Resumen de Industria de La Cal

La producción de cal data de civilizaciones ancestrales como Grecia, Roma y Egipto. Es usada en la producción de cemento, jabón, acero, caucho, productos farmacéuticos, barniz, insecticidas, alimentos para planta, alimentos para animales, animales, papel, yeso. La CAL es un material cementante, que se obtiene de la roca sedimentaria caliza; la cual es un carbonato de calcio, que al ser calcinado a una temperatura elevada, se convierte en un óxido de calcio que es lo que comúnmente se conoce como CAL VIVA y ésta al contacto con el agua, se hidrata formando el polvo blanco conocido como hidróxido hidróxido de calcio o CAL HIDRATADA. -

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El agua a utilizar en las mezclas de cal debe ser preferentemente potable, también también se puede considerar la procedente de ríos o aquella que no contenga sales en exceso. Su función es la de permitir la incorporación uniforme uniforme de los áridos y conglomerantes, propiciar el fraguado y otorgar la debida consistencia de la mezcla. La cal apagada, mientras más tiempo dure su almacenamiento, mejor será la cal; ya que carbonatará y cristalizará, eliminará caliches y disminuirá los elementos magnesianos.

REACCIONES DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DE CAL POR EL MÉTODO M ÉTODO INDUSTRIAL: Descripción del proceso A. Cal viva viva

1. Las piedras de cal minadas o desenterradas son aplastadas en rocas de tamaño más pequeño por una carrillera trituradora y luego es alimentada a tres cubiertas de filtrado por vibración la cual remueve cualquier fragmento grande o pequeño según el tamaño deseado. 2. Después que han sido filtrados, las piedras de cal son pesadas en una correa transportadora con balanzas construidas, como cuando este es transportado en una grúa de salto. 3. Las piedras de cal y el coque son elevadas a la parte superior del horno vertical donde son descargados. 4. Las piedras calizas son desfragmentadas térmicamente en un horno donde la temperatura varía de 925°C a 1,340°C siendo mantenidas con el fin de alcanzar la temperatura de disociación de los carbonatos encontrados en las piedras de cal. El dióxido de carbono en el horno de gas es soplado dentro de un sistema de lavado pero con una reducida ventilación. 5. La cal viva producida en el horno es descargada en un mandil transportador el cual los lleva hacia un martillo de triturado. Después que ha sido pulverizado por el martillo de triturado, este es descargado en una tolva elevadora para ser transportada al depósito de almacenamiento de la cal viva. B. Cal hidratada hidratada

La cal puede sufrir cambios hasta poder regresar al estado de carbonato de calcio (caliza), si se parte del oxido de calcio, se añade agua y se obtiene el hidróxido de calcio, y si se parte del hidróxido, mediante calor se puede regresar al estado de oxido; oxido; en cambio si se mantiene la cal hidratada por mucho tiempo en condiciones no adecuadas de almacenamiento, esta puede reaccionar con el ácido carbónico carbónico presente en el aire (CO2) lo que provocaría la aparición de carbonato de calcio en mezcla con la cal apagada. -

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Se estima que se están sacando alrededor de 800 bolsas de 15 Kg a diario de cal hidratada, y de cal viva se comercializa muy escasamente. existen un aproximado de 24 hornos en los cuales puede tener capacidad variada, entre 4000 y 6000 sacos de 15 Kg cada uno por horneada.

Principales diferencias entre los dos tipos de cal

1. La cal hidratada es producida básicamente por la mezcla de agua con la cal viva. El agua y la cal viva son alimentadas en un hidratador en un porcentaje de uno a uno. 2. Esta cal apagada es colocada dentro de un tanque de alejamiento donde se completa su hidratación. 3. La ligera humedad de la cal apagada es descargada dentro de una tolva elevadora la cual tiene en su interior un separador centrífugo. 4. Durante el proceso de separación, las partículas gruesas de cal son removidas desde la cal hidratada en forma de desechos. El siguiente paso, aparte de la producción en polvo listo para embolsar, es la mejora de la consistencia respecto a la fineza y pureza química de la cal hidratada producida. 5. El polvo de cal hidratada es transportado a la máquina de embolsado la cual automáticamente distribuye la cal en bolsas de 25 Kg o en bolsas de una tonelada, completando así el proceso.

