Metodo Cal-soda en Caliente

MÉTODO CAL – SODA: PROCESO EN CALIENTE 1. EN QUÉ CONSISTE La dureza excesiva en el agua es un factor indeseable para muchos usos del agua. Desde el punto de vista sanitario no existe una opinión general a este respecto. Algunos mencionan que el exceso de dureza en el agua causa problemas en el sistema circulatorio. Otros consideran lo contrario e indican que donde se consume agua de baja dureza, es mayor la incidencia de enfermedades de este tipo. La Organización Mundial de la Salud así como la EPA, La Secretaría de Salud y otras agencias reguladoras, no establecen ningún parámetro máximo, ya que concluyen que no hay relación entre daños a la salud y exceso de dureza en el agua. Por lo tanto, un usuario o consumidor, puede tener la certeza que el agua es segura, independientemente del contenido de calcio y magnesio. Sin embargo la dureza, desde el punto de vista de cualidades y características del agua potable, es el principal problema en su uso y aplicaciones, ya que se ha estimado que un 80% de las quejas de los usuarios del agua reportan problemas causados por el alto contenido de sales de calcio y magnesio. La formación de sarro en tuberías industriales y domésticas, los problemas en equipos de enfriamiento con agua y el uso de estas aguas en calderas y calentadores, demandan un tratamiento previo en el agua con excesiva dureza. El proceso de ablandamiento con cal – soda (Ca(OH)2 – Na2CO3) precipita la dureza del agua. En este proceso se llevan a cabo las siguientes reacciones, las cuales se deben de tener en consideración para estimar las cantidades de cal y soda necesarias para el ablandamiento. 1. CO2 + Ca(OH) 2 → CaCO3 + H2O 2. Ca (HCO3)2 + Ca (OH) 2 → 2CaCO 3 + 2H2O 3. Mg (HCO3)2 + Ca (OH) 2 → CaCO3 + MgCO3 + 2H2O 4. MgCO3 + Ca(OH) 2 → Mg(OH) 2 + CaCO3 5. 2NaHCO3 + Ca(OH) 2 → CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O 6. MgSO4 + Ca(OH) 2 → Mg (OH) 2 + CaSO4 7. CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4 Consiste en dos partes: la primera es similar al proceso a la cal en frío. Proceso de cal en frio

Cuando se desea reducir o eliminar la dureza temporal, una manera de hacerlo sería calentando toda el agua que utiliza una industria hasta descomponer todos los bicarbonatos. Dado el alto costo de los combustibles, se ha desarrollado el Proceso a la Cal en frio. Basta agragr al agua una cantidad calculada de Hidróxido de Calcio, llamado también Cal Apagada, que reacciona con los bicarbonatos de calcio y de magnesio, convirtiéndolos en precipitados insolubles. Estos se separan por sedimentación y filtración, quedando el agua libre de estas impurezas. La dureza permanente requiere de otro tipo de procedimiento para su eliminación. A continuación se dan las reacciones químicas que se realizan durante este proceso: Con el Bicarbonato de Calcio:

Con el Bicarbonato de Magnesio:

En una segunda parte se agrega carbonato de sodio. Este compuesto convertirá en carbonato de calcio insoluble todas las sales de calcio solubles que restan en la solución. De igual modo las sales solubles de magnesio y de carbonato de calcio. En la realidad ambas reacciones ocurren simultáneamente, en el mismo recipiente ver figura N° 2.5.1. Este proceso funciona bien en frío, pero se dispone de una fuente de calor excedente, por ejemplo de un escape de vapor de baja presión, el proceso puede mejorarse calentando el agua. En caliente, las reacciones ocurren más velozmente y las precipitaciones son más completas. La precipitación de carbonato de calcio arrastra consigo la sílice presente en el agua, mejorando los resultados. Normalmente quedará una dureza residual entre 15 y 50 ppm. El proceso se emplea para aguas de alta dureza y es de calidad suficiente para el alimento de calderas de baja presión. Para la Dureza Temporal

Para la Dureza Permanente

El proceso de cal sodada en caliente es un proceso continuo en el cual el agua: 1) 2) 3) 4)

se calienta, se trata con una cantidad dada de reactivos químicos, se asienta y se filtra.

Las sustancias químicas usadas son cal hidratada y soda ash. En lugar de comprar cal hidratada se puede comprar cal viva y se apaga antes de usarse. Cuando se requiere para la eliminación de sílice, pueden usarse también cal dolomítica hidratada y/o magnesia activada. Los precipitados formados con carbono de calcio CaCO3 e hidróxido de magnesio Mg(OH)2 que se pueden eliminar por asentamiento y filtración. El grado de ablandamiento que se puede llevar a efecto en este proceso directo cal sodada, con la cantidad usual de reactivos químicos, es a una dureza residual de menos de 25 ppm.

3. EN QUÉ CASOS SE APLICA El ablandamiento en caliente es uno de los métodos más versátiles de tratamiento de agua, efectuando simultáneamente el calentamiento, desaeración y remoción de dureza, sílice, alcalinidad excesiva, turbidez y otras impurezas. El agua producida por ablandamiento en caliente es casi siempre utilizada para repuesto de alimentación a calderas, explotación minera del azufre, etc.

Este proceso de ablandamiento en caliente se aplica cuando el agua cuenta con las siguientes características: TIPO DE AGUA

CONTENIDO EN DUREZA TOTAL (ppm CaCO3)

MEDIANAS

Entre 50 y 150

DURAS

Entre 150 y 300

MUY DURAS

Más de 300

A partir del cual se reducirá la concentración de Carbonato de Calcio hasta un valor de 15 a 30 ppm. El tratamiento que predomina es en este proceso es el ablandamiento con Cal y Carbonato de Calcio BIBLIOGRAFÍA: SHEPPARD T. POWELL(1966) Acondicionamiento de Agua Para la Industria. México, 157 OTTO M. LEIDENGER (1997) Procesos Industriales. USA, 98