Unidad Nº1 - Industria de la Cal

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Unidad N° 1 “Industria de la Cal” Introducción ..............................................................................................................2 Extracción de caliza ....................................................................................................3 Procesamiento de la roca ............................................................................................... 3 Producción de cal ............................................................................................................ 5 Calcinación .................................................................................................................. 6 Hornos de cal .............................................................................................................7 Hornos rotativos ............................................................................................................. 7 Hornos verticales .......................................................................................................... 10 Procesamiento de la cal viva..................................................................................... 15 Producción de cal hidratada ..................................................................................... 15 Producción de cal apagada ....................................................................................... 17 Usos o aplicaciones de la cal ..................................................................................... 20 Estabilización de suelos con cal .................................................................................... 21 Características técnicas de las cales .......................................................................... 23 Ensayos de las cales ................................................................................................. 23 Toma de muestras ........................................................................................................ 23 Expansión ...................................................................................................................... 23 Finura ............................................................................................................................ 23 Resistencias Mecánicas ................................................................................................. 23 Bibliografía .............................................................................................................. 24

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Introducción La piedra caliza (limestone) es un mineral que consiste principalmente en carbonato de calcio pero también contiene carbonato de magnesio como componente secundario. La composición típica es 97% de carbonatos de calcio y magnesio, de 30-56% de CaO, 0,2-21% de MgO y hasta un 3% de óxidos de arcillas. Es muy abundante en todo el mundo y es una materia prima esencial para muchas industrias. La industria química la utiliza para obtener de ella gran parte de los compuestos de calcio que necesita y para obtener la base relativamente fuerte que es el Ca(OH)2 en solución. Por su parte, la industria de la construcción obtiene del carbonato de calcio la cal conglomerante, aérea o hidráulica, y de las mezclas de caliza-arcilla los cementos Portland. El término cal tiene una amplia connotación. Puede referirse a cal viva o aérea (quicklime), cal hidratada o apagada (hydrated lime), o bien cal hidráulica (hydraulic lime). La cal viva o aérea se produce por descomposición térmica de la caliza. Consiste principalmente en óxido de calcio (CaO).

La cal hidratada o apagada se produce por la reacción de la cal viva con agua. Consiste principalmente en hidróxido de calcio. En términos precisos, cal hidratada se refiere al hidróxido de calcio seco, mientras que cal apagada a la suspensión acuosa de partículas de hidróxido de calcio en agua.

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González La cal hidráulica se produce a partir de piedra caliza que contiene considerables cantidades de sílice y alúmina (arcillas). Luego de su mezclado con agua, tiene propiedades cementantes (o hidráulicas) y es capaz de fraguar bajo agua.

Extracción de caliza La mayoría de la caliza se produce por minería a cielo abierto. Sólo una pequeña porción (5%) es extraída por minería subterránea. La primera operación en minería a cielo abierto es remover las sobrecargas (el suelo, la arcilla y la roca que está sobre el depósito). La siguiente etapa es generalmente perforar la roca madre. Los taladros rotatorios y percutores son ampliamente utilizados para esta tarea. El diámetro de las perforaciones varía entre 5 y 25 cm, dependiendo del diseño de la explosión. Luego, los hoyos se llenan con cantidades controladas de explosivos. El más común es una mezcla de nitrato de amonio y fuel-oil (ANFO). En una explosión típica se fragmentan entre 5.000 y 50.000 toneladas de roca con una cantidad aproximada de 140g de explosivo por tonelada de caliza. Es muy importante el control de la explosión: si la fragmentación es muy pequeña produce rocas grandes que luego deben romperse utilizando una segunda explosión o por golpe; si la fragmentación es demasiada, produce una excesiva cantidad de partículas finas y aumenta el riesgo de arrojar piedras fuera de la cantera.

