Tipos de cal: cal viva e cal apagada
Existem dois tipos de cal: cal viva e cal apagada. Ambas são feitas de calcário, que é coletado por meio do corte da pedra. A diferença entre cal viva e cal apagada está no método de processamento do calcário.
Cal viva: Fórmula química: CaO (óxido de cálcio)
O calcário é aquecido (queimado) a cerca de 1000 °C, liberando dióxido de carbono do carbonato de cálcio, seu principal componente. Esse processo produz cal viva. A cal viva é frequentemente usada como dessecante para salgadinhos, entre outros produtos, devido às suas propriedades de absorção de umidade.
Cal apagada
Fórmula química: Ca(OH)₂ (hidróxido de cálcio)
Quando água é adicionada à cal viva (um processo conhecido como "apagamento"), a cal viva aquece. Isso é conhecido como cal apagada. Alguns produtos, como bolsas térmicas para caixas de bento e bebidas, usam esse processo para gerar calor puxando uma corda, que se baseia no mesmo princípio da cal apagada.
Sobre o Processo de Produção de Cal Refinada e Altamente Ativa
A explicação acima descreve como a cal viva é produzida pelo aquecimento do calcário. A cal industrial é tipicamente queimada utilizando pó de carvão, gás natural, gás de coqueria ou gás de alto-forno como combustível. Produtos de cal de alta pureza com alto teor de cálcio, alta atividade e propriedades especiais são produzidos utilizando tecnologia de queima avançada. Isso inclui o uso de pré-aquecedores, fornos rotativos e resfriadores rápidos verticais para a queima do calcário.
No passado, a queima era frequentemente feita com conchas. As calcificações naturais existem principalmente como cálcio de biomassa e cálcio mineral. O calcário não era extraído de minas, mas foi substituído pela "cal de concha", feita de ostras e mariscos torrados. (As conchas são compostas de carbonato de cálcio, que, quando torrado, produz cal.) Há cerca de 420 anos, o povo Hemudu descobriu o método de queima de cal de concha. Hoje, com a ênfase na reutilização de recursos, a cal de concha é amplamente utilizada, principalmente como cálcio mineral.
Mudança de combustível de carvão vegetal para carvão
Registros históricos mostram que foi somente na Dinastia Song que houve uma melhoria revolucionária no uso do carvão, o que ocorreu centenas de anos antes do que na Europa. De acordo com o documento verificável “A Exploração das Obras da Natureza”Muitas indústrias manuais da Dinastia Ming utilizavam bolos de carvão. Ao queimar cal, "as cinzas e a lenha representavam 19% de carvão e 11% de lenha. Primeiro, pegava-se lama de carvão e faziam-se bolos de carvão. Para cada bolo de carvão, empilhava-se uma camada de pedra por cima e espalhava-se lenha por baixo, e então queimava-se com fogo". Esse método envolvia o empilhamento alternado de camadas de carvão e pedra, com lenha espalhada por baixo para acender o fogo.
Naquela época, a estratégia dos fabricantes de cal era "substituir o carvão vegetal por carvão vegetal como combustível para a queima de cal". A temperatura do forno, ao utilizar carvão vegetal, era limitada a 800 °C, enquanto o carvão podia atingir até 1.200 °C, melhorando significativamente a eficiência e permitindo a produção em massa. No entanto, essa estratégia inicialmente não teve sucesso. A parte mais difícil da transição do carvão vegetal para o carvão vegetal foi a reconstrução do forno. Os fornos que haviam sido utilizados não suportavam a temperatura mais alta de 1.200 °C.
O grande avanço veio com a construção de um novo forno, com 7,5 metros de profundidade e 0,9 metro de diâmetro, com a ajuda de um rico comerciante. Este forno a cal, conhecido como "tipo pote de saquê", tinha um diâmetro variável. O diâmetro máximo da parte central era de 1,65 metro. Em comparação, o forno a carvão anterior tinha apenas 1,5 metro de profundidade e 0,84 metro de diâmetro, demonstrando claramente uma diferença significativa na capacidade do forno. Além disso, sal era adicionado durante o processo.
Ampla gama de usos da cal
Ao pensar em "cal", você pode imaginar linhas brancas e giz em uma quadra esportiva. Além disso, alguns podem associá-la ao mármore usado em pisos e paredes de grandes instalações, como hotéis. Na realidade, ela é amplamente utilizada em muitos aspectos de nossas vidas. Aqui está uma introdução à sua ampla gama de aplicações em áreas como engenharia civil, siderurgia, química, alimentos, medicina, tratamento de água e prevenção da poluição.
Usos em Medicina e Reagentes
Comprimidos de cálcio, injeções, pós, materiais odontológicos, ossos artificiais, bandagens de fixação cirúrgica (gesso), etc.
Compostos de cálcio são usados em muitos produtos farmacêuticos, não apenas como suplementos de cálcio e fósforo, mas também como componentes de injeções e medicamentos orais. Além disso, a cal é usada em revestimentos de superfície para materiais metálicos e em comprimidos para aplicações biológicas.
Usos da indústria química
Vidro, cerâmica, soda, alvejante, carboneto, polpa, magnésio da água do mar, magnésio metálico, produtos petroquímicos, pasta de dente, produtos de borracha, etc.
A indústria química refere-se ao setor que processa matérias-primas por meio de reações químicas para criar produtos. Produtos processados que encontramos diariamente, como utensílios domésticos, materiais de escritório, eletrodomésticos e produtos de vidro, são todos produzidos pela indústria química. A indústria química, que constitui a espinha dorsal da nossa sociedade e sustenta a vida cultural, não seria possível sem ela.
