Carbonato de calcio 30

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Tres tipos de calcio de la roca que contiene carbonato se excavan y utilizados por la industria. Ellos son la piedra caliza, creta y dolomita. La piedra caliza y tiza son ambas formas de carbonato de calcio y dolomita es una mezcla de carbonatos de calcio y magnesio. Todos tienen impurezas tales como arcilla, pero algunas rocas tienen más de 97 puro. La piedra caliza y otros productos derivados de ella se utilizan ampliamente en la industria de la construcción y para neutralizar los compuestos ácidos en una variedad de contextos. En la industria química, grandes cantidades de piedra caliza se calientan a ca 1500 K para formar óxido de calcio, conocido como cal viva: El agua se puede añadir a cal para formar hidróxido de calcio. El proceso se conoce como el apagado. hidróxido de calcio sólido es conocido como cal apagada o cal hidratada, y soluciones y suspensiones en agua como lechada de cal. El término cal se utiliza a menudo para cubrir la cal viva, cal apagada (cal hidratada) y lechada de cal. Para un uso en particular, una elección apropiada se hace de la cuatro: piedra caliza, cal viva, cal o lechada de cal apagada. En muchos usos, cal reacciona más rápidamente que la piedra caliza, pero es más caro, porque se requiere una temperatura alta para producirlo a partir de piedra caliza. Usos de piedra caliza y cal Figura 1 Principales usos de la piedra caliza y cal. Los usos principales, por el momento, de la piedra caliza y cal están en la industria de la construcción y la fabricación de cemento. También se utilizan en las industrias química y metalúrgica y en la agricultura. A nivel mundial, las proporciones de cal utilizados en diferentes industrias son: 60 metalurgia (. Principalmente la fabricación de acero formación de escoria y su uso en el alto horno) 25 de construcción (por ejemplo, se utiliza con asfalto en la pavimentación de carreteras, para estabilizar los suelos y en la fabricación de mortero y yeso) 15 para usos químicos e industriales (por ejemplo para hacer blanqueadores utilizados en la fabricación de papel, para hacer carbonato de calcio precipitado, un polvo fino utilizado en recubrimientos para papel y pinturas, y en el refinado de azúcar para eliminar coloidal impurezas) y para usos ambientales (por ejemplo, con carbonato de sodio por tanto a las autoridades municipales y de la industria, para ablandar el agua (eliminar los iones de calcio y magnesio), en el tratamiento de aguas residuales para eliminar las partículas coloidales y en la desulfuración de gases de combustión) Sin embargo, estas proporciones variar mucho de un país a otro. Por ejemplo, en los EE. UU., las proporciones son: 38 metalurgia (principalmente la fabricación de acero) 31 usos ambientales (por ejemplo, con carbonato de sodio, tanto por las autoridades municiipal y la industria para ablandar el agua (eliminar los iones de calcio y magnesio), en el tratamiento de aguas residuales, para eliminar las partículas coloidales y en la desulfuración de gas de combustión 22 usos industriales (por ejemplo para hacer blanqueadores utilizados en la fabricación de papel, para hacer carbonato de calcio precipitado, un polvo fino utilizado en recubrimientos para papel y pinturas y en el refinado de azúcar a química y eliminar las impurezas coloidales) 8 usos de construcción (por ejemplo, se utiliza con asfalto en la pavimentación de carreteras, para estabilizar los suelos y en la fabricación de mortero y yeso) 1 otros datos del estudio geológico de los Estados Unidos, 2012 los usos se describen a continuación, con más detalle, en términos de las diferentes industrias. en la industria de la construcción de la piedra caliza se ha utilizado como material de construcción desde la Edad de Piedra. de hecho, el mayor uso de la piedra caliza y las diversas formas de cal se encuentra todavía en la industria de la construcción, sobre todo en los proyectos de construcción de carreteras y la construcción , de la amplia en tamaño, puentes y rascacielos, hasta casas. Grandes terrones de carbonato de calcio se utilizan a menudo donde se necesitan cantidades considerables de agregado, por