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aproximadamente 1,800 toneladas de cal viva y 2,400 toneladas de cal hidratada por mes.

TIPOS DE APAGADO DE LA CAL   

Por inmersión en agua Por aspersión con agua Por fusión en el agua o sistema ordinario

Apagado por fusión en el agua o sistema ordinario.Se pone la cal viva en alguna artesa o recipiente, con el agua requerida y se agita hasta obtener una pasta. La cal no se debe almacenar en más agua de la necesaria para evitar un ahogamiento. Apagado por inmersión en agua.- Se requiere triturar los terrones de cal viva con alguna herramienta propia, hasta que queden pequeños fragmentos. Posteriormente se vierten en un cesto de mimbre, mismo que se sumerge unos segundos en agua hasta que comienza a hervir la capa superficial. Para finalizar, se saca el cesto del agua y una vez que se ha escurrido, se vierte su contenido en alguna superficie limpia o en tambos, según sea posible. Sistema de aspersión de agua.- Se realiza por medio del riego de agua sobre la cal viva. Para facilitar su humectación, los terrones se extienden en capas simples a la intemperie o bien sobre pequeños cubos cubiertos de arena. La arena se emplea para rellenar las fisuras que se producen cuando la cal aumenta de volumen, impidiendo impidiendo así que se escape el vapor generado y propiciando la obtención de una cal muy fina. Principales diferencias entre la cal viva y la cal hidratada

GASTOS GENERALES DE PLANTA Coque: 140-166 kg. /ton de cal viva producida. Combustible: 1,000-1,162 Kcal/kg. Kcal/kg. de cal c al viva. (A) Aceite combustible: 100-116 kg. /ton de cal viva producida. (B) Gas combustible: La cantidad varía con la válvula de gas de calentamiento. Potencia eléctrica requerida: Varía con la capacidad ca pacidad de la planta. LOCALIZACION Y AREA DE LA PLANTA (A) Localización: Cerca de suministros de piedras calizas con buenas facilidades de transporte. (B) Área de la planta: 3,000 m 2 para plantas de tamaño pequeño usando coque como como combustible. CONS CONSUM UM O DE MATERI A PRI PRI M A

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Aproximadamente 2 toneladas de piedras de cal son necesarias para producir una simple tonelada de cal viva, mientras que 0.8 toneladas de cal viva son necesarias para producir una tonelada de cal hidratada. Aproximadamente 150 Kg de coque es quemado para producir una tonelada de cal viva. viva. Especificaciones de la materiales y productos primos A. PIEDRAS DE CAL CaO: 53.5% mínimo MgO: 1% mínimo SiO2: 1% máximo Al2O3 + Fe2O3: 0.6% máximo B. COMBUSTIBLE Cualquiera de los siguientes combustibles puede ser usado: a. Coque, válvula de calentamiento 7,000 Kcal/kg. mínimo.

b. Combustible líquido: Diesel, aceite aceite combustible combustible #6, etc. c. Gas combustible: Gas natural, agua gaseosa, agua destilada, etc.

