Proceso Cal Flashcards
¿Que es la cal?
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
¿Cuál es el corazón del proceso?
Calcinación
Transformación química para llegar a la cal
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
Capacidad de producción de Horcalsa
260000 ton/año óxido de calcio
320000 ton/año hidróxido de calcio
Ciclo de la cal
- Piedra caliza
- Calcinación dónde libera CO2
- Se da cal viva Caso
- Hidratación forma cal hidratada o apagada Ca(OH)2
- Mezclado
- Absorción de CO2
- Piedra caliza nuevamente
Reacciones químicas
- CaCO3(s) -(calor)-> CaO(s) + CO2
- CaO(s) + H2O -> Ca(OH)2(s)
- Ca(OH)2(s) + CO2 -> CaCO3(s) + H2O(l)
Tipos de cal según dolometrización
- Cal con alto contenido de calcio < 5% óxido de magnesio
- 5% < Cal viva magnésica < 35%
- 35 < Cal dolomítica < 40%
*Valor a controlar óxido de magnesio
Tipos de cal
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
¿Para que se puede usar la cal especial para construcción?
• Mezclas de levantado
• Repellos
• Cernidos
• Pintura
• Nixtamalizacion
• Estabilización de suelos arcillosos y asfaltos
Usos del hidróxido de calcio industrial
• Camaronicultura
• Tratamiento de aguas
• Tratamiento de lodos
• Ingeniería química
• Minería
Usos de la cal viva (CaO)
• Metalurgia
• Minería
• Producción de azúcar
• Estabilización de suelos arcillosos
¿Cómo se define la calidad química de una cal?
• 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
¿Cómo se define la calidad física de una cal?
• 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
¿Que norma regula el tamiz de la granulometría de la cal?
ASTME100E11
¿Que variables se producen en la producción artesanal de cal?
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
¿Con que combustible se alimenta um horno artesanal?
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)
¿Cuánto dura la calcinación en horno artesanal y que temperatura debe mantener?
Puede durar hasta 3 días y 3 noche y debe estar a llama adiabatica a 1000 °C
¿Que tamaño deben tener las piedras calizas para ser calcinadas en los hornos industriales?
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
¿Cuál es una parte crítica del proceso de cal?
Dosificación de caliza al horno. Se pesa en pesa, determina el nivel de combustible y cantidad de aire
¿Cuántos ciclos puede producir un horno industrial?
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
¿Cuál es el combustible de un horno industrial de cal?
Coque de petróleo (carbón) que es inyectado en varios puntos para cubrir el área transversal del horno para que el calor sea distribuido uniformemente.
¿Cómo se hace la hidratación de la cal viva que sale del horno?
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
¿Que se puede hacer desde la sala de control?
Se puede encender y apagar todos los equipos de la planta, así como ajustes necesarios para calcinación e hidratación de materiales
¿Cuales son las etapas del proceso de producción?
• Análisis geológico
• Extracción materia prima
• Hidratación o clasificación
• Subprocesos (envasado y despacho)
¿Cómo se inicia el proceso con geología?
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
¿Cómo se hace la explotación y trituración de la muestra de la cantera?
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
¿Cuales son los factores a controlar para tener una buena producción de cal?
Medir cantidad de cal alimentada, estabilidad de flujo y poder calorífico del combustible, evitar humedad de combustible y aislar producto terminado del ambien
¿Cuales son los factores a controlar para tener una buena producción de cal?
Medir cantidad de cal alimentada, estabilidad de flujo y poder calorífico del combustible, evitar humedad de combustible y aislar producto terminado del ambien
¿Cómo se sabe que la calidad de cal es buena en la hidratación?
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