Procesamiento de la roca Luego de la explosión, el método más efectivo para reducir el tamaño es una trituración primaria. Las trituradoras primarias son de dos tipos básicos: de compresión y de impacto. Las trituradoras de compresión típicas son: las de mandíbulas, las de cono y las giratorias, y operan por la lenta aplicación de presión que causa que la roca se rompa. Por otro lado las trituradoras de impacto utilizan rompedores o martillos. La selección del tipo de trituradora

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González depende de la dureza y de las características de fracturación de la caliza, de la capacidad de planta, y del tamaño deseado o degradación. En general, las de tipo compresión son las preferidas para rocas de gran tamaño, gran dureza, y muy abrasivas, las de impacto para tamaños menores y las giratorias para plantas de alta capacidad. Dependiendo del tipo, las trituradoras primarias producen una reducción de tamaño entre 3,8 y 25cm, y las capacidades van desde 90 a 450tn/h. Generalmente no se requieren trituradoras secundarias con las de tipo impacto, pero si con los tamaños más grandes de las trituradoras de mandíbulas y giratorias. Se utilizan molinos de martillos especiales, un triturador giratorio y de conos modificado, como triturador secundario. El tamaño requerido para la alimentación de hornos de cal verticales es entre 15 y 20cm por lo que luego de la trituración primaria, debe hacerse pasar por un tamiz vibratorio donde se realiza la clasificación. Para hornos rotatorios, en cambio, el tamaño es menor, entre 0,64 y 6,4cm por lo que se requiere una trituración secundaria y posterior clasificación.

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Producción de cal

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González Calcinación La reacción química por descomposición térmica del CaCO3 es:

Existen 3 factores esenciales en la descomposición térmica de la caliza: 1) La roca debe ser calentada hasta la temperatura de disociación de los carbonatos. 2) Esta temperatura mínima (pero en la práctica una temperatura mayor) debe ser mantenida por un cierto tiempo. 3) El CO2 generado, debe ser removido rápidamente. A temperaturas de calcinación de 925-1340°C la disociación de la caliza procede gradualmente desde la superficie externa hacia el interior. La etapa determinante de la reacción depende del tamaño de la partícula, de la temperatura, del porcentaje de calcinación que se ha llevado a cabo y de la composición de los gases. Para que la disociación penetre en el interior de la partícula es necesario que la temperatura sea superior a la del punto de disociación. Generalmente cuanto mayor es el diámetro de la partícula, más alta es la temperatura requerida para calcinar su centro. El dióxido de carbono formado tiene que viajar largas distancias y la presión interna le dificulta el escape. Si la disociación de la partícula es incompleta, quedará en el centro de la partícula un núcleo de carbonato sin calcinar. Por otro lado, si la roca es calcinada bajo condiciones muy severas (por ejemplo alta temperatura y elevado tiempo de retención) se producirá sinterización, reducción de porosidad e incremento de la densidad aparente. Este proceso reduce la actividad de la cal viva con el agua. Ambos extremos son indeseados para la mayoría de los usos de la cal. Por lo general el objetivo es producir una calcinación completa pero en condiciones suaves sin dejar núcleo, o en su defecto 1 o 2% del mismo. Estas cales son más porosas y más reactivas químicamente. Bajo ciertas condiciones de calcinación puede ocurrir recarbonización en la cual el CO2 se readsorbe en la superficie de la cal. Esto disminuye seriamente la calidad y la concentración de la misma. Por eso la importancia de una rápida expulsión del CO2 durante la calcinación. En los hornos de cal, las variaciones en la distribución de calor, temperatura y tiempo de residencia de los sólidos puede complicar el proceso de calcinación. Como resultado, las partículas de cal viva provenientes del horno pueden ser agrupadas en 3 categorías: 1) Partículas que no están completamente calcinadas. La capa de cal tiene una densidad aparente baja y una alta reactividad con el agua. 2) Partículas que están completamente calcinadas y tienen una densidad aparente baja y una alta reactividad con el agua. 3) Partículas que han sinterizado y que tienen mayor densidad aparente y una reducida reactividad con agua. Industrias mineras de base no metálica - 2010

