Tipos de cal: cal viva y cal apagada
Existen dos tipos de cal: la cal viva y la cal apagada. Ambas se elaboran a partir de piedra caliza, que se obtiene mediante el corte de la piedra. La diferencia entre la cal viva y la cal apagada radica en el método de procesamiento de la piedra caliza.
Cal viva: Fórmula química: CaO (óxido de calcio)
La piedra caliza se calienta (quema) a unos 1000 °C, lo que libera dióxido de carbono del carbonato de calcio, su componente principal. Este proceso produce cal viva. Esta se utiliza a menudo como desecante para aperitivos, entre otros productos, debido a sus propiedades de absorción de humedad.
Cal apagada
Fórmula química: Ca(OH)₂ (hidróxido de calcio)
Cuando se añade agua a la cal viva (un proceso conocido como "apagado"), esta se calienta. Esto se conoce como cal apagada. Algunos productos, como los paquetes térmicos para cajas bento y bebidas, utilizan este proceso para generar calor tirando de una cuerda, que se basa en el mismo principio que la cal apagada.
Sobre el proceso de producción de cal refinada y altamente activa
La explicación anterior describe cómo se produce la cal viva mediante el calentamiento de piedra caliza. La cal industrial se suele quemar utilizando carbón en polvo, gas natural, gas de coquería o gas de alto horno como combustible. Se obtienen productos de cal de alta pureza, con alto contenido de calcio, alta actividad y propiedades especiales mediante tecnología de cocción avanzada. Esto incluye el uso de precalentadores, hornos rotatorios y enfriadores verticales rápidos para la cocción de piedra caliza.
Antiguamente, se solía cocer con conchas. Las calcificaciones naturales existen principalmente como calcio de biomasa y calcio mineral. La piedra caliza no se extraía de las minas, sino que se sustituyó por cal de concha, elaborada a partir de ostras y almejas asadas. (Las conchas están compuestas de carbonato de calcio, que, al tostarse, produce cal). Hace unos 420 años, el pueblo hemudu descubrió por primera vez el método de cocer cal de concha. Hoy en día, gracias a la importancia de la reutilización de recursos, la cal de concha se utiliza ampliamente, principalmente como calcio mineral.
Cambio de combustible de carbón vegetal a carbón vegetal
Los registros históricos muestran que no fue hasta la dinastía Song que se produjo una mejora revolucionaria en el uso del carbón, algo que ocurrió cientos de años antes que en Europa. Según el documento verificable... “La explotación de las obras de la naturaleza”Muchas industrias manuales de la dinastía Ming utilizaban tortas de carbón. Al quemar cal, «la ceniza y la leña representaban 191 TP3T de carbón y 111 TP3T de leña. Primero, se preparaban tortas de carbón con lodo de carbón. Para cada torta, se apilaba una capa de piedra encima y se extendía leña en la parte inferior, para luego quemarla». Este método consistía en apilar alternativamente capas de carbón y piedra, con leña esparcida en la parte inferior para encender el fuego.
En aquel entonces, la estrategia de los fabricantes de cal era sustituir el carbón vegetal por carbón vegetal como combustible para la quema de cal. La temperatura del horno con carbón vegetal se limitaba a 800 °C, mientras que el carbón vegetal podía alcanzar hasta 1200 °C, lo que mejoraba considerablemente la eficiencia y permitía la producción en masa. Sin embargo, esta estrategia inicialmente no tuvo éxito. La parte más difícil de la transición del carbón vegetal al carbón vegetal fue la reconstrucción del horno, ya que los hornos utilizados no soportaban la temperatura más alta de 1200 °C.
El gran avance se produjo con la construcción de un nuevo horno de 7,5 metros de profundidad y 0,9 metros de diámetro, con la ayuda de un acaudalado comerciante. Este horno de cal, conocido como "tipo olla de sake", tenía un diámetro variable. El diámetro máximo de la parte central era de 1,65 metros. En comparación, el horno de carbón anterior tenía una profundidad de tan solo 1,5 metros y un diámetro de 0,84 metros, lo que demuestra claramente una diferencia significativa en la capacidad del horno. Además, se añadía sal durante el proceso.
Amplia gama de usos de la cal
Al pensar en la cal, es posible que imagines líneas blancas y tiza en una cancha deportiva. Además, algunos la asocian con el mármol utilizado en pisos y paredes de grandes instalaciones, como hoteles. En realidad, se usa ampliamente en muchos aspectos de nuestra vida. A continuación, presentamos una introducción a su amplia gama de aplicaciones en campos como la ingeniería civil, el acero, la química, la alimentación, la medicina, el tratamiento de aguas y la prevención de la contaminación.
Usos en medicina y reactivos
Comprimidos de calcio, inyecciones, polvos, materiales dentales, huesos artificiales, vendajes de fijación quirúrgica (yeso), etc.
Los compuestos de calcio se utilizan en numerosos productos farmacéuticos, no solo como suplementos de calcio y fósforo, sino también como componentes de inyecciones y medicamentos orales. Además, la cal se utiliza en recubrimientos de superficies para materiales metálicos y en tabletas para aplicaciones biológicas.
Usos en la industria química
Vidrio, cerámica, sosa, lejía, carburo, pulpa, magnesio de agua de mar, magnesio metálico, petroquímicos, pasta de dientes, productos de caucho, etc.
La industria química se refiere al sector que procesa materias primas mediante reacciones químicas para crear productos. Los productos procesados que utilizamos a diario, como artículos para el hogar, material de oficina, electrodomésticos y productos de vidrio, se elaboran mediante la industria química. La industria química, que constituye la columna vertebral de nuestra sociedad y sustenta la vida cultural, no sería posible sin ella.
