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CARBONATO DE CALCIO PANORAMA DE MERCADO DE LA MINERIA NO METALICA CARBONATO DE CALCIO

REALIZADO POR: PROYECTOS Y GESTION MINERA – INTEMIN ING. MARCELO PASIN LIC. NATACHA IZQUIERDO GONZALEZ LIC. GABRIELA STRAZZOLINI MARIANA GREGORIO CLARISA CATNICH

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CARBONATO DE CALCIO INDICE INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................ 5

METODOLOGÍA EMPLEADA ................................................................................................................. 5

CARACTERÍSTICAS DEL MERCADO ARGENTINO ......................................................................... 6

PARTE I: EL PRODUCTO ......................................................................................................................... 7 1. DEFINICION ............................................................................................................................................ 7 1.1. ROCAS CARBONATICAS SEDIMENTARIAS.................................................................................... 7 1.2. ROCAS CARBONATICAS IGNEAS ..................................................................................................... 8 1.3. ROCAS CARBONATICAS METAMORFICAS .................................................................................... 8 1.4. CLASIFICACION ................................................................................................................................... 9 1.5. PRODUCTOS ........................................................................................................................................ 11 2. USOS ........................................................................................................................................................ 14 2.1. PRODUCCION DE CAL ...................................................................................................................... 14 2.2. USOS EN CONSTRUCCIÓN ............................................................................................................... 14 2.3. USOS QUÍMICOS................................................................................................................................. 16 2.4. USO COMO CARGA Y PIGMENTOS ................................................................................................ 18 2.4.1. CARBONATO DE CALCIO PRECIPITADO (CCP)........................................................................ 19 2.4.1.1. USOS FINALES.............................................................................................................................. 19 3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS...................................................................................................... 29 PARTE II: LA ACTIVIDAD DEL MINERAL EN LA ARGENTINA ................................................. 34 1. CARACTERÍSTICAS DE LA OFERTA .............................................................................................. 34 1.1. GÉNESIS DE LOS DEPÓSITOS DE CALIZA ..................................................................................... 34 1.2. PRODUCCIÓN DE CALIZA ................................................................................................................ 34 1.2.1. Producción de CCP ............................................................................................................................. 35 1.3. EMPRESAS PRODUCTORAS ............................................................................................................. 36 2. CARACTERÍSTICAS DE LA DEMANDA.......................................................................................... 36 2.1. ESTRUCTURA DE LA DEMANDA DE CCN .................................................................................. 36 2.1.1. ESTRUCTURA DE DEMANDA DE CCP................................................................................................... 37 2.2. SECTORES INDUSTRIALES............................................................................................................ 37 2.2.1. INDUSTRIA DEL PAPEL ........................................................................................................................ 38 2.2.2. INDUSTRIA CERÁMICA ........................................................................................................................ 39 2.2.3. INDUSTRIA DEL CEMENTO................................................................................................................... 39 3. CONSUMO APARENTE ....................................................................................................................... 40 PARTE III: INTERCAMBIO COMERCIAL ......................................................................................... 42 1. POLÍTICA ARANCELARIA ................................................................................................................ 42 Instituto de Tecnología Minera Segemar

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CARBONATO DE CALCIO 1.1. ARANCELES DE IMPORTACIÓN Y EXPORTACIÓN .................................................................... 42 1.2. INCENTIVOS A LAS EXPORTACIONES ......................................................................................... 42 1.3. DEVOLUCIÓN DE IVA ....................................................................................................................... 42 2. IMPORTACIÓN ..................................................................................................................................... 43 3. EXPORTACIÓN..................................................................................................................................... 43 PARTE IV: PRECIOS................................................................................................................................ 45 1.PRECIOS INTERNOS ............................................................................................................................ 45 1.1.CALIZA .................................................................................................................................................... 45 1.2.CCP ...................................................................................................................................................... 45 2.PRECIOS INTERNACIONALES.......................................................................................................... 45 2.1.CALIZA .................................................................................................................................................... 45 2.2.CARBONATO DE CALCIO.......................................................................................................................... 45 2.3.CAL ...................................................................................................................................................... 46 2.4.CCP ...................................................................................................................................................... 46 2. COSTOS DE COMERCIALIZACIÓN................................................................................................. 46 PARTE V: SITUACIÓN INTERNACIONAL ......................................................................................... 47 1.CALIZA .................................................................................................................................................... 47 1.1.PRODUCCIÓN ........................................................................................................................................... 47 1.2.CONSUMO ................................................................................................................................................ 48 2. CAL .......................................................................................................................................................... 49 2.1. PRODUCCIÓN .......................................................................................................................................... 49 2. CARBONATO DE CALCIO PRECIPITADO ..................................................................................... 49 2.1. PRODUCCIÓN .......................................................................................................................................... 49 2.2. CONSUMO ............................................................................................................................................... 49 PARTE VI: MERCOSUR, CHILE Y BOLIVIA ..................................................................................... 52 1. BRASIL.................................................................................................................................................... 52 2. URUGUAY .............................................................................................................................................. 53 3. PARAGUAY............................................................................................................................................ 54 4. CHILE...................................................................................................................................................... 55 5. BOLIVIA ................................................................................................................................................. 56 ANEXO: PRODUCTORES DE PIEDRA CALIZA ................................................................................ 57