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González Las cantidades relativas de productos de las categorías de arriba dependen del diseño del horno. En la mayoría de estos, la cal viva se expone a temperaturas entre 1200 y 1300°C antes de entrar a la zona de enfriamiento. Generalmente, estos hornos, producen solamente cal de alta reactividad a partir de calizas de alto contenido en calcio si el contenido residual de CaCO3 es alto. Algunos diseños completan la calcinación a temperaturas más bajas (1100°C) y producen cal de alta reactividad con niveles más bajos de CaCO3. En algunos hornos, cambiando la relación aire-combustible pueden modificarse las características de la cal. Si la relación es baja se alarga la llama y con ello la zona de calcinación y se reducen las temperaturas máximas del gas. Esto lleva a mayor reactividad para un contenido de CaCO 3 dado. Aumentar la temperatura completa la calcinación más eficientemente que aumentando su duración. Generalmente, las impurezas tales como sílice, alúmina y hierro, complican el proceso, ya que tienden a combinarse químicamente con la cal formando silicatos, aluminatos y ferritas, y disminuyen la concentración de cal libre. Los silicatos se acumulan en el fondo de los hornos, obstruyendo el paso del material. Además, la caliza no puede ser muy porosa o muy húmeda debido a que esto aumenta la demanda de combustible.

Hornos de cal Hornos rotativos Son hornos continuos que consisten en un gran cilindro de acero, formado por secciones soldadas y cuyo interior está recubierto con 15-24 cm de ladrillo refractario. Se instalan con una inclinación de 3-5º sobre rodillos que le permiten girar a velocidades entre 12 rpm.

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González La roca caliza se alimenta por el extremo de mayor nivel desde el precalentador (ver figura) o desde silos y es descargada como cal viva hacia el enfriador por el extremo más bajo. Se introduce aire frío en el enfriador y desde ahí a la zona de calcinación del horno cercana al extremo de descarga como aire de combustión secundario, permitiendo recuperación de calor. El aire y los gases calientes son aspirados en contracorriente del flujo de alimentación del horno hacia el extremo de carga donde proveen de calor recuperativo para el horno. Los hornos pueden operar con carbón pulverizado, gas o fuel-oil. Solamente el 10% del horno se encuentra lleno a medida que la alimentación cae lentamente a través del mismo. Los tamaños de alimentación varían desde 0,625-6,25 cm, pero la mayoría de las plantas de hornos rotativos usan una granulometría más restrictiva de 0,625-1.88 cm, 1,88-3.75 cm, etc. Los hornos rotativos tienen la mayor producción horaria y la mejor y más uniforme calidad. Sin embargo, existen algunas desventajas, tales como el elevado capital de inversión, el elevado consumo de energía promedio, la falta de flexibilidad en plantas único horno, y el sistema más complicado y costoso de recolección de polvos. El consumo energético varía ampliamente desde 6,4 hasta 9,3 GJ/tn. El valor inferior se obtiene en hornos con precalentadores avanzados, accesorios internos, y sistema de filtros de bolsa. El valor superior corresponde a antiguos hornos de baja capacidad sin precalentador y con pocos accesorios internos. De esos valores, el 90% corresponde al combustible y el 10% a electricidad, principalmente de la recolección de polvos. El promedio de polvos producidos es del 10% de la alimentación o aproximadamente 20 kg/tn de cal, considerando una relación másica caliza a cal de 2. El sistema primario de recolección de polvos consiste en múltiples ciclones que atrapan el 85% del total de polvos. De los sistemas secundarios en uso, los filtros de bolsas son los predominantes, seguido de lavadores con agua, precipitadores electrostáticos, y lechos filtrantes de grava. Su principal ventaja es que producen cal de alta calidad con niveles bajos de CaCO3 y azufre y alta reactividad, cuando se queman combustibles más económicos. Sus capacidades típicas rondan las 1000-1500 tn/día con un tiempo de residencia de 5 horas aproximadamente.

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Hornos verticales Existen varios tipos y diseños con amplia variabilidad de eficiencia. Todos estos hornos tienen 3 zonas imaginarias que se muestran en la figura adjunta. En la zona de precalentamiento, los gases de escape calientan la roca, preparando la calcinación en la zona adyacente. La zona de calcinación es la cámara de calcinación donde ocurre el 95% del proceso. La porción inferior de esta zona se conoce como zona de terminación. Es allí donde se completa la calcinación y donde se sitúan los quemadores. El aire frío ingresa a la zona de enfriamiento desde la base del horno ya sea por tiro natural, inducido o forzado y fluye en contracorriente mientras que la cal desciende a través del horno. El aire enfría la cal para ser descargada en cintas transportadoras que se encuentran abajo, y recupera mucho calor de la cal caliente y luego actúa como aire secundario en la zona de calcinación.