Mármore, gesso, reboco, argila Sanwa, etc.
O principal componente desses materiais de construção é a cal. O mármore foi usado em estruturas antigas, como as pirâmides egípcias e o Partenon grego, e ainda hoje é usado na decoração de interiores e exteriores de edifícios. Gesso (também conhecido como "gesso de Paris") e argila Sanwa (usada em alvenaria martelada) também são materiais importantes na arquitetura tradicional japonesa, como castelos, onde têm um longo uso histórico.
Dessulfurização de fumaça
Os gases de escape produzidos pela queima de grandes quantidades de petróleo e carvão em usinas termelétricas, instalações de incineração de resíduos, siderúrgicas, etc., contêm substâncias nocivas, como cloreto de hidrogênio e óxidos de enxofre. Esses gases tóxicos não só têm efeitos adversos à saúde humana, como também contribuem para a "chuva ácida", que causa o ressecamento das florestas. A cal é usada para remover esses gases tóxicos de forma eficaz.
Usos alimentares
Konjac, açúcar, tofu, goma de mascar, xarope de amido, pão, bolinhos de peixe, salsichas, temperos, ágar, etc.
O principal componente do limão é o cálcio. O cálcio, frequentemente ausente em nossa dieta, tem sido adicionado recentemente a muitos alimentos.
É utilizado de diversas maneiras, como na coagulação do konjac, na remoção de impurezas durante o refino do açúcar, como neutralizante em xaropes de amido, como conservante e emulsificante em pães e para realçar a textura de bolinhos de peixe e salsichas. Além disso, o lactato de cálcio e o fosfato de cálcio são adicionados a bebidas refrescantes.
Produtos de cal também são usados em aquecedores de alimentos (para saquê, caixas de bento, comidas deliciosas, oden aquecido, etc.), que geram calor por meio da reação com a água. Também é usado em dessecantes de alimentos e absorvedores de umidade devido às suas propriedades de absorção de umidade.
Produção de Ferro e Aço
Nossa vida cotidiana é cercada por muitos produtos de aço, incluindo carros, trens, aviões, estradas, pontes, etc. A cal desempenha um papel crucial no processo de produção de ferro e aço.
Usos na Agricultura e Pecuária
Os quatro elementos essenciais dos fertilizantes são nitrogênio, fósforo, potássio e cálcio. A cal é utilizada em diversas aplicações, incluindo fertilizantes, tratamento de esterco de gado, pesticidas, ração para galinhas poedeiras e vacas leiteiras e na prevenção de doenças infecciosas como a gripe aviária. Fertilizantes à base de cal fornecem às culturas minerais essenciais como cálcio e magnésio e ajudam a promover a decomposição da matéria orgânica do solo. Também neutralizam e melhoram solos ácidos.
Na indústria pecuária, a cal é usada para ajustar o teor de água e esterilizar o esterco, que é então reciclado como fertilizante de nitrogênio e cálcio. A cal também é usada na produção da calda bordalesa, um pesticida com mais de 100 anos de história. Além disso, o cálcio, o principal componente da cal, é adicionado à ração animal para garantir a saúde dos animais. Recentemente, as propriedades esterilizantes da cal têm sido utilizadas na prevenção de doenças infecciosas virais, como a gripe aviária.
Aplicações de Engenharia Civil
Cimento, concreto, agregados, asfalto, estabilização de solos, britadores estáticos, etc.
O concreto de cimento é um material vital na engenharia civil, e a cal desempenha um papel essencial em sua fabricação. A cal também é usada na estabilização de solos para melhorar solos moles e encharcados, transformando-os em solos fortes e duráveis. É aplicada na engenharia de fundações de estradas, edifícios, aterros sanitários e pistas de aeroportos.
Uma aplicação rara da cal é o uso de britadores estáticos. Quando edifícios antigos de concreto ou rochas precisam ser demolidos, explosivos frequentemente geram detritos voadores, ruído e vibrações. Esses efeitos podem ser perigosos. Um britador estático, que utiliza as propriedades de expansão da cal quando reage com a água, brita concreto e rochas com segurança, sem o risco de explosões.
Aplicações de tratamento de água
A cal pode ser usada no tratamento de água, tratamento de esgoto, tratamento de águas residuais, tratamento anti-águas residuais, tratamento de lodo, etc.
As estações de tratamento de água purificam a água extraída de rios, lagos, lençóis freáticos e outras fontes, transformando-a em água potável, que depois é entregue às residências.
Neste processo de purificação, a cal é usada para ajuste de pH, prevenção de água vermelha e tratamento de lodo.
As estações de tratamento de esgoto utilizam cal como floculante para precipitar e separar o lodo. Esses precipitados são desodorizados e esterilizados pela cal e transformados em composto.
Metais pesados nocivos presentes em efluentes industriais são precipitados pela cal, que ajuda a recuperar metais pesados dissolvidos como hidróxidos. Além disso, a cal é usada para neutralizar efluentes ácidos.
Em rios, lagos, águas costeiras e áreas agrícolas onde há acúmulo de lodo, nutrientes (como poluentes) se dissolvem e contribuem para a formação de marés vermelhas e verdes. A aplicação de cal nessas águas promove a decomposição da matéria orgânica. A fixação de fósforo e metais pesados é potencializada. A cal também previne a geração de sulfeto de hidrogênio e ajuda a manter um ambiente alcalino, o que contribui para a prevenção da ocorrência de marés vermelhas e verdes.
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