PRODUCTORES DE CAL ........................................................................................................................ 59

BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................................... 60

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CARBONATO DE CALCIO INDICE DE TABLAS Tabla I: Clasificación de calizas según el cont. de Carbonato de Calcio (CaCo3)..........................9 Tabla II: Análisis químico de algunas calizas de alta pureza........................................................10 Tabla III: Clasificación de calizas según esquema de Leighton y Pendexter (1962)....................11 Tabla IV: Principales minerales industriales utilizados en plásticos, y sus principales resinas. ...21 Tabla V: Propiedades físicas de los minerales de carga seleccionados utilizados en plásticos ..22 Tabla VI: Cargas de Carbonato de Calcio en algunos plásticos seleccionados...........................23 Tabla VII: Propiedades de los extensores minerales usados en pintura ......................................25 Tabla VIII: Cantidades típicas de cargas en pintura (kg/galón) ....................................................25 Tabla IX: Especificaciones requeridas como agregados (ASTM 1991)........................................30 Tabla X: Especificaciones físicas y químicas para calizas grado vidrio .......................................31 Tabla XI: Especificaciones típicas requeridas por los agregados en carreteras ..........................32 Tabla XII: Tabla XIII: Producción de caliza 1993-1997 (en toneladas) .........................................................35 Tabla XIV: Tabla XV Tabla XVI: Consumo aparente de caliza (t) .................................................................................41 Tabla XVII: Aranceles de Importación..........................................................................................42 Tabla XVIII: Importación de caliza.(1993 - 1999) en toneladas. ...................................................43 Tabla XIX: Exportación de caliza* (1993 - 1999) en toneladas....................................................43 Tabla XX: Consumo Mundial de CCP por región y aplicación en miles, 1996.............................50 Tabla XXI: Tabla XXII: Producción de caliza .................................................................................................55 Tabla XXIII: Producción y destino de la cal..................................................................................56

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CARBONATO DE CALCIO INTRODUCCIÓN El objetivo principal del siguiente trabajo es presentar un panorama general sobre el mercado de la piedra caliza en el ámbito nacional e internacional.

El informe se divide en seis partes, y cada una de ellas trata de mostrar un panorama general del

“carbonato de calcio”. A través de la información presentada sobre la

definición del mineral, sus principales usos y especificaciones técnicas, consideramos de utilidad explicitar los mercados en los cuales participa, los productos comercializados, el intercambio comercial y el alcance geográfico para un posterior análisis más exhaustivo, necesario para la toma de decisiones.

Cabe aclarar que cuando se presentan precios, estos solo tienen el objeto de orientar, ya que la valoración depende de diversos factores.

Como objetivo secundario se trata de homogeneizar la terminología técnica y comercial respecto al mineral. METODOLOGÍA EMPLEADA La metodología empleada consistió en la recolección y procesamiento de datos obtenidos a través de consultas a fuentes secundarias, tales como: • Organismos oficiales • Consulados • Publicaciones nacionales y extranjeras. • Biblioteca del INTEMIN.

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CARBONATO DE CALCIO CARACTERÍSTICAS DEL MERCADO ARGENTINO La caliza ocupa un lugar relevante en la producción de rocas ornamentales junto con la dolomita, aportando el 26,02% a ese mercado, siendo su última producción anual (1997) de 14.381.184 toneladas lo que representa cerca de 98,6 millones de pesos.

Dicha producción, se encuentra localizada en más de cinco provincias siendo las principales, de acuerdo al nivel de participación, las siguientes: Buenos Aires (33,9%), Córdoba (20,0%), Mendoza (12,5%), San Juan (11,7%) y otras.