Las capacidades típicas están entre 600-800 tn/día y sus consumos entre 4.2-4.6 GJ/tn de cal. Se estima que el 5% del consumo es energía eléctrica. El tiempo de residencia del horno clásico de tiro vertical es de aproximadamente 36 horas.

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Los hornos verticales más eficientes son los hornos regenerativos de flujo paralelo y los hornos con doble inclinación. Los hornos de flujo paralelo consisten en dos o tres tiros verticales independientes dentro de una gran carcasa revestida interiormente con refractarios. La operación consiste en dos etapas iguales de alrededor 10-15 min cada una. En la primera etapa, el combustible es inyectado a través de las lanzas en el tiro vertical 1 y se quema con el aire de combustión. El calor liberado es parcialmente absorbido por la reacción de calcinación de caliza en el tiro vertical 1. Se introduce aire en la base de cada tiro para enfriar la cal. El aire del tiro 1 se mezcla con los gases de combustión, incluyendo el dióxido de carbono. La mezcla pasa a través del ducto cruzado hacia el tiro vertical 2, a una temperatura de alrededor de 1050 ºC. En el tiro 2, los gases del tiro 1 se mezclan con el aire refrigerante del tiro 2 y suben. Al hacer esto, calientan la roca en la zona de precalentamiento de ese tiro. Durante la segunda etapa de operación, se aplica lo contrario. Se agregan las mismas cantidades de combustible y de aire de combustión al tiro vertical 2. Los gases de combustión junto con el aire refrigerante suben a través del tiro 1 calentando la roca en la zona de precalentamiento de dicho tiro. El tiempo de residencia típico es de 18 horas.

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González Los dos principios de la operación son: 1. La roca empacada en la zona de precalentamiento de cada tiro actúa como un intercambiador de calor regenerativo con el fin de precalentar la roca a la temperatura de calcinación. El calor excedente de los gases se transfiere a la roca del tiro 2 durante la primera etapa y luego se transfiere de la roca al aire de combustión en la segunda etapa. Como resultado, el aire de combustión se precaliente hasta cerca de 800 ºC. El calor neto utilizado en el horno es de aproximadamente 3,7 GJ/tn de cal. 2. La calcinación de la piedra caliza se completa al nivel del ducto cruzado a temperaturas moderadas de alrededor de 1100 ºC. Esto favorece la producción de cal de alta reactividad, que de ser necesario, se produce con un bajo contenido de CaCO3. El horno acepta roca con un tamaño superior de 5-12 cm, y puede utilizar combustibles gaseosos, líquidos y sólidos.

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González Los hornos con doble inclinación son esencialmente rectangulares en la sección transversal pero incorporan dos secciones inclinadas en la zona de calcinación. Opuesto a cada sección inclinada, se encuentran arcos que crean espacios en los cuales el combustible y el aire de combustión precalentado se queman mediante tres cámaras de combustión. El aire refrigerante ingresa por la base del horno y se precalienta. Parte de este, se extrae del horno y se re-inyecta en las cámaras de combustión. El camino tortuoso que deben realizar los gases y la carga asegura una eficiente distribución del calor. Estos hornos aceptan roca con un tamaño máximo de 4 a 10 cm. Pueden producir, cal de bajo carbonato con un uso neto de calor de alrededor de 4,3 GJ/ton de cal. La mayoría de estos hornos operan con combustibles gaseosos o líquidos, incluyendo propano.

Otros hornos verticales menos comunes son el horno de tiro anular y el horno vertical de alimentación mezclada.

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Procesamiento de la cal viva La mayor demanda de cal viva corresponde a tamaños entre 4-0.6 cm. Para obtener el máximo rendimiento de esos tamaños, particularmente a partir de hornos verticales, es necesario triturar la cal. Las trituradoras más utilizadas son las de mandíbulas y las de cilindros porque minimizan la formación de finos. Los tamaños sobrantes (generalmente – 0.6 cm) se utilizan frecuentemente como alimentación para la producción de cal hidratada o bien de cal molida. La producción de cal molida finamente dividida ha crecido mucho en los últimos años. Se requieren varios grados que van desde el 30 a más del 99% pasando 75 μm. Para lograr esto se utilizan molinos con clasificadores de velocidad variable que retornan las partículas gruesas y controlan la finura del producto terminado.

