Proceso Cal

Question 1

¿Que es la cal?

Answer 1

Producto de la calcinación de la piedra caliza o del carbonato de calcio con cierto grado de dolometrización

Al calcinarse produce cal viva (roca de menor peso)

Está se hidrata y produce un hidrato de calcio (cal hidratada) para muchas aplicaciones

Question 2

¿Cuál es el corazón del proceso?

Answer 2

Calcinación

Question 3

Transformación química para llegar a la cal

Answer 3

Se parte de carbonato de calcio. Con calcinación, se llega a óxido de cal (cal viva). Al hidratarla se da el hidróxido de calcio

Según grado de dolometrización de la caliza, se tiene cierto porcentaje de óxido de calcio e hidróxido de calcio

Question 4

Capacidad de producción de Horcalsa

Answer 4

260000 ton/año óxido de calcio
320000 ton/año hidróxido de calcio

Question 5

Ciclo de la cal

Answer 5

1. Piedra caliza
2. Calcinación dónde libera CO2
3. Se da cal viva Caso
4. Hidratación forma cal hidratada o apagada Ca(OH)2
5. Mezclado
6. Absorción de CO2
7. Piedra caliza nuevamente

Question 6

Reacciones químicas

Answer 6

1. CaCO3(s) -(calor)-> CaO(s) + CO2
2. CaO(s) + H2O -> Ca(OH)2(s)
3. Ca(OH)2(s) + CO2 -> CaCO3(s) + H2O(l)

Question 7

Tipos de cal según dolometrización

Answer 7

1. Cal con alto contenido de calcio < 5% óxido de magnesio
2. 5% < Cal viva magnésica < 35%
3. 35 < Cal dolomítica < 40%

*Valor a controlar óxido de magnesio

Question 8

Tipos de cal

Answer 8

Cal hidratada: se apaga la cal viva con agua. Es un polvo blanco fino y seco (composición química 2 moléculas de agua).
Alta higroscopia permite hidratación natural que hace que busque su reactivo al equilibrio que es CaCO3

Cal aérea: es la cal hidratada que se endurece en contacto con aire. Ca(OH)2 con muy pocas impurezas

Cal hidráulica: se endurece con presencia de agua. Tiene más impurezas (arcillas)

Hidróxido de calcio de alta pureza: se obtiene en equipos industriales de hidratación de cal por separación mecánica de impurezas

Question 9

¿Para que se puede usar la cal especial para construcción?

Answer 9

• Mezclas de levantado
• Repellos
• Cernidos
• Pintura
• Nixtamalizacion
• Estabilización de suelos arcillosos y asfaltos

Question 10

Usos del hidróxido de calcio industrial

Answer 10

• Camaronicultura
• Tratamiento de aguas
• Tratamiento de lodos
• Ingeniería química
• Minería

Question 11

Usos de la cal viva (CaO)

Answer 11

• Metalurgia
• Minería
• Producción de azúcar
• Estabilización de suelos arcillosos

Question 12

¿Cómo se define la calidad química de una cal?

Answer 12

• Grado de reactividad: pureza de cal depende del porcentaje de óxido de calcio y magnesio dependiendo de la industria

• Contenido de impurezas: pueden ser Si, Al, SO3

Question 13

¿Cómo se define la calidad física de una cal?

Answer 13

• Granulometrías: a menor granulometría, mayor reactividad (aumento área superficial).
Cal viva: 50 - 12mm terrón, 12 - 6 Pebble, menor a 6 es triturada, si 70% pasa tamiz 200 y 90% pasa tamiz 325 es molida o pulverizada

Cal hidratada: desde finura 85% tamiz 200, hasta micro pulverizada 90% tamiz 325

Question 14

¿Que norma regula el tamiz de la granulometría de la cal?

Answer 14

ASTME100E11

Question 15

¿Que variables se producen en la producción artesanal de cal?

Answer 15

La parte inferior va a tener óxido sobrecalcinado que limita la reactividad de la piedra

La parte de arriba brinda carbonato de calcio que no se logra calcinar (merma)

Se debe colocar piedras en equilibrio para tener una bóveda sobre el hogar

Question 16

¿Con que combustible se alimenta um horno artesanal?

Answer 16

Con leña seca, leña de matas espinosas, cáscara de arroz o café, llantas… Cualquier cosa que tenga alto poder calorífico

Dependiendo del combustible aumenta variables a controlar (metales pesado, condiciones de inocuidad)

Question 17

¿Cuánto dura la calcinación en horno artesanal y que temperatura debe mantener?

Answer 17

Puede durar hasta 3 días y 3 noche y debe estar a llama adiabatica a 1000 °C

Question 18

¿Que tamaño deben tener las piedras calizas para ser calcinadas en los hornos industriales?

Answer 18

Entre 1 ½ y 4”

Para ello se usa una trituradora de quijadas en circuito cerrado con una Zaranda o criba para control de tamaño

Question 19

¿Cuál es una parte crítica del proceso de cal?

Answer 19

Dosificación de caliza al horno. Se pesa en pesa, determina el nivel de combustible y cantidad de aire

Question 20

¿Cuántos ciclos puede producir un horno industrial?

Answer 20

Entre 100 y 120 diarios y en cada uno se regula la cantidad de caliza, combustible, aire para quemar combustible y aire de enfriamiento de cal viva

Question 21

¿Cuál es el combustible de un horno industrial de cal?

Answer 21

Coque de petróleo (carbón) que es inyectado en varios puntos para cubrir el área transversal del horno para que el calor sea distribuido uniformemente.

Question 22

¿Cómo se hace la hidratación de la cal viva que sale del horno?

Answer 22

Se tritura en una trituradora de martillos

En mezclador 1 se agrega agua potable necesaria para hidratación. Mezcladores 2 y 3 mantienen el movimiento para que la reacción se complete

Tiempo de residencia dentro de la hidratadora es de 6 min

Se monitores P y T en mezcladores 2 y 3

Question 23

¿Que se puede hacer desde la sala de control?

Answer 23

Se puede encender y apagar todos los equipos de la planta, así como ajustes necesarios para calcinación e hidratación de materiales

Question 24

¿Cuales son las etapas del proceso de producción?

Answer 24

• Análisis geológico
• Extracción materia prima
• Hidratación o clasificación
• Subprocesos (envasado y despacho)

Question 25

¿Cómo se inicia el proceso con geología?

Answer 25

Se hace un esquema preliminar para industria calera y cementera

Seleccionar área conveniente para 2 años de exploración. Toma 1 año de muestreo y análisis

Question 26

¿Cómo se hace la explotación y trituración de la muestra de la cantera?

Answer 26

Se produce trituración primaria (1000 mm a 50 mm)

Zaranda para clasificación por eficiencia

Análisis químico de la composición de materiales, granulometría y humedad

Evitar contaminación de arcilla en invierno

Question 27

¿Cuales son los factores a controlar para tener una buena producción de cal?

Answer 27

Medir cantidad de cal alimentada, estabilidad de flujo y poder calorífico del combustible, evitar humedad de combustible y aislar producto terminado del ambien

Question 28

¿Cuales son los factores a controlar para tener una buena producción de cal?

Answer 28

Medir cantidad de cal alimentada, estabilidad de flujo y poder calorífico del combustible, evitar humedad de combustible y aislar producto terminado del ambien

Question 29

¿Cómo se sabe que la calidad de cal es buena en la hidratación?

Answer 29

La reacción exotérmica puede incrementar 40°C

Se mezcla un 28% de agua con el producto, con humedad residual < 0.5%

Se utiliza un 40% del agua en este proceso para control de temperatura