El intercambio comercial de piedra caliza no es muy significativo respecto a los niveles de producción y consumo doméstico. Los porcentajes de comercialización no superan el 1% respecto a la producción.

El principal destino de la piedra caliza es para la producción de cemento y cal, como parte de la industria de la construcción; no obstante, existen otros tantos usos en diversas industrias como: pintura, papel, cerámica, etc.

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CARBONATO DE CALCIO PARTE I: EL PRODUCTO 1. DEFINICION Las rocas carbonáticas son materias primas extremadamente valiosas y ampliamente utilizadas en la industria, aunque los sectores de la construcción y de la fabricación de cemento son, generalmente, los principales consumidores. La evaluación estratégica de los recursos y reservas de rocas carbonáticas requiere algo más que una simple evaluación geológica de la misma y debe incluir la determinación de sus propiedades físicas, químicas y mineralógicas. Dicha evaluación requiere también una comparación con las especificaciones nacionales e internacionales para cada uso potencial. La clasificación geológica de las rocas carbonáticas se basa en el modo de ocurrencia y la mineralogía. 1.1. ROCAS CARBONATICAS SEDIMENTARIAS La caliza es una roca sedimentaria compuesta mayormente por calcita (CaCO3) u ocasionalmente por aragonita, la cual posee la misma composición química que la calcita pero diferente estructura cristalina, y sólo es económicamente importante en los depósitos modernos o recientes. La dolomía es una roca sedimentaria similar donde predomina la dolomita (CaMg(CO3)2). La mayoría de las dolomías se forman por la substitución temprana de la caliza a través de la acción de aguas ricas en magnesio. También se encuentran asociados a la caliza y dolomía otros carbonatos como siderita (FeCO3), ankerita (Ca2MgFe(CO3)4), y magnesita (MgCO3) pero en menores cantidades. Alrededor del 20% de todas las rocas sedimentarias son calizas y dolomías o graduaciones entre ambas. Debido a que sus propiedades físicas son tan similares, no es fácil distinguir unas de otras, por lo tanto se toma en cuenta para su identificación la gravedad específica, el color, la forma del cristal y otras propiedades físicas si la roca es relativamente monomineral y compacta. Las impurezas en rocas carbonáticas varían considerablemente en tipo y cantidad, pero son importantes desde el punto de vista económico sólo si afectan la utilidad de la roca. Generalmente, las dos consideraciones más importantes a tener en cuenta son “cuánto” y “cómo” están distribuidas. Es posible tolerar, para algunos usos, una cantidad considerable de impurezas, si las mismas están diseminadas a lo largo de la roca, pero si éstas están concentradas en láminas pueden formar superficies débiles que afecten seriamente el rendimiento de la roca. Las impurezas más comunes son las arcillas, la sílice, los minerales orgánicos y los oxidados de hierro. La mayor parte de los carbonatos sedimentarios se han producido por procesos biogenéticos y consisten de esqueletos de organismos de carbonato, aunque algunos se formaron como resultado de precipitación química inorgánica. Los carbonatos orgánicos comprenden los esqueletos completos y fragmentos de organismos más largos incluyendo corales, briozarios y moluscos, como también partes calcificadas de organismos más simples como foraminíferas y algas. En los registros geológicos hay Instituto de Tecnología Minera Segemar

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CARBONATO DE CALCIO ejemplos de sistemas principales de carbonatos en los cuales cada uno de estos grupos han sido productores de carbonatos dominantes. Los carbonatos inorgánicos ocurren como granos (principalmente oolitas) y/o rellenos de poros por cemento precipitado directamente del agua del mar. Generalmente el cemento representa la mejor contribución a los sedimentos de carbonato de los arrecifes. El tamaño, la pureza y otras características económicamente importantes de los depósitos de rocas de carbonato dependen de su ambiente de deposición y subsecuente historia diagenética. Las calizas formadas en zonas de alta energía, generalmente, contienen pequeñas cantidades de material no carbonoso y pueden ser fuentes de material de carbonato de alta pureza. Las siguientes descripciones sedimentarias tales como:

corresponden

a

diferentes

rocas

carbonáticas

• Chalk (tiza): es una caliza micrítica de granos muy finos, mayormente consiste de despojos de algas de plancton. Usualmente es color blanco y relativamente suave y poroso. •

Otras rocas de carbonato incluyen marga, travertino y vetas de calcita. Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación rápida de carbonato de calcio alrededor de fuentes de aguas termales. Este es depositado en capas compactas, fibrosas o concéntricas produciendo una apariencia bandeada. El travertino de mayor porosidad y suavidad es conocido como tufa calcárea. Vetas de calcita groseramente cristalina son comúnmente asociadas con baritina epigenética, fluorita y minerales de plomo y cinc.