Producción de cal hidratada A pesar que la mayoría de la cal se vende como cal viva, la producción de cal hidratada es todavía importante. Este producto es comercializado en forma de polvo blanco y seco, y su uso evita la necesidad de apagado de la cal viva. El proceso implica la adición lenta de agua a la cal viva pulverizada o molida en una cámara de premezclado o un recipiente conocido como hidratador, ambos mezclan y agitan la cal y el agua. La cantidad de agua agregada es crítica. Demasiada agua hace imposible o muy costoso producir la forma seca deseada, y muy poca agua deja incompleta la hidratación, provocando una calidad degradada, lo que implica inestabilidad química. Se necesita más humedad que la cantidad teórica (24.5%) para contrarrestar las pérdidas producidas por el vapor generado a medida que se desprende el calor de hidratación. En la práctica, se adiciona entre 50-65% de agua, dependiendo del grado de reactividad de la Industrias mineras de base no metálica - 2010

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González cal viva y de su tamaño físico. Las partículas más finas se hidratan más rápido. El tiempo de retención típico ronda los 10-15 min y el hidrato obtenido sale a 90ºC y con un exceso de agua menor al 1%. Luego de la hidratación, la cal apagada ligeramente húmeda es transportada por un tornillo sin fin hacia un separador de aire, donde las fracciones gruesas se eliminan como colas. Este paso mejora la finura del polvo y su pureza química y además lo seca aún más. El hidrato puede refinarse más o bien transportarse a un silo para embolsarse en bolsas de papel de 22.7 kg o para su despacho a granel. La hidratación descripta anteriormente (a 100ºC y 1 atm) produce hidratos de elevado calcio y dolomíticos normales (hidrato tipo N ASTM C-207), pero los últimos generalmente están hidratados parcialmente. Mientras que todo el CaO está hidratado, solo el 10-20% del MgO lo está. Para hidratar mayor cantidad de MgO se requiere otro método de hidratación y el producto obtenido se denomina cal dolomítica altamente hidratada [ASTM tipo S (Especial)]. Algunos hidratos dolomíticos, se hidratan en mayor proporción si se los deja en los silos por 2 o 3 días en condiciones húmedas. Pero la mayoría de tales hidratos necesitan ser hidratados en autoclaves que operan con vapor a más de 1 MPa y temperatura superior a 180 ºC por un tiempo ligeramente menor a una hora. El vapor y la presión catalizan la hidratación del MgO. Luego, los hidratos son secados, molidos y clasificados con aire.

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Producción de cal apagada Se denomina cal apagada a la suspensión lechosa de hidróxido de calcio en agua. Existen varias maneras de apagar a la cal viva, yendo desde el proceso discontinuo hasta los sofisticados apagadores (slakers) continuos. En el proceso discontinuo, el agua y la cal viva se agregan en cantidades necesarias para mantener la lechada a 90ºC. Cuando se utiliza cal viva reactiva debe tenerse cuidado para evitar sobrecalentamiento local que lleva a producir hidrato arenoso. Utilizando agua fría, esta técnica produce una suspensión viscosa con 35-40% de sólidos. El apagador tradicional tipo batea es cilíndrico e incorpora un agitador cruciforme del cual cuelgan cadenas pesas para agitar las partículas de cal que se depositan en la base del mismo. El agua y la cal se agregan progresivamente, manteniendo la temperatura entre 8595ºC. El tanque también posee grifos de carga y drenaje para remover la grava.

