UAEH

Ingeniería Minero MetalúrgicaMateria: Minerales no metálicosTrabajo: CalAlumno: Carlos Hernández Luna

• Caracterización técnica de la cal• Uso de la cal• Variedades del producto• Sustitutos de la cal• Etapas del proceso• Marco legal y ecológico• Normas de calidad• Comercio • Panorama nacional y mundial• Conclusiones• Referencias

ÍNDICE

Óxido de cal o calcio (CaO), se obtiene a través de la descarbonatación o calcinación de la caliza. El producto primario de descarbonatación piedra caliza se llama cal viva, esta cal puede ser hidratada para formar cal hidratada o hidróxido de calcio (Ca [OH] 2 ). Los tipos más frecuentes son cal viva, cal hidráulica y cal viva.

aproximadamente a 900 Celsius dependiendo del tipo de roca caliza

CaCO3---------------CaO + CO2

aproximadamente a 750 Celsius dependiendo del tipo de roca caliza dolomítica

Cal dolomítica

CaCO3 + MgCO3---------------CaO + MgO + 2CO2

CARACTERIZACIÓN TÉCNICA DE LA CAL

Construcción• Asfaltos• Estabilización de Suelos• Block de Tierra Comprimida (BTC)• Mezclas, Repellados (acabados) y Stuccos.• Pinturas e Impermeabilizantes• Cal en los Concretos

Metalurgia• Industria del acero• Fabricación de magnesio y alúmina• Flotado de metales• Control de Ph de las soluciones• Fundición de metales no ferrosos

USOS DE LA CAL

Medio Ambiente• Tratamiento de agua• Tratamiento de aguas de desecho• Tratamiento de desechos industriales• Tratamiento en plantas empacadoras de alimentos• Eliminación de azufre de los gases de combustión• Neutralizador de tierras ácidas

Recubrimientos• Pigmentos• Pinturas de agua• Barnices

Industria del petróleo

Alimentos• Industria lechera• Industria del maíz• Industria azucarera• Industria de gelatina y goma animal• Industria panificadora• Almacenaje de frutas y legumbres• Desinfectante

Industria del papel

Industria del vidrio

Industria química

Cal viva

Material obtenido 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, principalmente en la elaboración del mortero de albañilería.

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. El óxido de calcio al combinarse con el agua se transforma en hidróxido de calcio Ca(OH)2

VARIEDADES DEL PRODUCTO

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.

La piedra caliza es un sustituto de la cal en muchas aplicaciones, tales como la agricultura, fundente, y la eliminación de azufre.

La piedra caliza, que contiene material menos reactivo, es más lenta en reaccionar y pueden tener otras desventajas en comparación con la cal, dependiendo de la aplicación, sin embargo, la caliza es considerablemente menos cara que la cal.

El hidróxido de magnesio es un sustituto de la cal en el control del pH, y el óxido de magnesio es un sustituto de cal dolomítica como fundente en la fabricación de acero.

SUSTITOS DE LA CAL

Extracción

Se desmonta el área a trabajar y se lleva a cabo el descapote y se elige el método de explotación, posteriormente se procede a barrenar aplicando el patrón de barrenación para homogeneizar la fragmentación de la roca, se realiza la carga de explosivos y se efectúa la voladura, tumbe y rezagado, carga y acarreo a planta de trituración.

Trituración

Los trozos son puestos en las quebradoras con el fin de reducir su tamaño y facilitar la siguiente etapa que corresponde a la molienda.

ETAPAS EN LA PRODUCCIÓN DE LA CAL

Molienda

El producto triturado es introducido a los molinos para reducir aun más el tamaño del grano del carbonato de calcio hasta convertirlo en polvo, así como preparar la granulometría requerida por el usuario.

Calcinación

La cal es producida por la calcinación de la caliza descomponiendo el carbono y liberando dióxido de carbono por las altas temperaturas que alcanza el horno por la exposición directa al fuego

Inspección

Se inspecciona la cal para así evitar que las muestra o núcleos de las muestras no queden sin calcinar

Pulverización

Se realiza al disminuir aun mas las partículas y se separa la cal que será vendida así o bien que será hidratada

Hidratación

Consiste en agregar agua a la cal para obtener cal hidratada y es sometida a un separador de residuos para obtener el producto. Únicamente las cal viva dolomítica es tratada con un hidratador a presión y posteriormente a molienda

Envase y Embarque

El carbonato de calcio es envasado a través de una tolva de envase en bolsas de papel, de hule o cargado directamente en carros para su entrega a granel.

DIAGRAMA DE UN HORNO ROTATORIO PARA PRODUCIR

CAL

criterio de comparacion horno circular rotatorio horno de columna factor de importancia

facilidad de mantenimiento

70 80 40

ahorro energetico 90 60 70

calidad de la cal viva 90 70 80

facilidad de construccion 70 80 60facilidad de montaje y

desmontaje70 80 60

contaminacion ambiental

80 60 80materiales de construccion

80 60 40

costo 550 490 80valores totales de

selección1100 980

Artículo no. 27 constitucional

Ley minera

Artículo 5. Se exceptúan de la aplicación de la presente Ley:

IV.- Las rocas o los productos de su descomposición que sólo puedan utilizarse para la fabricación de materiales de construcción o se destinen a este fin

Por lo tanto es un mineral no concesible

MARCO LEGAL Y ECOLÓGICO

NORMA TÉCNICA ECOLÓGICA ESTATAL NTEE-COEDE-001/2000 que establece los criterios y lineamientos para la explotación de bancos de materiales pétreos.