1.2. ROCAS CARBONATICAS IGNEAS Las rocas carbonáticas ígneas (Carbonatitas) constituyen el grupo menos común de rocas ígneas compuestas, principalmente, de carbonatos de calcio, magnesio y/o hierro que generalmente ocurren como un componente de complejos anillos intrusivos alcalinos en áreas de basamento antiguo o como rocas intrusivas o volcánicas dentro de estructuras profundas. Las rocas carbonáticas ígneas son generalmente heterogéneas y pueden contener vetas y xenolitos de otras rocas ígneas. Sin embargo, a menudo son fuentes locales útiles de carbonatos en áreas donde de otro modo no habría provisión de calizas. Las rocas carbonáticas ígneas pueden contener otros minerales económicos tales como los fosfatos, vermiculita y tierras raras. 1.3. ROCAS CARBONATICAS METAMORFICAS La caliza o dolomía que ha recristalizado durante el metamorfismo es conocida como MARMOL. El mármol es una importante fuente de rocas carbonáticas. Las impurezas minerales incluyen cuarzo, mica, clorita, tremolita, actinolita, grafito, hematita y limonita.

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CARBONATO DE CALCIO El mármol puro es blanco brillante pero la presencia de impurezas resulta en variaciones de texturas y colores. La textura recristalizada permite la producción de pulidos sobre superficies cortadas y ese factor, junto con su baja porosidad y su agradable apariencia estética, resultan en numerosos usos como piedras ornamentales. 1.4. CLASIFICACION Desde 1950, numerosos esquemas de clasificación han surgido sobre la base del hallazgo de nueva información que permitió descripciones de la roca carbonática más explícitas y más relacionadas a la interpretación genética. Muchos aspectos de las rocas carbonáticas pueden ser utilizados como base de un esquema de clasificación, pero tal vez, los más utilizados sean la composición y la textura. La composición puede ser en términos mineralógicos, tipos de fósiles o granos, o constituyentes químicos. La textura se refiere a los aspectos de deposición y post deposición, tales como proporciones relativas a la forma del grano y arcillas calcáreas, tamaño del grano, cemento y poros. Las rocas carbonáticas rara vez son monominerales de forma natural, por lo tanto, una clasificación mineralógica de esas rocas necesita tomar en cuenta la variación en cantidad de calcita, dolomita y materiales no carbonosos. Tal clasificación es útil en la descripción de rocas, especialmente cuando se combinan con parámetros de textura, pero comúnmente no es suficiente para propósitos industriales. De todos modos, la caliza y la dolomía pueden ser utilizadas en numerosos usos indistintamente, excepto en aquellos donde existen requerimientos químicos especiales. Estos requerimientos están establecidos en términos de la composición química más que en la composición mineralógica, y especifican la cantidad de CaCO3 (o CaO) y MgCO3 (o MgO) o ambos a lo largo de la roca con el porcentaje máximo de impurezas toleradas. La determinación del contenido de carbonato puede entonces ser usado para clasificar las calizas de grado químico, como se muestra en la tabla l. Tal definición de pureza química es relativamente simple y puede ser fácilmente usada para ilustrar la distribución de la pureza de la caliza. Esta clasificación, también, está disponible para la comparación de datos químicos de calizas de distintos orígenes geológicos. Tabla I: Clasificación de calizas según el cont. de Carbonato de Calcio (CaCo3) Categoría Porcentaje CaCO3 Muy alta pureza > 98,5 Alta pureza 97,0 - 98,5 Media pureza 93,5 - 97,0 Baja pureza 85,0 - 93,5 Impura < 85,0 Fuente: Mineralogy and Petrology Group, British Geological Survey

La clasificación de calizas de grado químico por el contenido de CaCO3 no toma en cuenta todas las variaciones en la composición química. Los análisis químicos deberían llevarse a cabo por un espectofotómetro de rayos X fluorescente (XRF) a pesar de que los métodos húmedos químicos pueden ser usados cuando son apropiados. Un análisis químico típico de calizas incluirá CaO, MgO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O, K2O, P2O5, MnO y S, F, Cu, Pb y Zn. Para ciertos usos finales puede ser también necesario analizar As, Instituto de Tecnología Minera Segemar