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Los diseños más modernos consisten en cilindros horizontales agitados con remos. La cal viva (de más de 20 mm de tamaño) es alimentada al cilindro a una tasa controlada y el agua se agrega para mantener la temperatura en torno a 90ºC. La unidad es capaz de apagar 20 toneladas en una hora y media. Puede contener también un lavador de gases para el control de material particulado y un sistema de remoción de grava. Existen varios diseños de apagadores continuos, los cuales producen lechada de cal o masilla de cal (dispersión espesa, 55-70% de sólidos). El apagado a 90ºC produce partículas finamente divididas de hidróxido de calcio requerido por la mayoría de los usuarios. Si la temperatura de apagado cae, por ej. a 70ºC, el resultado es un aumento en el tamaño de las partículas que reducen tanto la viscosidad como la velocidad de reacción. El envejecimiento de la cal apagada por 30 min generalmente asegura la hidratación completa. El envejecimiento por un día mejora las propiedades físicas tales como viscosidad y manipuleo. La mayoría de los apagadores son del tipo “detención” y consisten básicamente en un tanque agitado con un impulsor. Producen una lechada fluida de cal, y utilizan entre 3.5 y 4 partes en peso de agua por parte de cal viva de alto calcio. La cal viva es alimentada al apagador a una velocidad controlada y se adiciona agua para mantener la temperatura Industrias mineras de base no metálica - 2010

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González requerida (80-85ºC). El tanque le da un tiempo de residencia promedio al agua de 10 minutos. Las partículas de cal que se apagan lentamente son retenidas hasta que reaccionan o se eliminan como grava.

El apagador tipo pasta es ampliamente utilizado (ver Fig 6) y opera con una relación agua/cal de 2/3 a 1 en peso. El compartimento de apagado consiste en un recipiente horizontal con dos conjuntos de paletas rotativas.

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González La consistencia de la mezcla se controla censando el torque de las paletas y ajustando la velocidad de adición de agua. El tiempo de residencia en el recipiente es de aproximadamente 5 minutos. La pasta fluye luego por sobre una presa y se diluye con una lluvia de agua. La mayoría de los apagadores continuos tienen sistemas de remoción de grava.

Usos o aplicaciones de la cal La cal es parte de nuestra vida cotidiana. Ella se encuentra directa o indirectamente en casi todo lo que nos rodea. Por sus múltiples usos es un importante actor en la generación de riqueza y por tanto, del confort, salud y bienestar de las personas. Tiene aplicaciones en la producción de alimentos, agua potable, ecología, construcción vial, construcción de viviendas y edificios, agroindustria, minería metálica no ferrosa, producción de acero y muchas más. La cal, sea ésta viva o hidratada, es reconocida en el mundo como el "químico versátil" debido a sus infinitas aplicaciones. Aunque tradicionalmente su uso ha estado asociado a la edificación y la agricultura, hoy, más del 90% de la cal producida en el mundo se utiliza como químico básico natural en la industria y ecología como: Aglomerante  Ladrillos de silico-calcáreos  Concretos celulares  Mezclas de albañilería  Productos de silicato de calcio  Estucos  Mezclas asfálticas  Estabilización de suelos para carreteras. Materia Prima  Abrasivos  Almacenaje de alimentos  Carbonato de calcio precipitado  Concretos  Insecticidas  Blanqueadores sintéticos  Colágenos  Caucho  Vidrio  Cianamida de calcio  Encalados agrícolas Hidrolizador  Pulpa para telas  Grasas lubricantes  Químicos orgánicos  Amoniaco Absorbente  Remoción de dióxido de azufre (SO2)  Proceso de sulfito de pulpa  Conservación de frutas. Solvente  Gelatinas  Curtido de pieles  Tintas a base de caseína  Cartón Neutralizador  Tratamiento de agua potable  Tratamiento de aguas residuales  Ácido cítrico

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González  Aguas de minas  Residuos de explosivos  Residuos de uranio  Fosfatos de calcio  Residuos de colorantes  Residuos de cromo  Residuos de decantación de metales  Residuos radioactivos  Acidez de suelos agrícolas  Producción de camarones y peces en estanques. Floculante  Fabricación de azúcar  Flotación de minerales  Tratamiento de agua potable  Tratamiento de aguas residuales  Pigmentos de tintas Fundente  Producción de acero  Manufactura de productos de acero  Fundición de metales no ferrosos  Producción de alúmina. Lubricante  Perforaciones petrolereras  Trefilación de alambre Caustificante  Sosa cáustica  Pulpa de sosa y sulfato  Lavados alcalinos Deshidratador  Alcoholes  Productos de petróleo  Solventes orgánicos  Humedad confinada

