La Cal

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

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.

Proceso Productivo de La Cal

PROCESO PRODUCTIVO DE LA CAL:

La Cal es uno productos químico básico que resulta de la calcinación de piedra caliza (Carbonato de Calcio), proceso del que se obtiene la cal viva, la cual después de apagarse con agua se convierte en cal hidratada.

Selección y explotación del yacimiento de piedra caliza. Extracción del yacimiento natural.

La piedra caliza es triturada y clasificada de acuerdo a su tamaño y características, siendo ésta la materia prima que se ha de usar en el proceso de calcinación.

Durante el proceso de calcinación, la piedra caliza es transformada en Cal Viva u Óxido de Calcio.

Para producir Cal Hidratada, la Cal viva es transportada al proceso de hidratación en el que se le agrega agua para producir Hidróxido de Calcio ó Cal Hidratada.

EXPLOTACIÓN Y BARRENACIÓN DE CALIZA

TRITURACIÓN

CACALCINACIÓN DE CALIZA EN HORNO MAERZ/ROTATORIOLCINACIÓN DE CALIZA EN HORNO MAERZ/ROTATORIO PRODUCTO FINAL: ÓXIDO DE CALCIO

 

Proceso de Explotación y Trituración de Piedra Caliza

Proceso de Almacenaje, Embarque de la Cal y Proceso de Hidratación de la Cal

Proceso simplificado

Extracción.Se retira material vegetal, procediendo a perforar según el plan de minado diseñado, cargando

después los explosivos para el tumbe, se carga el material ya fragmentado y se trasporta al sistema triturador.

Trituración.

Los fragmentos de roca se reducen de tamaño tamizándolos, ya homogéneos, se transportan mediante

bandas hacia los hornos; para rotatorios se requieren tamaños pequeños.

Calcinación.

La cal se produce por cocción de las rocas calizas mediante flujos de aire caliente que circula en los huecos o

poros de los fragmentos rocosos; las rocas pierden bióxido de carbono produciéndose el óxido de calcio.

Debido al tamaño y forma homogénea de los fragmentos, la cocción ocurre de la periferia hasta el centro

quedando perfectamente calcinada la roca.

Enfriamiento. Posteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser manejada y

los gases calientes regresen al horno como aire secundario.

Inspección. El proceso siguiente es la inspección cuidadosa de muestras para evitar núcleos o piezas de

roca sin calcinar.

Cribado. Se somete a cribado separando a la cal viva en trozo y segmentos de la porción que pasará por un

proceso de trituración y pulverización.

Trituración y pulverización. Este paso se realiza con el objeto de reducir aun más el tamaño y así obtener

cal viva molida y pulverizada, la cual se separa de la que será enviada al proceso de hidratación.

Hidratación. Consiste en agregar agua a la cal viva para obtener la cal hidratada. A 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.

Únicamente la cal viva pasa por un hidratador a presión y posteriormente a molienda para obtener

cal siderúrgica hidratada a presión.

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.

Proceso de Producción

La cal, desde la antigüedad, ha sido uno de los materiales más utilizados. Las culturas precedentes habían aprendido a obtener la cal poniendo la piedra caliza (carbonato de calcio) a elevadas temperaturas. Éste es el método que aún se utiliza hoy en día. De este proceso conocido como calcinación, se obtiene la cal viva, u óxido de calcio. La cal apagada (hidróxido de calcio) se produce mediante la reacción de la cal viva con el agua. Además de la cal con elevado contenido de calcio, se producen también la cal viva y la cal apagada de dolomita, que contienen compuestos de magnesio y de calcio.Se describe a continuación las etapas que conforman el proceso de fabricación de cal hidratada:

Trituración.- ingresan las rocas calcáreas a los trituradores para obtener una piedra de diferentes dimensiones.

Clasificación.- El material triturado se tamiza para eliminar los tamaños

mayores difíciles de calcinar y los finos, para impedir una adecuada circulación de los gases calientes en el horno.