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CARBONATO DE CALCIO Cr, Co u otros elementos. Investigaciones más detalladas pueden requerir la determinación de la composición individual de los componentes del carbonato y/o minerales asociados, usando instrumentos electrónicos como el microscopio o el SEM. En la tabla ll se muestran los análisis químicos de calizas típicas de alta pureza. Dichas calizas son usadas o potencialmente usadas, en un amplio rango de aplicaciones industriales incluyendo manufactura de vidrios, producción de soda ash, magnesia agua de mar, refinación de azúcar y cargas de alto grado. Tabla II: Análisis químico de algunas calizas de alta pureza Derbyshire, UK1 Bee Low calizas 55,09 0,37 0,64 0,05 0,11 0,00 0,02 0,02 0,02 0,18 43,44

North Pennines, UK1 Formación Malham 55,54 0,26 0,26 0,08 0,13 0,01 0,05 0,01 0,01 0,02 43,40

CaO MgO SiO2 Fe2O3 Al2O3 Na2O3 K2O P2O5 MnO SO3 Perdida (en ppm) F 100 0 Cu 4 1 Zn 21 9 Pb 10 1 1 Harrison et al. (1990) 2 Mathers et al. (1990) Fuente: Mineralogy and Petrology Group, British Geological Survey

Guanacaste, Costa Rica2 Barra Honda caliza 55,71 0,21 0,04 0,05 0,02 0,00 0,00 0,02 0,00 0,03 43,70 414 5 4 6

La clasificación de textura, junto con la clasificación mineralógica, es fundamental en los estudios geológicos para determinar el origen de las rocas de carbonato. La clasificación realizada por Leighton y Pendexter (1962) consideró que la mayoría de las calizas pueden ser caracterizadas por el tipo y las cantidades relativas de cuatro componentes de la textura: vetas, arcilla calcárea (micrita), cemento y poros. La relación de las proporciones relativas de las vetas a material micrítico, es la base de su sistema de nomenclatura (ver tabla III). La clasificación de Folk (1959) se basa en el tipo y tamaño del grano, mientras que la de Dunham (1962) en la textura de deposición. El sistema Folk describe la roca en términos de granos discretos (tales como fragmentos biogenéticos) dispersados en una extensión mayor o menor dentro de una matriz limosa microcristalina de calcita (micrita), o un cemento cristalino (spar). Esta clasificación es la más aplicada en estudios petrográficos. La clasificación Dunham, también es muy utilizada, particularmente en el campo de la descripción de las rocas carbonáticas. Este sistema subdivide la roca sobre la base de la textura de deposición, la presencia o ausencia de material de granulometría fina, Instituto de Tecnología Minera Segemar

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CARBONATO DE CALCIO diferenciando un “carbonato arcilloso” de una “piedra granular”. La abundancia relativa de granos permite a los carbonatos arcillosos ser subdivididos en “mudstone”, “wackestone” y “packstone”, y la presencia de signos de ligazón durante la deposición, caracterizan los “boundstone”. El grado de empaque diferencia los “packstone” de “wackestone”. La formación está compuesta de granos con íntimo contacto con cada una de las otras donde la otra consiste de una cantidad relativamente pequeña de granos “flotantes” en una matriz arcillosa. Tabla III: Clasificación de calizas según esquema de Leighton y Pendexter (1962)

Construcción No Orgánica Caliche Travertino Tufa

Coralinos Ls. Algaceos Ls. CoralinosMicritico Ls. AlgaceosMicritico MicriticoCoralinos Ls. MicriticoAlgaceos Ls. Etc.

Construcción Orgánica

Vetas cubiertas Oolitico Ls. Pisolitico Ls. Encrustados algaceos Ls. Oolitico (Pisolitico, etc.)Micritico MicriticoOolitico (Pisolitico etc.) Ls.

Lumps Lump Ls. LumpMicritico Ls. MicriticoLump Ls.

Pellets Pellet Ls. PelletMicritico Ls. MicriticoPellet Ls.

Vetas de esqueleto Esquelético Ls.

10%

EsqueléticoMicritico Ls.

1.9

MicriticoEsquelético Ls.

50%

Vetas Detriticas

1:1

Detriticas Ls.

90%

DetriticasMicritico Ls.