Estabilización de suelos con cal El uso de cal para mejorar suelos con mayor plasticidad, aparte de conseguir ese fin, aumenta también su resistencia a la compresión sin confinar, produciendo una textura granular más abierta. La cantidad de cal es de un 2 a 8% en peso. Para que la cal reaccione convenientemente se necesita que el suelo tenga minerales arcillosos, o sea sílice y alumina, y se pueda lograr la acción puzolánica, que aglomerará adecuadamente las partículas del suelo esto debe recordarlo el ingeniero de pavimentos. El suelo-cemento adquiere su resistencia rápidamente, ya que solo se necesita que el cemento se hidrate adecuadamente. En cambio el sulo-cal, necesita la reacción química de los iones calcio y los minerales arcillosos, que lentamente adquieren resistencia. En cambio el suelo-cal, necesita la reacción química de los iones calcio y los minerales arcillosos, que lentamente adquieren resistencia. Una capa subbase para pavimento de concreto hecho de suelo cemento, permite iniciar la colocación de cimbras al rendir la comopactación y empezar a colocar concreto a los dos días. Una ventaja del suelo cal es que su period de curado puede iniciarse más tarde, en cambio, el suelo-cemento requiere curado inmediato. Por lo general, las arenas no reaccionan favorablemente con la cal y no pueden estabilizarse con ella. Industrias mineras de base no metálica - 2010

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González El éxito de la estabilización con cal, no solo para disminuir plasticidad, sino para adquirir resistencia, es el tipo de suelo o el tipo de mineral arcilloso que contenga. El criterio para diseñar en el laboratorio las mezclas, sulo-cal, depende del papel que vaya a desempeñar la cal: a) Modificador de plasticidad o humedad. b) Proporcionador de resistencia. Para verificar si un suelo pierde plasticidad mezclándolo con cal, se determina su índice de plasticidad y su porcentaje de contracción lineal antes y después de agregar la cal. Cuando se desea adquirir resistencia, existe el problema de que no todos los suelo desarrollan rápido su resistencia con la cal, por lo que en Texas han establecido el criterio de que si una mezcla suelo cal se prueba a la compresión sin confinar inmediatamente después de compactarse, si se obtienen 7 kg/cm^2, la mezcla es adecuada. El procedimiento de construcción tiene las mismas fases que las del suelo cemento.

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Características técnicas de las cales

Ensayos de las cales Las normas UNE 41.067-8 prescriben los siguientes ensayos:

Toma de muestras Se hace sobre el 5% de los sacos, con un mínimo de 3 sacos. No se tomará la muestra de la capa superior.

Expansión Con la aguja de Le Chatelier será la separación inferior a 10mm para el ensayo en frío a los 7 días o en caliente a las 3h.

Finura Los residuos máximos sobre el tamiz de 0,2mm será de 3% para los eminentemente hidráulicos, y 10% para los normales y medianamente hidráulicos.

Resistencias Mecánicas Se determinan con probetas prismáticas de 4x4x16 cm de mortero 1:3 a los 28 días, dando los valores siguientes:   

80kg/cm2 las cales hidráulicas eminentes. 40 las normales. Y 15 las medianamente hidráulicas.

NOTA: Estas normativas corresponden a las aplicadas en España. Las normas argentinas referentes a los distintos tipos de cales son: 

IRAM 1508: Establece las características, propiedades o requisitos que debe cumplir la cal natural hidráulica cálcica hidratada, en polvo. Define a esta como

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Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital; Cristian González el producto obtenido de un proceso de hidratación que transforma la cal viva en un polvo seco constituido en su mayor proporción por hidróxido de calcio y cantidades apropiadas de compuestos silicoaluminosos, que aseguran el endurecimiento bajo el agua de los morteros que con él se preparen.  IRAM 1626: Establece las características que debe cumplir la cal aérea hidratada, en polvo para construcción, a la que define como el producto obtenido de la cal viva aérea en polvo, por un proceso de hidratación, que endurece al aire por un proceso de desecación, cristalización y carbonatación.

Bibliografía 

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Industrias mineras de base no metálica - 2010

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