ejemplo, para los cimientos de carreteras. La cal se utiliza a menudo para hacer más firme del suelo. Reacciona con minerales de arcilla en el suelo para formar compuestos de cemento-como (por ejemplo, silicato de calcio y aluminato de calcio (aluminosilicato de calcio)), figura 2. La figura 2 (a) Las partículas de arcilla están rodeadas por el agua, lo que les permite estar alineados y capaces para deslizarse fácilmente. Esto resulta en un suelo de arcilla con una baja resistencia. Figura 32b) Cuando se añade cal, se reduce la cantidad de agua alrededor de las partículas de arcilla. Las partículas de arcilla ya no son capaces de deslizarse fácilmente y se fortalece el suelo. El fortalecimiento de los suelos permite la construcción de edificios, dando una base más estable. La cal también se utiliza en las obras de construcción para que los vehículos grandes para mover con mayor facilidad (Figura 3). Figura 3 El suelo húmedo se ha hecho más difícil por la adición de cal. Este equipo de movimiento de tierra es capaz de moverse con facilidad. Con permiso de Singleton abedul. La piedra caliza es también el principal constituyente de cemento y concreto. En cemento de fabricación de cemento se realiza por calentamiento de una mezcla de piedra caliza y sustancias tales como arcillas (que contienen sílice, alúmina y óxido de hierro (III)) en hornos a altas temperaturas hasta que casi fusibles. La mezcla se enfría a continuación y se muele a un polvo fino y se mezcla con sulfato de calcio (yeso). Este es el cemento. Se trata esencialmente de una mezcla de aluminosilicato de calcio y sulfato de calcio. Cuando se mezcla con agua, se producen reacciones químicas para formar un sólido duro, impermeable al agua. Alrededor de 3,6 millones de toneladas de cemento se dan anualmente, de los cuales China representa 2,1 millones de toneladas. polvo de cemento se mezcla por lo general con arena y agregado (grava, granito) y cuando sea necesario, se mezclan con agua para formar hormigón. Las figuras 4 y 5 Constructores y albañiles, antes de la utilización de cemento moderno, utilizan una mezcla de cal (hidróxido de calcio), arena y agua, conocida como mortero de cal o simplemente mortero. Se ha utilizado para más de 6000 años, ya que los edificios de la antigua Grecia y Roma. Cuando se renuevan estos edificios, mortero de cal se utiliza en lugar de cemento. En estas fotografías de la catedral de York, un edificio relativamente moderno se remonta a unos 900 años, el mortero de cal se ha utilizado siempre en la renovación de la piedra que tiene que ser reemplazado debido a la intemperie durante los siglos. Con permiso de Jessica Waddington. En la industria y el medio ambiente Muchos lagos se han convertido en demasiado ácida debido a la contaminación aérea (lluvia ácida), por ejemplo, en los EE. UU., Escandinavia y Escocia. Los lagos son rociados con carbonato de calcio en polvo muy fino (Figura 6). Otra manera eficaz de tratar este problema es aplicar la piedra caliza en polvo a las áreas no plantadas cerca de las fuentes de las corrientes que conducen a los lagos. Figura 6 piedra caliza en polvo se pulveriza sobre un lago cerca de Hemsj, en el sur de Suecia. Con permiso de Rickard Gillberg. Piedra caliza y las diversas formas de cal se utilizan en grandes cantidades para limpiar el medio ambiente, mediante la neutralización de ácidos. Por ejemplo, piedra caliza y cal viva se utilizan para eliminar el dióxido de azufre producido en la quema de carbón en centrales eléctricas. Incluso carbón limpio puede contener aproximadamente 1 azufre. Los efluentes gaseosos, gases de combustión, a partir de la quema de carbón se pasan a través de una pulverización de piedra caliza finamente molida o cal viva en suspensión en agua. El dióxido de azufre, siendo un ácido, reacciona con ellos, por ejemplo: El sulfito de calcio resultante se recoge en la base del absorbedor y se sopla aire comprimido en este residuo. El sulfito de calcio reacciona con el aire para formar sulfato de calcio (yeso), usado para fabricar, por ejemplo, placas de yeso y cemento. carbonato de calcio muy fino y puro se utiliza como relleno en plásticos y papel. Un relleno es una sustancia que da mayor