% vetas

9:1

MicriticoDetriticas Ls.

Relación Veta/ micrita

TIPOS DE VETAS

Caliza Micritica Fuente: Industrial Minerals

La dolomía tiene un problema especial en la clasificación y requiere ser separada de la caliza en este punto. 1.5. PRODUCTOS

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CARBONATO DE CALCIO A lo largo del siguiente texto el término caliza incluye caliza, calcita, dolomía, mármol y chalk, al menos que se lo excluya específicamente. Las funciones industriales de la dolomita son generalmente pero no siempre, similares a la de la caliza, y en varias industrias se usan ambos minerales. Por ejemplo, tanto la caliza como la dolomía se emplean en la manufactura de vidrio. El magnesio (requerido para inhibir la devitrificacion) es provisto por la dolomía, con más adición de caliza para otorgar el contenido de calcio al vidrio según los niveles requeridos. En el siguiente diagrama se presentan en forma resumida los principales productos que se derivan a partir de las calizas o rocas carbonáticas y sus principales aplicaciones. Algunos de los productos derivados de la caliza son los siguientes: 1. 2. 3. 4. 5.

Caliza Masiva para roca de aplicación (Mármol). Caliza Triturada para uso químico. Caliza Triturada para agregado. Caliza Molida en tamaño grueso a mediano para cargas de bajo valor. Caliza Molida en tamaño grueso a mediano para cargas no funcionales de valor medio. 6. Caliza Molida en tamaño fino a ultrafino para cargas funcionales de valor medio. 7. Caliza Molida en tamaño fino a ultrafino de alto valor. 8. Caliza Calcinada con arcillas para la fabricación de cemento. 9. Cal Quemada. 10. Cal Hidratada. 11. Cal con CO2. 12. Carbonato de Calcio Precipitado.

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CARBONATO DE CALCIO CALIZA

Piedra Triturada

Masiva

Calcinada

Usos Quimicos

Agregados

Piedra Ornamental

Con Arcilla

Fundicón hierro Vidrio Azulejos FGD (caliza/yeso)

Concreto Pavimento Materiales drenaje Placas techos

Piedra p/construcción Monumentos Slabs Paving

Cemento

Quemada

Molida Fina a Ultrafina

Cal

Polvos Alto valor

Cargas Funcionales valor medio

Cargas No funcionales Valor medio

Cargas Bajo valor

Hidratada

+ CO2

Adhesivos, papel pinturas bajo costo caucho y plásticos

Carpetas Pisos plásticos

Nutrición animal, carga asfáltica, agricultura, polvo mineral

CCP Silicato de calcio Ladrillos Estabilización de cal

Manufactura de acero

Purif. agua tratamiento efluentes lubricantes, otros quimicos Papel, pinturas caucho y plasticos farmacéuticos, alimentos y bebidas

Usos en Construcción

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Molida Gruesa a Media

Azucar Soda Ash

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CARBONATO DE CALCIO 2. USOS Las propiedades físicas, mineralógicas y químicas de las rocas carbonáticas son muy utilizadas en muchos sectores industriales. Aunque el uso principal de las rocas de carbonato es en construcción, como agregado o en la producción de cal y cemento, éstas también son ampliamente utilizadas en la industria del hierro y acero, en la industria química, en la manufactura de vidrio, como carga, y otros usos específicos. En estos usos no relacionados con la construcción o aplicaciones de alta pureza, la caliza (o cal) puede ser usada tanto como materia prima químicamente reactiva, como una carga inerte o pigmento. Al calor (calcinación) la caliza forma cal (CaO) que es un óxido “básico” y puede ser utilizada para reaccionar con óxidos “ácidos” (ejemplo, en el proceso de fundición). La cal hidratada se forma por reacción de cal con agua. Esta es un alcalino que puede ser usado para soluciones neutralizantes ácidas. La dolomita calcinada se produce de una manera similar, y es comúnmente llamada cal dolomítica. 2.1. PRODUCCION DE CAL La producción de cal es uno de los principales usos de la caliza, a pesar de que también se pueden usar el mármol, la aragonita o el coral. El proceso de producción consiste en la calcinación de la caliza a alrededor de 2.000º F, descomponiéndose en cal viva y dióxido de carbono. El dióxido de carbono, CO2, es despedido como un gas, y la cal viva, CaO, queda. La cal viva reacciona con agua para producir cal hidratada CaO.H2O ó Ca(OH)2. La lechada de cal producto de la hidratación absorbe el dióxido de carbono del aire y retorna a carbonato de calcio. Así, el proceso es reversible: calcita + calor = cal viva, + agua = hidratada, + aire = calcita. La hidratación es el proceso de adición rápida y controlada de agua. La cal se usa en las industrias: química, de la construcción, refractaria, refinación de azúcar, purificación de agua, papel y pulpa, aceros y otros. 2.2. USOS EN CONSTRUCCIÓN Agregados para caminos: las calizas más duras se utilizan en la construcción de carreteras, en UK, USA y otros países, esta aplicación constituye el mayor uso de la caliza. Los pavimentos modernos y flexibles de las carreteras consisten de capas discretas. La “sub - base” distribuye la carga sobre el subsuelo y es cubierta por la capa “base del camino” que es la principal capa de rodamiento del mismo. Las capas superficiales consisten de una “base gruesa” y una delgada “capa de desgastes”. Los agregados de caliza son más comúnmente usados en la sub - base y la base del camino donde son requeridos por ser limpios y fuertes con baja porosidad. Las calizas son típicamente menos durables (tienen relativamente baja resistencia a la abrasión y susceptibilidad al pulido) que otros agregados de rocas de arena o rocas ígneas y de aquí que, generalmente no son utilizados como materiales superficiales de rutas, dado que requieren ser resistentes al desgaste y al deslizamiento. Instituto de Tecnología Minera Segemar