Mármol, yeso, escayola, arcilla Sanwa, etc.
El componente principal de estos materiales de construcción es la cal. El mármol se utilizó en estructuras antiguas como las pirámides egipcias y el Partenón griego, y hoy en día se sigue empleando para la decoración interior y exterior de edificios. El yeso (también conocido como "yeso de París") y la arcilla Sanwa (utilizada en mampostería martillada) también son materiales importantes en la arquitectura tradicional japonesa, como en los castillos, donde tienen un uso histórico muy prolongado.
Desulfuración de humo
Los gases de escape producidos por la quema de grandes cantidades de petróleo y carbón en centrales térmicas, plantas de incineración de residuos, acerías, etc., contienen sustancias nocivas como cloruro de hidrógeno y óxidos de azufre. Estos gases tóxicos no solo tienen efectos adversos para la salud humana, sino que también contribuyen a la "lluvia ácida", que provoca la marchitez de los bosques. La cal se utiliza para eliminar eficazmente estos gases tóxicos.
Usos alimentarios
Konjac, azúcar, tofu, chicle, jarabe de almidón, pan, pasteles de pescado, salchichas, condimentos, agar, etc.
El componente principal de la cal es el calcio. Este calcio, que suele escasear en nuestra dieta, se ha incorporado recientemente a muchos alimentos.
Se utiliza de diversas maneras, como en la coagulación del konjac, la eliminación de impurezas durante el refinado del azúcar, como neutralizador en el jarabe de almidón, como conservante y emulsionante en el pan, y para mejorar la textura de pasteles de pescado y salchichas. Además, el lactato de calcio y el fosfato de calcio se añaden a bebidas refrescantes.
Los productos de cal también se utilizan en calentadores de alimentos (para sake, cajas bento, comida deliciosa, oden caliente, etc.), que generan calor mediante su reacción con el agua. Además, se utiliza en desecantes y absorbentes de humedad de alimentos gracias a sus propiedades absorbentes.
Producción de hierro y acero
Nuestra vida diaria está rodeada de muchos productos de acero, incluidos automóviles, trenes, aviones, carreteras, puentes, etc. La cal juega un papel crucial en el proceso de producción de hierro y acero.
Usos en la agricultura y la ganadería
Los cuatro elementos esenciales de los fertilizantes son nitrógeno, fósforo, potasio y calcio. La cal se utiliza en diversas aplicaciones, como fertilizantes, tratamiento de estiércol, pesticidas, alimento para gallinas ponedoras y vacas lecheras, y en la prevención de enfermedades infecciosas como la gripe aviar. Los fertilizantes a base de cal aportan a los cultivos minerales esenciales como calcio y magnesio, y ayudan a promover la descomposición de la materia orgánica del suelo. Además, neutralizan y mejoran los suelos ácidos.
En la industria ganadera, la cal se utiliza para ajustar el contenido de agua y esterilizar el estiércol, que posteriormente se recicla como fertilizante de nitrógeno y calcio. La cal también se utiliza en la producción de caldo bordelés, un pesticida con más de 100 años de historia. Además, el calcio, el componente principal de la cal, se añade al pienso para garantizar la salud del ganado. Recientemente, las propiedades esterilizantes de la cal se han utilizado para prevenir enfermedades infecciosas virales como la gripe aviar.
Aplicaciones de ingeniería civil
Cemento, hormigón, áridos, asfalto, estabilización de suelos, trituradoras estáticas, etc.
El hormigón de cemento es un material vital en la ingeniería civil, y la cal desempeña un papel esencial en su fabricación. La cal también se utiliza en la estabilización de suelos para mejorar los suelos blandos y anegados, convirtiéndolos en terrenos resistentes y duraderos. Se aplica en la ingeniería de cimentaciones de carreteras, edificios, vertederos y pistas de aeropuertos.
Una aplicación poco común de la cal es el uso de trituradoras estáticas. Al demoler viejos edificios de hormigón o rocas, los explosivos suelen generar escombros proyectados, ruido y vibraciones. Estos pueden ser peligrosos. Una trituradora estática, que aprovecha las propiedades expansivas de la cal al reaccionar con el agua, tritura hormigón y rocas de forma segura, sin riesgo de explosiones.
Aplicaciones de tratamiento de agua
La cal se puede utilizar en el tratamiento de agua, tratamiento de aguas residuales, tratamiento de aguas residuales, tratamiento anti-aguas residuales, tratamiento de lodos, etc.
Las plantas de tratamiento de agua purifican el agua extraída de ríos, lagos, aguas subterráneas y otras fuentes para transformarla en agua potable segura, que luego se distribuye a los hogares.
En este proceso de purificación, se utiliza cal para ajustar el pH, prevenir el agua roja y tratar lodos.
Las plantas de tratamiento de aguas residuales utilizan cal como floculante para precipitar y separar los lodos. Estos precipitados se desodorizan y esterilizan con cal y se transforman en compost.
Los metales pesados nocivos presentes en las aguas residuales industriales se precipitan con cal, lo que ayuda a recuperar los metales pesados disueltos en forma de hidróxidos. Además, la cal se utiliza para neutralizar las aguas residuales ácidas.
En ríos, lagos, aguas costeras y zonas agrícolas donde se acumulan lodos, los nutrientes (como los contaminantes) se disuelven y contribuyen a la formación de mareas rojas y verdes. Al esparcir cal en estas aguas, se promueve la descomposición de la materia orgánica. Se mejora la fijación de fósforo y metales pesados. La cal también previene la generación de sulfuro de hidrógeno y ayuda a mantener un ambiente alcalino, lo que ayuda a prevenir la aparición de mareas rojas y verdes.
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