURALEZA DEL YESO
Se conocen tres formas principales del sistema sulfato cálcico – agua, que son: S!"a # $ %
&dihidratado'
S!"a # ( % S!"a
&hemihidratado' &anhidrita'
)a roca, llamada llamada piedra de yeso o alge* se encuentra frecuentemente frecuentemente a la naturale*a y está formada por sulfato cálcico dihidratado Esta roca es la materia prima para la fabricación de yeso, que se obtiene por la deshidratación parcial. Sometida a temperaturas no mayores a +-" pierde +( mol/cula de agua, formando sulfato cálcico hemihidratado. Este yeso cocido y pulveri*ado, amasado con agua se rehidrata, formando de nuevo el dihidrato. 0l amasar el yeso con agua, se obtiene una pasta plástica, que endurece rápidamente, proceso este que se llama fraguado. 0 temperaturas mas elevadas el dihidrato pierde toda el agua, formando la anhidrita soluble que es muy inestable y que pasa fácilmente a hemihidrato al absorber agua de la atmósfera. Si se eleva mas la temperatura se forma la anhidrita insoluble que es estable y no fragua si no se le agregan acelerantes o catali*adores. 0 temperaturas mayores, se forman yesos hidráulicos que requieren para su uso otros tratamientos. Se pueden clasi1car los sucesivos estados del yeso, seg2n temperaturas crecientes 1 de deshidratación, de la manera siguiente: + 3emperatura ambiente: S!"a # $ %$
4ihidrato o alge*
Fabricación del Yes "omo el yeso es un material barato, todas las operaciones de fabricación tambi/n deben ser baratas. E5tracción de la piedra de yeso: Se hace por procedimientos corrientes, a cielo abierto o en galer6as, seg2n la disposición de la cantera, y como no es una roca dura, se emplean barrenos de pólvora negra o de mina, procurando que se fragmente con el ob7eto de reducir lo más posible la trituración. 3rituración: Se emplean trituradoras de mand6bula, molinos de martillo, molinos de cono, etc. 3rituradora de mand6bula
8olino de martillo
8olino de cono
0 continuación se muestra el proceso de fabricación del yeso.
! E"TRACCIÓN El sulfato de calcio di hidratado se e5trae de las minas. El tamaño de las piedras puede ser de hasta 9- cm de diámetro.
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! SELECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA Se hace una minuciosa selección de la piedra de yeso natural, posteriormente se almacena para su uso en el proceso de calcinación dependiendo del tipo de yeso a fabricar.
! CALCINACIÓN na ve* seleccionado el yeso crudo, se somete a una deshidratación parcial con una t/cnica de calcinación a altas presiones con un riguroso control de tiempo y temperatura, obteniendo cristales de m6nima porosidad y forma regular, que permitirán producir modelos de gran dure*a y resistencia. )a estructura y propiedades del producto 1nal dependen directamente de las condiciones de calcinación empleadas.
Des#idra$ación ccción
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)a cocción se reali*a por diversos procedimientos, desde hornos r2sticos o rudimentarios hasta sistemas muy controlados, de tipo continuo o discontinuo.
%rns de ccción
%orno rudimentario
0utoclave
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%orno rotativo de contacto indirecto contacto directo
%orno rotativo de
! TRITURACIÓN )a primera trituración, reduce el tamaño de las piedras para facilitar su mane7o a una dimensión inferior a +9 cm, la segunda trituración por medio de quebradoras permite reducir el tamaño de las piedras de ! a 9 cm.
! MOLIENDA Y CRIBADO )a operación posterior a la trituración es la molienda, el yeso calcinado es llevado a tolvas que dosi1can la cantidad de material proporcionado a los molinos. )a proporción y distribución de los tamaños de part6cula es un factor determinante con respecto a las propiedades del producto.
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Mlienda &nal' na ve* concluida la cocción se le practica una molienda hasta llevarlo a la 1nura adecuada para su utili*ación. ;ara ello se usan molinos de martillo, molinos giratorios o molinos desintegradores.