C. CAL VIVA CaO: 93.25% - 98% cal MgO: 0.3% - 1.5% disponible. SiO2: 0.2% - 1% Fe2O3: 0.1% - 0.4%



METODO ARTESANAL - LIMPIEZA DEL ARRANCADERO: quitan maleza y

tierra que pueda tener las piedras calizas a extraer. - BARRENACION: Es el proceso de inicio para dinamitar la mina de caliza., se realiza con una barrena (varilla de hierro) y una almágana. - DINAMITA: clorato de potasio con azúcar. Se aguega al orificio de la barrenacion y luego se le añade tierra para sellarlo por completo. ( horizontal), - TIPO DE DINAMITACION: Lancero (horizontal), Parado (vertical). - CLASIFICACIÓN DE ROCAS: Armadera (75-35 cm), Molonco (25-15cm) y Huishte (no menor a los 5cm). - ARMADO Y QUEMA: Se ordenan las rocas de mayor a menor tamaño desde la base del horno formando una especie de campana, se amarra con alambres la campana y se cubre con láminas, el tiempo de quema varia entre 7 y 9 días (12 horas cada uno). - Temperatura para que se comience a liberar el CO2 es de 900°C. - Luego prosigue el desarmado del horno (dejando un dia para que enfríe la piedra) y se saca enfrente enfrente del horno para apagarla, 10 galones de agua agua por cada carretillada de cal viva, se remueve para ver empíricamente si necesitará mas agua y se deja 12 horas a que termine de reaccionar, se tamiza y se embolsa. - la producción de cal utiliza entre 1,4 toneladas y 2,2 toneladas de caliza por cada cada tonelada de cal cal viva comercializable. - Los principales problemas medioambientales relacionados con la producción de cal son la contaminación atmosférica y el consumo energético. a fectado - Adicionalmente, el medio ambiente puede verse afectado por ruidos y malos olores. Los contaminantes más importantes emitidos a la atmósfera son partículas, óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre y monóxido de carbono. - Según las materias primas y los combustibles utilizados, también pueden ser relevantes las dibenzo-para-dioxinas policloradas y los dibenzofuranos policlorados, el carbono orgánico total, los metales, el ácido clorhídrico y el ácido fluorhídrico.

Tipos y clasificación de las cales

terrones a material finamente molido. Incluyen las cales cálcicas CL , constituidas principalmente de óxido de calcio o de hidróxido de calcio. Cales hidratadas, S: Cales S: Cales aéreas, cálcicas o dolomíticas resultantes del apagado controlado de las cales vivas. Se producen en forma de polvo seco, de pasta o de lechada. A su vez, las cales dolomiticas pueden ser semihidratadas o totalmente hidratadas. Cales producidas producidas por Cales hidráulicas naturales, NHL: Cales la calcinación de calizas más o menos arcillosas o silíceas con reducción a polvo mediante apagado con o sin molienda. principalmente Cales hidráulicas, HL: Cales constituidas por hidróxido de calcio, silicatos de calcio y aluminatos de calcio producidos producidos por la mezcla de constituyentes adecuados. Tienen la propiedad de fraguar y endurecer con el agua. El dióxido de carbono presente en el aire contribuye igualmente al proceso de endurecimiento. Las cales aéreas se clasifican en función de su contenido en (CaO + MgO), y las cales hidráulicas en función de su resistencia a la compresión. Designación normalizada Las cales de construcción deben ser identificadas por su tipo tal como se especifica en la tabla anterior. Además, las cales aéreas deberán también ser identificadas según la forma de suministro, cal viva o cal hidratada. EJEMPLO 1. La cal cálcica 90, en forma de cal viva, se identifica por: EN 459-1 CL 90-Q EJEMPLO 2. La cal cálcica 80, en forma de cal hidratada, se identifica por: EN 459-1 CL 80-S

Requisitos químicos de la cal La composición de la cal de construcción determinad a según la Norma Europea EN 459-2: 2001, debe ser conforme a los valores de la tabla siguiente. Todos los tipos de cales listados en la tabla anterior pueden contener aditivos en cantidades pequeñas para mejorar la fabricación o las propiedades de la cal de construcción Cuando estos contenidos superen el 0.1%, se debe declarar la cantidad real y el tipo:

Cales aéreas: Cales constituidas principalmente por óxido o hidróxido de calcio que endurecen lentamente al aire bajo el efecto del dióxido de carbono presente en el n

di

o

Tipo de cal CaO+MgO MgO

CL90

CL80

DL85

HL2

90

80

85

-

5

5

30



de la utilización de la cal, o a petición de los usuarios. Estas propiedades adicionales son los siguientes: (a).- Reactividad Reactividad (cal viva); viva); (b).- Demanda de agua (ensayos de morteros); (c).- Retención de de agua (ensayos de morteros); (d).- Densidad volúmica aparente (peso litro) en kg/dm3 (e).- Finura (cal viva) (f).- Blancura (El método de de ensayo será definido definido entre comprador y suministrador). (g).- Requisitos de durabilidad (h).-Hidraulicidad (i).- Fraguado (j).- Plasticidad (k).- Rendimiendo (l).-Estabilidad de volumen (m).- Resistencias mecánicas

Alternativas en el proceso productivo de la cal viva y cal apagada para una producción más limpia. Mejores técnicas disponibles disponibles (MTD)

Las secciones de las MTD identifican aquellas técnicas que se consideran las MTD para los sectores de fabricación de cal, principalmente de acuerdo con la información siguiente, teniendo en cuenta la definición de las mejores técnicas disponibles (artículo 2, apartado 12 de la Directiva PCIC) y las consideraciones previstas en el Anexo IV de la Directiva IPPC. Las secciones de las MTD también sugieren los niveles de consumo y emisiones asociadas a las MTD. Como se describe en el prefacio, las secciones de las MTD no proponen límites de emisiones máximos. En el caso de las instalaciones que contempla la Directiva IPPC, la responsabilidad de determinar en el permiso los límites máximos de emisiones según las MTD corresponde a las autoridades competentes. Además debe tenerse en cuenta en la incineración de residuos deben cumplirse los requisitos de la Directiva de Incineración de Residuos (WID) [59, Comisión Europea, 2000]. Algunas MDT son: MDT Postulado 31,32 Llevar a cabo una selección y control minucioso de todas las sustancias que entran al horno para evitar emisiones. 35 Reducir el consumo de caliza aumentando el rendimiento 36 Llevar a cabo una selección y control minucioso de los combustibles que se

Disposición final y tratamiento de los desechos generados por la industria de la cal.

Aire Gases de escape/gases de combustión Se emite CO2 con el gas de combustión. Al apagar la tr ansforma en hidróxido cal, el carbonato cálcico se transforma cálcico por adición de agua. Parte del agua añadida se evacúa de nuevo en forma de vapor de agua, ya que el proceso es exotérmico. Pero este vapor de de agua es inocuo.

Polvo

Durante la obtención y elaboración de la cal, el proceso produce polvo en diferentes fases de trabajo. El polvo de CaO puro, que aparece en la cocción de la cal, es peligroso y muy molesto. Entre las mayores fuentes de una fábrica están: Molienda y mezclado de la materia prima, Molienda de la cal y Apagado de la cal En la fabricación de cal, la acumulación de polvo es menor, pues sólo en el apagado, embalaje y carga de la cal hay que trabajar con c on un producto en polvo.

Filtros de alta calidad (precipitadores electrostáticos o filtros textiles) permiten actualmente en la industria del cemento, cal y yeso obtener aire de escape con un contenido de polvo inferior a 25 mg/Nm³. Las autoridades europeas discuten actualmente valores inferiores a 25 mg/Nm³ para instalaciones nuevas. Por el contrario, los Lineamientos Técnicos Aire alemanes siguen prescribiendo 50 mg/Nm³.

Ruido

Ocasionan un gran impacto sonoro, pero también tienen sectores de producción cuyos niveles de ruido son considerables. En la extracción de materias primas, durante la preparación (por quebrantadoras, molinos, desmenuzadores, etc), las instalaciones de cocción por los ventiladores, etc. Para evitar molestias, las plantas de la industria de cal, deben estar construidas como mínimo a una distancia de 500 m de las zonas urbanizadas. La inmisión en urbanizaciones próximas no debe sobrepasar 50 hasta 60 dB(A) de día y 35 - 45 dB(A) de noche.



sedimentación. El agua superficial que surge en el entorno de las minas debe ser descargada aparte.

protección adecuados. Además debe limitarse y vigilarse el trabajo en la zona peligrosa.