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CARBONATO DE CALCIO Agregados para cemento: el concreto se forma usualmente por la mezcla de cemento, agregados gruesos (grava, caliza triturada u otras piedras duras) y agregados finos (generalmente arena y ocasionalmente caliza finamente triturada). Las propiedades de los agregados afectan las características del concreto tales como la densidad, resistencia, durabilidad, conductividad térmica, contracción y arrastre. La forma y la textura de la superficie de las partículas agregadas y sus clasificaciones (distribución del tamaño de las partículas) son factores importantes que influencian la maleabilidad y fuerza del concreto. Los agregados no deberían ser de un tipo ni contener impurezas suficientes que pudieran ocasionar un efecto adverso sobre las propiedades del fraguado del cemento o en las propiedades de durabilidad del concreto. En consecuencia se requiere que sean duras, durables, limpias y libres de arcillas, carbón, material orgánico, pirita, sulfatos solubles y no deberían estar sujetas a ataques del medio ambiente alcalino del cemento. La reacción sílice - álcalis puede inducir al concreto a la expansión y fisuramiento. Esta es una reacción química entre formas desordenadas de sílice, que puede ocurrir en los agregados, e iones hidroxilo, formados por la liberalización de componentes alcalinos a partir del cemento. La reacción forma un gel que se hincha el cual puede inducir tensiones provocando expansión y fisuras. Una combinación de lo siguiente puede llevar a un fisuramiento inducido: • Una significante cantidad de sílice reactivo (contenidos bajos de sílice reactivo no conducen a la expansión) • Alcalinos disponibles cercanos a un nivel crítico (generalmente desde el cemento) • Agua de una fuente externa Las formas reactivas de sílice (cuarzo, calcedonia) a veces pueden estar presentes en la caliza. Hay un número de pruebas para determinar la reactividad de los agregados. También existen guías para minimizar la reacción sílice – álcalis en las nuevas construcciones usando agregados que contengan menos de 2% o más de 60% de calcedonia y pedernal. Algunos cuarzos en los agregados no deberían estar en forma de cuarcita y deberían contener menos de 30% de cuarzo altamente reactivo. Los agregados seleccionados para uso en concreto deben cumplir con las especificaciones estándares nacionales. Cuando el uso de materiales no cumple con tales especificaciones es desechado, demostrando que el concreto puede ser hecho por ellos suficientemente fuerte y durable. Piedras Ornamentales: las calizas duras y los mármoles son piedras populares en construcción u ornamentales. Ellas son principalmente usadas como revestimiento de estructuras fabricadas de acero - o concreto - y como material para pisos. Además del atractivo estético, el principal requerimiento de caliza como piedra ornamental es su durabilidad potencial, que es función del tamaño de sus poros. En particular, una piedra con alta microporosidad es susceptible a la cristalización de sales. Los estudios petrográficos de las calizas han mostrado diversos parámetros, incluyendo tipos de cemento y tamaño de grano, que directamente afectan la durabilidad de la piedra de construcción. Así, las calizas finas micriticas son menos durables que las calizas de granos gruesos cementado. Instituto de Tecnología Minera Segemar