MOLINOS (IRATORIOS DESINTE(RADORES
MOLINOS
! PRESENTACIÓN Se fabrica en colores a*ul, ro*a, verde menta, ocre y blanco. Se envasa en cubeta de polietileno de cierre herm/tico con $9
! MEZCLADO na ve* que el yeso alfa está 1namente molido, se a7ustan los detalles con aditivos para que el producto responda a las necesidades del cliente en lo que se re1ere a tiempo de fraguado, viscosidad, porosidad, resistencia mecánica, e5pansión de fraguado, color, entre otros factores.
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! PRUEBAS DE ESTUDIO )as pruebas y e5perimentos de laboratorio se llevan a cabo en etapas de producción para cada lote, para garanti*ar que todos los productos cumplan las estrictas especi1caciones requeridas antes de ser envasados y e5pedidos.
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ALMACENAMIENTO Se selecciona el empaque correcto para cada uno de los productos, ofreciendo envasado de óptima protección que mantenga la calidad del producto durante todo su trayecto hasta llegar al usuario 1nal.
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LA CAL De&nición' )a cal es un producto obtenido mediante la calcinación de rocas ricas en CaCO) &"arbonato de calcio', que puede contener además M*CO) &"arbonato de magnesio' y pequeñas cantidades de otras sustancia, designadas i+,-re.as &arcillas, magnesia, hierro, a*ufre y materias orgánicas'. El CaO &o5ido de calcio' resultantes de la cocción de los carbonatos se llama cal viva, la que se hidrata con adición de agua, tomando el nombre de cal hidratada o apagada.
ELABORACIÓN En el proceso de fabricación podemos distinguir las siguientes etapas. + E5tracción de la materia prima. $ 3raba7os previos a la cocción. = "occión. )a cocción o calcinación de la cal comprende tres fases: a Evaporación del agua contenida a la piedra. b "alentamiento de la cali*a hasta la temperatura requerida para la disociación qu6mica. c Separación del dió5ido de carbono. ;roceso Endot/rmico
"="a #
"$
"a &"arbonato de "a.'
&"alor'
&0nh6drido "arbónico'
&5ido de
"alcio'
El ciclo de la cal comien*a, con la e5plotación de la roca cali*a, que posteriormente es triturada y calcinada a una temperatura mayor a los >-- " para obtener la cal viva, misma que al contacto con agua en la correcta proporción, se hidrata para dar origen a la cal apagada que conocemos com2nmente. 0 este material solemos suministrarle alg2n agregado 1no y agua, para la obtención de me*clas de albañiler6a. 0hora, una ve* que la cal ya aplicada en la construcción entra en contacto con el dió5ido de carbono de la atmósfera y se recarbonata:
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?@ecarbonatación: "a&%'$ # "$ A "a"= # %$ Es decir se convierte en roca, de ah6 la durabilidad de las edi1caciones antiguas, la resistencia que las me*clas de cal alcan*an al paso del tiempo es superior a la de cualquier otra me*cla, no produce sales nocivas y por su elasticidad, evita retracciones posteriores.
Prces De Ob$ención De Cal E/$racción0 Se retira material vegetal, procediendo a perforar seg2n el plan de minado diseñado, cargando despu/s los e5plosivos para el tumbe, se carga el material ya fragmentado y se trasporta al sistema triturador.
Tri$-ración0 )os fragmentos de roca se reducen de tamaño tami*ándolos, ya homog/neos, se transportan mediante bandas hacia los hornosB para rotatorios se requieren tamaños pequeños.
Calcinación0 )a cal se produce por cocción de las rocas cali*as mediante Cu7os de aire caliente que circula en los huecos o poros de los fragmentos rocososB las rocas pierden bió5ido de carbono produci/ndose el ó5ido de calcio. Debido al tamaño y forma homog/nea de los fragmentos, la cocción ocurre de la periferia hasta el centro quedando perfectamente calcinada la roca.
