CalExisten dos tipos de cal: la cal viva(CaO), la cal
apagada(Ca(OH)2) tambin existe la lechada de cal que no es mas que
cal hidratada con un exceso de agua.La fabricacin de cales
comprende dos procesos qumicos: calcinacin e hidratacin.La cal viva
es obtenida a partir de la calcinacin de la caliza(CaCO3) por la
siguiente reaccin:CaCO3 CaO + CO2La cal apagada se obtiene a partir
de la cal viva haciendo una reaccin estequiomtrica con agua, esta
reaccin es exotrmica:CaO + H2O Ca(OH)2Por lo tanto la fabricacin de
cales comprende dos procesos qumicos: calcinacin e hidratacin, a
las cuales van asociados las operaciones de transporte, trituracin
y pulverizacin de la caliza adems de la separacin por aire y el
almacenamiento adecuado de la cal obtenida para evitar los procesos
de recarbonatacin:Ca(OH)2+ CO2 CaCO3+ H2OProceso de calcinadoEl
proceso de calcinacin de la caliza ocurre en hornos del tipo
rotatorio y vertical, pero la caliza que se introduce a estos
hornos no puede ser cualquier caliza: La caliza no puede ser muy
porosa o muy hmeda debido a que esto aumenta la demanda de
combustible. La caliza utilizada no debe tener impurezas del tipo
partculas de Si debido a que esta reacciona con el CaO formando
silicatos, los cuales se acumulan en el fondo de los hornos,
obstruyendo el paso del materialEjemplos de hornos de calcinadoLos
hornos utilizados son de distinto tipo, estos pueden
ser:RotativosUsados generalmente para calcinar una caliza con un
tamao pequeo de partcula (6-60)mm Equipados generalmente con
calentadores previos y refrigerantes Estn mejor equipados para la
obtencin de una cal de calidad debido a su instrumentacin Produce
una cantidad mxima de cal por hombre-hora Su gran desventaja es su
alto consumo de combustibleMas del 50% de la cal producida en EEUU
se produjo en este tipo de hornosVerticalesUsados generalmente
cuando la cal obtenida no requiere de una gran pureza Son ms
simples Constan de un alimentador de combustible y una correa
calentadora Rendimiento de combustible es mayor que el horno
rotativoActualmente existen hornos ms modernos.Factores que
influyen en las propiedades de la cal obtenidaMuchas de las
propiedades de la cal dependen de la calidad de la caliza utilizada
como tambin del proceso de calcinado, y de estas propiedades,
dependen los usos que se le de a la cal aqu hay un breve resumen de
estos factores que influyen en las propiedades de la cal obtenida:
La dureza de la cal obtenida, depende de las impurezas de la caliza
utilizada como tambin de la temperatura de calcinacin, una impura,
da una cal dura si se calcina a temperaturas elevadas. La porosidad
- y como consecuencia la densidad de las cales tambin depende de la
temperatura de calcinacin, a mayor temperatura menor porosidad y
por lo tanto una mayor densidad, como consecuencia de esto a mayor
temperatura, la cal va perdiendo actividad qumica, es por esta razn
que conviene sintetizar la cal a temperaturas lo mas cercanas a la
temperatura de disociacin de la caliza. Las calizas que contienen
entre un 15 30 % de materia arcillosa produce cales altamente
hidrulicas (cales cementicias)
Usos de la cal y caractersticas de la caliza de donde se
obtienen estas calesRespecto a los usos que se le de a la cal
obtenida dependen los distintos grados de pureza que requiera la
caliza, por ejemplo para la cal usada en la industria se requiere
un grado de pureza mucho mayor de la caliza, si lo comparamos con
la pureza requerida para usos agrcolas as para cada uso se dan
caractersticas de la caliza para satisfacer necesidades y aqu se
presenta un resumen:
Para usos industrialesGran parte de la caliza no sirve por
problemas de pureza, por esta razn gran parte de la cal se obtiene
a partir de conchas de mar las cuales son basadas en CaCO3puro.Para
usos en construccinLa cal se usa principalmente en enlucidos y
estuco principalmente como cal hidrulica la cual contiene gran
cantidad de impurezas silceas por que debido a esto la cal
hidrulica fragua bajo el agua y tiene propiedades plsticas,
generalmente se usa como sustituto del cemento, la cal hidratada se