NOM-085-SEMARNAT-2011Contaminación atmosférica. Niveles máximos permisibles de emisión de los equipos de combustión de calentamiento indirecto y su medición

NORMAS NACIONALES (NMX de México)

NMX-C-003-1996 Industria de la Construcción y Métodos de prueba. Especificaciones.

NMX-C-004-1991 Cal viva. Industria de la Construcción y Métodos de prueba. Especificaciones.

NMX-C-005-1996 Cal hidráulica. Industria de la Construcción y Métodos de prueba. Especificaciones.

NMX-K-592-1992 Cal hidratada para uso industrial. Especificaciones.

NMX-O-162-1981 Cal viva e hidratada para fabricar ladrillos de sílice.

NMX-Y-311-1990 Fertilizantes. Cal-hidróxido de calcio micronizado. Especificaciones.

NMX-K-602-1992 Cal, piedra caliza, cal viva, cal hidratada, cal agrícola.

NORMAS DE CALIDAD

NORMAS INTERNACIONALES (ASTM de Estados Unidos)

C 25-86 Análisis químicos de piedra caliza, cal viva e hidratada.C 50-86 Muestreo, inspección, empaque e identificación de cal viva y productos de cal.C 51-86 Términos relacionados con la cal.C 110-87 Pruebas físicas de la cal viva, hidratada y piedra caliza.C 400-87 Pruebas con cal viva y cal hidratada para la neutralización de desechos de ácidos.C 593-85 Cenizas muy finas y otros puzolánicos para ser usados con la cal.C 602-85 Materiales para el uso de la cal en la agricultura.C 821-84 Uso de la cal con puzolánicos.C 911-84 Cal viva, cal hidratada y piedra caliza para usosquímicos.1C 977-83 Cal viva y cal hidratada para estabilización de suelos.

NORMAS DE CALIDAD

La cal es un producto pesado con un precio de venta relativamente bajo, por lo que los costos de transporte dictan más de lo que la distancia que normalmente puede ser transportado sobre una base regular en condiciones viables. Por lo tanto, la entrega de cal en distancias largas es rara, excepto para ciertos productos de especialidad o en áreas del mundo donde no hay una fuente natural de la piedra caliza. 

Sólo un porcentaje muy pequeño del total de la producción se exporta, y esto se debe principalmente a los países vecinos. Cuando el mayor productor ha identificado mercados potenciales, por lo general ha tomado la decisión de invertir en capacidad de producción en esos mercados.

COMERCIO

El consumo había aumentado hasta el 2007, como resultado del crecimiento mundial en las principales industrias consumidoras de acero, carbonato de sodio, celulosa y papel, materiales refractarios, y la industria de la construcción. El crecimiento en los segmentos de estos últimos procedían en su mayoría del crecimiento de la demanda en las regiones en desarrollo, en particular China. En los Estados Unidos y Europa, el consumo total había estado creciendo moderadamente.

PANORAMA NACIONAL Y MUNDIAL DE LA CAL

PAIS 2010 2011China 190000 200000EUA 18300 19300India 14000 15000Rusia 8000 8200Brasil 7700 8300Japón 7200 7200Alemania 6850 7100Italia 6000 6600México 5800 6200Turquía 4300 4900Ucrania 4220 4400Corea 3900 4500Francia 3500 3600Irán 2700 2900Otros países 28196 28400

*Datos en millones de toneladas

Caliza y fabricación de calProducción bruta por diferentes estados

En el mercado nacional se realizaron 97.7% de las ventas totales, mientras que 2.3% se comercializaron en el extranjero, resaltando la exportación de cal hidratada o apagada y de cal viva.

La comercialización de productos en el país fue más variada. Las principales ventas se registraron en cal hidratada o apagada, cal viva, cal para usos específicos como agrícola y metalúrgica o siderúrgica, entre otros.

La industrialización de la piedra caliza se realizó en todo el país, destacando por su producción, Coahuila, Nuevo León, Puebla, Hidalgo, Jalisco, Estado de México, San Luis Potosí, Sonora y Quintana Roo, tanto en el ámbito de minería como en la fabricación de productos de cal.

*Datos en millones de toneladas

Mas del 90% de las exportaciones de México son enviadas hacia EUA

En mercado de la cal es muy variado y aunque su producción a escala mayor necesita de una inversión muy fuerte para producirla.

La limitante de la cal es que dependiendo del mercado las características de la cal requerida, la pureza, composición o calidad de la misma hace que se limite a comercializarlo en el mercado regional al menos que hagamos un producto especializado, una de las ventajas es que la materia prima que es la caliza la podemos encontrar en muchos lugares y tiene un gran potencial de crecimiento

CONCLUSIONES

• 2012 mineral commodity summaries 2012

• La industria minera ampliada, censo económico 2009.pdf

• http://anfacal.org/

• Perfil de mercado de la caliza y sus derivados, 2005. pdf

• Diseño de hornos para la cal.pdf

REFERENCIAS