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CARBONATO DE CALCIO Usos menores como agregado: Un mercado tradicional para la caliza es el de balasto para las vías férreas, pero la relativamente baja resistencia a la abrasión de la mayoría de los agregados de calizas cuando se humedece, reduce el uso de calizas en esta aplicación en UK. Para dichos propósitos se prefieren las rocas ígneas. En otras partes del mundo los agregados de caliza son muy usados en esta aplicación. Cantidades substanciales de agregados son usadas en corrección de suelos, nivelación de sitios y construcción de terraplenes. Las especificaciones de tales materiales generalmente son demandadas, y muchas de las calizas más suaves y más porosas pueden ser empleadas. Los agregados de calizas también pueden ser utilizados para material de drenaje en camas de tuberías y filtros de drenajes. Los grandes bloques de calizas se emplean para defensas del mar y revestimientos en represas. Cemento: el cemento se hace por calcinación de una mezcla de alrededor 75% de caliza y 25% de arcilla para formar un clinker de silicato de calcio que luego es molido y mezclado con una pequeña cantidad de yeso que actúa como retardante de fraguado. La variedad de materias primas usada en el mundo para la manufactura de cemento es muy grande. La mezcla de materias primas pueden ajustarse para alterar la composición química del cemento según las especificaciones deseadas. Los cambios en los procesos de producción han permitido la fabricación de un cemento de alta magnesia (National Council for Cemento and Building Materials, India, 1985). Este proceso puede permitir el uso de calizas con relativamente altos contenidos MgO como materias primas para el cemento. Materiales de construcción: la cal es muy usada en la industria de la construcción en la manufactura de ladrillos de silicato de calcio, bloques livianos de concreto, morteros, estuco y cal hidratada. Los ladrillos de silicato de calcio son manufacturados a partir de la mezcla de cal y arena junto con pigmentos. Los ladrillos son moldeados al mismo tamaño como los ladrillos de arcillas y endurecidos bajo presión de vapor. La cal también es usada en la producción de bloques de concreto aireados por la reacción de lechada de cal y arena con aluminio o zinc pulverizado. Esto resulta en la producción de gas hidrógeno y una estructura celular dentro del bloque curado. El mortero es usualmente hecho a partir de una mezcla de cemento, cal y arena. La cal también es usada en el estuco de cemento - cal - arena o como un aditivo de los estucos de yeso. Las cales hidratadas, producidas a través de agregados de agua a la cal viva, son usadas para la decoración de paredes y estabilización de superficies. 2.3. USOS QUÍMICOS La caliza es utilizada en un numero de industrias donde las propiedades químicas (oxido básico, agente neutralizante, contenido de calcio, fundente, etc.), son importantes. La mayoría de los procesos requiere cal o cal hidratada, solo la producción de hierro, vidrio y desulfurizacion de tubos de gas emplean directamente caliza en bruto. Instituto de Tecnología Minera Segemar

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CARBONATO DE CALCIO Industria del hierro y el acero: la caliza o cal es usada como un fundente para asistir a la fundición en la extracción de hierro a partir del mineral de hierro. La cal reacciona con impurezas de sílice y alúmina en el mineral y forma una escoria que flota sobre la superficie de la fusión. La caliza de alta pureza (o dolomía) con bajo contenido de azufre y fósforo son generalmente las indicadas para estos procesos, pero la consistencia y el abastecimiento local son usualmente el principal criterio para aceptar los materiales. Manufactura de soda ash: el carbonato de sodio (soda ash) es una importante materia prima para la industria química y está relacionada con la reacción de dióxido de carbono con una solución de salmuera y amoníaco para producir cloruro de amonio y un bicarbonato sódico precipitado. El precipitado es recuperado y calentado para producir carbonato de sodio y la solución es tratada con cal para liberar el amoníaco para reciclaje. La cal y el dióxido de carbono consumidos en el proceso son obtenidos a través de calcinación de caliza, que debería ser de alta pureza (>98,5% CaCO3). Refinación de azúcar: la caliza y cal son usadas en la industria azucarera como parte del proceso de purificación. La cal y el dióxido de carbono (obtenidos por calcinación de caliza) son usados para ajustar el pH y asistir en la precipitación de las impurezas. Usualmente se especifica caliza de alta ley que contenga al menos 96% CaCO3 y