usa para la fabricacin de ladrillos de cal los cuales consisten en
la cal hidrulica mas arena los cuales juntos forman silicatos
monoclcicos los cuales tienen propiedades aislantes, por esto mismo
se agrega a algunas carreteras de arena cal hidrulica para formar
silicatos sobre esta y as formar un cemento natural donde
obviamente no se requiere cal de gran pureza.Para usos agrcolasLa
cal se usa generalmente para neutralizar los cidos presentes en el
suelo aunque se usa mas la caliza directamente para estos fines en
donde se requiere poca purezaPara usos metalrgicosLa cal viva tiene
un gran uso como fundente en la manufactura del acero donde se
requiere una cal de una gran pureza, adems la cal se usa en el
trefilado de alambres como lubricante, tambin se usa en la
fabricacin de lingotes en moldes de hierro para evitar la
adherencia de estos lingotes, otro uso de la cal es para
neutralizar los cidos con los que se limpian los productos del
acero, en este sentido se prefiere la cal para neutralizar que la
caliza debido a que la caliza produce CO2al contacto con cidos lo
cual es un problema debido a que puede generar asfixias en los que
lo manipulan. La lechada de cal se usa como aislante temporal a la
corrosin, en el recocido del acero, se usa adems en casi todos los
procesos para la extraccin de Mg, tambin para recuperar la slice de
la bauxita, se emplea en la flotacin de minerales no frreos donde
acta como depresor y mantiene la alcalinidad correcta, para todos
estos usos metalrgicos se requiere una cal de una pureza superior a
las anteriores y como consecuencia una caliza de una pureza mayor
de donde sintetizar esta cal.Para usos variosSe usa la lechada de
cal para neutralizar los gases nocivos producidos en la refinacin
de metales, gases como H2S, SO2. Se usa la cal hidratada para la
fabricacin de NaOH por la siguiente reaccin: Ca(OH)2+ Na2CO3 2NaOH
+ CaCO3. Tambin se usa en la fabricacin de carburo de calcio cuando
reacciona esta con coque. La cal se usa tambin en el tratamiento de
residuos de la industria del papel. Y en el tratamiento de las
aguas potables para mejorar su calidad y tambin para ablandar agua,
junto con sales de hierro se usa para coagular slidos suspendidos
en el agua y tambin para neutralizar el agua cida que produce la
corrosin de las caeras.Ejemplo de algunos usos de la calProduccion
de acetilenoCaO + 2C(coque) CaC2(carburo)CaC2+ H2O CHCH(acetileno)
+ Ca(OH)2Ablandamiento de aguasCaO + H2O Ca+2+2OH-OH-+ HCO3-CO3-2+
H2OCO3-2+ Ca2+ CaCO3
Yesoel yeso,CaSO42H2O,es un mineral comn el cual se encuentra en
la naturaleza por la precipitacin del sulfato de calcio en agua de
mar, como tambin esta generalmente asociado a la caliza debido a la
accin del cido sulfrico proveniente de zonas volcnicas sobre la
caliza por la siguiente reaccin:CaCO3+ H2SO4 CaSO4+ CO2+ H2OTambin
su obtencin es de forma artificial como subproducto de la formacin
de H3PO4a partir del Ca3(PO4)2por la siguiente reaccin:Ca3(PO4)2+
3H2SO4 2H3PO4+ 3CaSO4Usos del yesoLos usos del yeso todos se
caracterizan por no exigir de una gran pureza de este debido a que
se usa el yeso generalmente como material de construccin o moldeos
varios, aqu se resumen alguno usos del yeso: Manejando
cuidadosamente las concentraciones de cido sulfrico agregados a las
rocas fosfatadas, se logra una mezcla de yeso, sulfato monoclcico y
diclcico, esta mezcla es utilizada como fertilizante conocido como
superfosfato. El yeso comprimido en bloques puede usarse en
edificios para la construccin de paredes que no soporten pesos
excesivos Calentando el yeso a 128C se obtiene el CaSO41H2O
conocido como yeso de pars, cuando este material se mezcla con
agua, se solidifican en poco tiempo en un bloque duro, fcilmente
desgastable, los cristales rehidratdos se ordenan de tal manera que
produce una expansin del volumen, es por esta razn que se usa para
hacer moldes de estatuillas, cermicas, placas dentales, moldes para
tablillas quirrgicas y piezas metlicas delicadas para instrumentos
de precisin
FACULTAD DE INGENIERAMATERIALES DE CONSTRUCCINING. Gabriel
OrdoezSECC. Q
CAL Y YESO
ERICK JAVIER MUOZ MUOZCARN 1997 12692
G. 27 marzo 2012