En la industria de la cal se necesita agua para el apagado de la cal cocida (aprox. 0,33 m³/t de cal). Algunas fábricas de cal consumen, sobre todo cuando se exigen calidades de gran pureza, otro m³ aprox. de agua por tonelada de cal para el lavado de la piedra caliza bruta. Dependiendo del consumo, consumo, esta agua de lavado se pasa a tanques de sedimentación o a piscinas de clarificación, donde las partes finas se depositan y el agua residual se evapora, o a veces se reutiliza.

Ecosistemas

Se puede conseguir una reducción del consumo de agua aumentando la proporción de agua en circulación o manteniendo las pérdidas de agua al mínimo posible. En regiones secas el consumo de agua de refrigeración puede reducirse mediante la instalación de precipitadores electrostáticos especiales, con capacidad de funcionamiento a las altas temperaturas del gas de escape. El agua sanitaria acumulada requiere conducción y gestión especiales.

Suelo

Los suelos pueden deteriorarse por el polvo que reciben. Para evitar desde el principio posibles perjuicios con el uso como combustible de componentes de materias primas especiales o de productos productos de desecho de otras industrias, es preciso efectuar análisis de los elementos traza de relevancia ambiental como plomo (Pb), cadmio (Cd), teluro (Tl), mercurio (Hg), cinc (Zn), que se depositan en el polvo de filtros. Llegado el caso, debe impedirse la acumulación de contaminantes en el proceso con medidas técnicas técnicas adecuadas, por ejemplo, la separación del polvo.

Puesto de trabajo En las fábricas de cal están en funcionamiento numerosas máquinas que, incluso con el estado actual de la técnica, producen niveles de ruido de 90 dB(A). Generalmente se puede conseguir disminuir el ruido por medio de dispositivos estáticos. Los puestos de trabajo permanentes dentro de las instalaciones, por ejemplo, los puestos de mando, deben tener insonorización. Si a pesar de ello se producen niveles niveles continuos de 85 dB(A), dB(A), debe disponerse de protector de oídos, cuyo uso es imprescindible a partir de un nivel de ruido de 90 dB(A) para evitar lesiones auditivas. auditivas. También durante estancias estancias

Las fábricas de cal necesitan materias primas que se encuentran a flor de tierra, por lo que al extraerlas no se pueden evitar interferencias en el paisaje circundante. Si se trata de emplazamientos en zonas aprovechadas hasta entonces para la agricultura, han de considerarse posibles fuentes de ingresos alternativas, sobre todo para las mujeres afectadas. Además del debido debido cumplimiento de las normas sobre gas de escape, polvo, ruido y agua, hay que verificar las condiciones del terreno, la integración en el paisaje y la infraestructura del emplazamiento. La infraestructura comprende, por ejemplo, suministro y posibilidades de vivienda para el personal femenino y masculino, sistemas y volumen de tráfico, industrialización existente y planificada de la zona. Dado que el impacto ambiental no se limita al área de la fábrica, los grupos de población afectados, y sobre todo mujeres y niños, deben tener derecho a atención médica. En la producción de cal el consumo de materia prima, con cerca de 1,8 t por tonelada de producto final, es aproximadamente un 10 % mayor que en la fabricación de cemento. En el consumo calculado de materia prima no se ha tenido en cuenta el escombro, que varía mucho de un yacimiento a otro. Para el posterior recultivo de una cantera se recomienda hacer la provisión de fondos ya durante la explotación. e xplotación.

DISTRIBUCIÓN DE PLANTA 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



Figura 2. Disposiciones en la fábrica

Figura 3. Diagrama de flujo de proceso para obtención de cal viva y cal hidratada

Resumen de Industria de La Cal

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