Calcinación.- El material clasificado ingresa al horno y se da el proceso de la combustión:La cocción (calcinación) de la cal es un sencillo proceso químico; que puede representarse con la siguiente ecuación química:CaCO3 + calor -------- CaO + CO2La temperatura de la caliza depende de la presión parcial del CO2. A la presión atmosférica y con una concentración de CO2 del 25%. La disociación empieza aproximadamente 810oc: Algunos componentes, como NaHCO3 o KHCO3 se disocian a bajas temperaturas (200+300oC) ya en la zona de precalentamiento; otros, como NaCO3 o K2CO3 se disocian a 800+900oC en la zona de cocción, formando Na2O y K2O que sublima en Na y K a aproximadamente 1200oC.En los tradicionales hornos aspirados el aire de combustión es precalentado por la cal y el combustible es introducido en la parte baja de la zona de cocción. El aire de combustión con un similar proceso no puede ser puesto a elevada temperatura, ya que el contenido térmico de la cal es más bajo de cuanto serviría para precalentar el aire. Por el contrario la cantidad de calor disponible en los humos de la zona de precalentamiento del horno es por el contrario notablemente mayor de cuanto pueda ser absorbido por la caliza. De esta situación resulta que en los hornos tradicionales se gastan calorías para precalentar el aire de combustión, mientras que los humos dejan el horno con un elevado contenido térmico disponible. Esta situación lleva a elevados consumos de calorías por unidades de producto. La introducción luego del combustible en la parte baja del horno(zona final de cocción) lleva inevitablemente a recalentamientos con consiguiente extracocción de la cal y prematuro desgaste de los refractarios del horno.En los hornos regenerativos el cambio térmico entre los humos que salen del horno y el aire de combustión, se realiza empleando como acumulador de calor la caliza de la zona de precalentamiento del horno. En un primer tiempo la caliza absorbe el calor poseído por los humos y en un segundo tiempo lo cede al aire de combustión.Este proceso se hace posible gracias a la cooperación de 2 o más cubas acopladas entre sí, en las cuales es invertida periódicamente tanto la combustión como el sentido de recorrido de los gases. El funcionamiento en equicorriente de la cuba que está en combustión permite una cocción suave de la caliza sin peligros de extracocción de la cal. Esto es posible porque la combustión, y como consecuencia las más altas temperaturas, se realizan en una zona del horno en donde la masa en cocción es todavía caliza capaz de absorber rápidamente las calorías desarrolladas por la combustión.Partiendo de la zona de introducción del combustible y bajando hacia la zona de enfriamiento, la caliza se transforma cada vez más en cal

disminuyendo progresivamente la capacidad y la velocidad de absorber calorías; los gases de combustión bajan con la masa en cocción y ceden continuamente calorías, disminuyendo su temperatura hasta llegar a completar la cocción de la caliza a una temperatura de aproximadamente solo 850 – 1100oC. El sistema de introducción y distribución del combustible en la sección del horno, realizada con lanzas sumergidas en la masa de caliza, permite utilizar indiferentemente gas, aceite combustible o polvillo de carbón. La recuperación del calor con el sistema regenerativo lleva a una emisión de los gases de escape del horno a temperatura relativamente baja, capaz de poder separar el polvo contenido en los humos normales filtros de mangas.

Molienda.- La cal viva entra al proceso de molienda, que es una prensa de rodillos, resultando un polvo fino impalpable.

Apagado.- El polvo crudo de cal viva ingresa a la hidratadora, resultando una cal hidratada en polvo.

Proceso Productivo de la Cal. En línea. Fecha de consulta: 17 de abril de 2014. Disponible en: http://anfacal.org/pages/proceso-productivo-de-la-cal.php

Proceso Simplificado. En línea. Fecha de consulta: 17 de abril de 2014. Disponible en: http://calidra.com/proceso/produccion-de-la-cal/

La cal, tipos y procesos de obtención. En línea. Fecha de consulta: 17 de abril de 2014. Disponible en: http://www.quiminet.com/articulos/la-cal-tipos-y-proceso-de-obtencion-17648.htm

Proceso de Producción. En línea. Fecha de consulta: 17 de abril de 2014. Disponible en: http://www.actiweb.es/calgrijalva/pagina2.html