pero no altera las propiedades de la sustancia a la que se añade y también es inerte. El carbonato de calcio cuando muy finamente triturado (menos de 2 micras) se usa en pinturas para dar un acabado mate. Figura 7 Usos de la piedra caliza. El carbonato de calcio también se utiliza: para hacer carbonato de sodio por el proceso Solvay en el alto horno para hacer hierro en la fabricación de vidrio Los usos se resumen también en la figura 7. En la agricultura triturado de piedra caliza y cal en todas sus formas se utilizan para neutralizar los ácidos en el suelo y así crear las condiciones óptimas para el crecimiento del cultivo del suelo. También ayudan a romper las arcillas como se describió anteriormente, la mejora de la estructura del suelo, lo que mejora el drenaje y la reducción de la erosión del suelo. Además, proporcionan una fuente de iones de calcio que son un importante nutriente para plantas. La producción anual de datos de piedra caliza para la producción anual de carbonato de calcio no están fácilmente disponibles. Aproximadamente 1 mil millones de toneladas de sus dos principales minerales, piedra caliza y dolomita, se extraen anualmente en los EE. UU.. Teniendo en cuenta las cantidades relativas de cal que se utiliza en diferentes países, una estimación de la minería a nivel mundial de carbonato de calcio es de 15 millones de toneladas al año. La producción anual de cal (óxido de calcio e hidróxido de calcio) Los datos del estudio geológico de los Estados Unidos de 2012 Fabricación de óxido de calcio (cal viva) El carbonato de calcio (piedra caliza) se calienta para formar óxido de calcio (cal viva) y el dióxido de carbono: Es una reacción endotérmica y el equilibrio se encuentra muy a la izquierda a bajas temperaturas. Sólo a aproximadamente 1.200 K no la presión parcial de dióxido de carbono superior a la presión atmosférica y la descomposición procede a la finalización. La cal viva se produce en hornos refractarios forrado. Se utilizan muchos diseños, pero los más comunes se basan en el eje vertical del horno (Figura 8). El horno es de acero, revestida con ladrillos refractarios. La piedra caliza se alimenta desde la parte superior y el aire es aspirado, ya sea por los ventiladores o soplantes de empujada por las raíces, a través del horno de la parte inferior (contraflujo). El combustible se alimenta a través de los lados del horno, utilizando unos 8-10 lanzas insertados alrededor del horno. El horno de cal consta de tres zonas principales: en la zona de precalentamiento, el calor en los productos de combustión, incluyendo el dióxido de carbono de la disociación de la piedra caliza, se utiliza para precalentar la piedra caliza a 1200 K en la zona de combustión de la piedra caliza se descompone a la cal viva en las temperaturas del gas de 1500 K, un proceso conocido como calcinación en la zona de enfriamiento, el calor en la cal viva de salir de la zona de combustión se utiliza para precalentar el aire necesario para la combustión de 600 a 750 K. los combustibles utilizados variar, dependiendo de lo que está disponible . Muchos hornos utilizan gas natural, pero en el aceite de otros se bombea en. En otros, sólidos, tales como carbón en polvo fino se somete a presión y se bombea en la que actúa como un fluido. Si no hay suficiente aire para completar la combustión del combustible, se alimenta más directamente a la zona de combustión. Figura 8 Fabricación de cal: El eje de horno vertical. Muchos hornos recientemente introducidas tienen dos unidades paralelas (Figura 9). Se les conoce como los hornos de dos ejes. En el simple solo horno, descrito anteriormente, el aire se bombea hasta el horno como la piedra caliza fluye hacia abajo. Esto se conoce como un sistema de flujo contador. En el horno de dos ejes, conocido como el Parallel horno de cal Flow Regenerativa (PFR). los gases de combustión de aire y paralelo viajan a la piedra caliza. El combustible se inyecta justo por encima de la zona de combustión y de la piedra caliza absorbe la mayor parte del calor liberado por el combustible y así la temperatura de la zona de combustión puede ser reducido a 1.400 K, la temperatura de la descomposición de la piedra caliza.