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En1ria+ien$0 ;osteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser mane7ada y los gases calientes regresen al horno como aire secundario. Ins,ección0 El proceso siguiente es la inspección cuidadosa de muestras para evitar n2cleos o pie*as de roca sin calcinar.
Cribad0 Se somete a cribado separando a la cal viva en tro*o y segmentos de la porción que pasará por un proceso de trituración y pulveri*ación.
Tri$-ración 2 ,-l3eri.ación0 Este paso se reali*a con el ob7eto de reducir a2n más el tamaño y as6 obtener cal viva molida y pulveri*ada, la cual se separa de la que será enviada al proceso de hidratación.
%idra$ación0 "onsiste en agregar agua a la cal viva para obtener la cal hidratada. 0 la cal viva y la cal alta en calcio se le agrega agua y es sometida a un separador de residuos para obtener cal hidratada normal. nicamente la cal viva pasa por un hidratador a presión y posteriormente a molienda para obtener cal sider2rgica hidratada a presión.
En3ase 2 e+bar4-e0 )a cal es llevada a una tolva de envase e introducida en sacos y transportada a trav/s de bandas hasta el medio de transporte que la llevará al cliente.
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TIPOS DE CAL 5 Cal 6i3a' Se obtiene de la calcinación de la cali*a que al desprender anh6drido carbónico, se transforma en ó5ido de calcio. )a cal viva debe ser capa* de combinarse con el agua, para transformarse de ó5ido a hidró5ido y una ve* apagada &hidratada', se aplique en la construcción. 5 Cal #idra$ada: Se conoce con el nombre comercial de cal hidratada a la especie qu6mica de hidró5ido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos grupos hidró5idos. )a formación de cal hidratada está acompañada de por un desarrollo considerable de calor y una e5pansión de $,9 a = veces su volumen primitivo. )as cales magn/sicas e5panden menos y desarrollan menos calor que las grasas. )a hidratación de las cales está acompañada del peligro de FquemarseG, debido al gran aumento de temperatura que se genera. )a cal quemada parece ser qu6micamente inerte que no es apta para morteros. El quemado se evita asegurando el 6ntimo contacto entre cada part6cula de cal con agua. Son necesarios un gran cuidado y un continuo me*clado El apagado de cales magras, magn/sicas y muy magn/sicas no presenta el peligro del quemado. ;or el contrario, puede ocurrir con estas cales que el apagado no sea logrado totalmente.
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)a cal puede clasi1carse seg2n el tiempo de apagado en: apagado lento &mayor o igual a =- min.', apagado medio &de 9 a =- min.' y apagado rápido &menor de 9! min.'
5 Cal #idr7-lica' "al compuesta principalmente de hidró5ido de calcio, s6lica &Si$' y al2mina &0l$=' o me*clas sint/ticas de composición similar. 3iene la propiedad de fraguar y endurecer incluso deba7o del agua. )a cal es un elemento cáustico, muy blanco en estado puro, que proviene de la calcinación de la piedra cali*a. )a cal com2n es el ó5ido de calcio de fórmula "a, tambi/n conocido como cal viva. Es un material muy utili*ado en construcción y en otras actividades humanas. "omo producto comercial, normalmente contiene tambi/n ó5ido de magnesio, ó5ido de silicio y pequeñas cantidades de ó5idos de aluminio y hierro. )a piedra cali*a es usada, directamente en su forma pura, o indirectamente como cal, en muchas industrias. )a producción de cal es uno de los procesos qu6micos más antiguo conocido por el hombre, data de civili*aciones ancestrales como Hrecia, @oma y Egipto. %oy, la cal es usada en la producción de cemento, 7abón, acero, caucho, productos farmac/uticos, barni*, insecticidas, alimentos para planta, alimentos para animales, papel, yeso. 8uchos tipos de productos, producidos alrededor del mundo, son, en una forma u otra, producidos empleando cal.
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