cal hidratada e cal virgem - Quallical

CAL HIDRATADA E CAL VIRGEM
HISTÓRICO.
A QUALLICAL foi fundada em 1982, e no ano de 1987 iniciou-se a hidratação para produzir CAL
HIDRATADA DE ALTO TEOR DE CÁLCIO (Calcítica). A QUALLICAL desenvolveu seu processo de fabricação de
alta tecnologia para atender às mais exigentes especificações.
Atestando a excelência de nossos produtos, relacionamos entre nossos clientes as mais expressivas
empresas nacionais e multinacionais, nos vários ramos da indústria química, petroquímica, fertilizantes,
metalúrgica, tintas, plásticos, borracha, galvanoplastia etc.
Nossa Cal Hidratada Quallical 200, desenvolvida especialmente para tratamento de águas residuais
industriais tem contribuído de forma decisiva na preservação do meio ambiente.
Na engenharia civil, nossa Cal Hidratada Especial CH-I vem sendo utilizada em larga escala nas
argamassas de assentamento, em pinturas, na fabricação de blocos e tijolos construtivos , na estabilização
de solos, nas misturas asfálticas etc. Participamos do Programa de Qualidade promovido pela ABPC
(Associação Brasileira dos Produtores de Cal), entidade à qual somos associados, que visa a melhoria
contínua da cal hidratada fornecida ao mercado da construção civil.
A unidade industrial da QUALLICAL localizada em Santo André (Grande SP), está capacitada a fornecer
nossos produtos paletizados, em sacaria especial, em containers, ou a granel.
A QUALLICAL orienta o consumidor na escolha do tipo da cal mais adequada à sua necessidade,
podendo fabricar especialmente o tipo de cal desejada.
Destacamos a homologação (E.P. – S.P. 09895-7/ R.P. - E.P. 09895-00001-7) de nossa empresa e de
nossos produtos, junto ao Ministério da Agricultura, como Estabelecimento Produtor e Produtos para
Agricultura.
POLÍTICA DA QUALIDADE.
A nossa empresa tem como Política da Qualidade: “Assegurar a total satisfação dos nossos clientes”.
Para tanto, adotamos as seguintes diretrizes:
A qualidade é responsabilidade de todos os setores e pessoas da empresa e o seu controle e
acompanhamento devem ser continuamente promovidos .
As ações na empresa devem ser direcionadas na identificação, solução e prevenção de problemas,
evitando-se a sua repetição pela mesma causa.
Os nossos fornecedores de produtos e serviços deverão ser selecionados com base no critério da
qualidade global, assim considerados aqueles que atendam concretamente às nossas necessidades de
maneira plenamente satisfatória.
É responsabilidade de todo o corpo diretivo e gerencial assegurar o cumprimento dos procedimentos
implantados e zelar pela obtenção e manutenção dos padrões de qualidade exigidos.
É responsabilidade desta Diretoria garantir o pleno atendimento aos objetivos da nossa política de
qualidade.
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Fone: 11 4998-9000 Fax: 11 4998-9018
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CAL HIDRATADA E CAL VIRGEM
MATÉRIA PRIMA: CAL VIRGEM.
A qualidade de uma boa cal hidratada está ligada proporcionalmente à qualidade da cal virgem
utilizada para sua produção. Uma das principais características de uma cal hidratada é a reatividade, que é a
capacidade de reagir com as impurezas suspensas na água através de condicionamento químico. Esta
reatividade depende, além das características físicas como a granulometria e superfície específica, da pureza
da cal virgem representada pelos teores de cálcio e magnésio, umidade, CO2 e tipo de calcinação sofrida.
A figura 1 mostra uma pedra de cal virgem calcinada em temperatura ideal, que está totalmente na
forma de óxido de cálcio.
Se a cal virgem for calcinada em temperatura acima do ideal forma-se uma camada superficial de
aproximadamente 0,8 a 1,2 mm de composto de cálcio sinterizado de alta dureza que é solúvel em ácido
clorídrico, porém, não é solúvel em água no tempo hábil do processo de tratamento, apresentando-se na
forma de areia abrasiva. A figura 2 mostra esta situação.
Exemplo de cal virgem cálcica com 84,63% de CaO.
K2SO4 – 0,65% / CaSO4 – 0,68% / 4 CaO.Al2O3Fe2O3 – 1,67%
3 CaOAl2O3 – 2,70% / CaCO3 – 5,75% / 2CaO.SiO2 – 14,07%
Ca(OH)2 – 4,30% / CaO – 66% / Insolúvel(quartzo) – 2,38%
MgO – 1,33% - Na2O – 0,32%
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CAL HIDRATADA E CAL VIRGEM
Se a cal virgem for calcinada em temperatura abaixo do ideal, o núcleo da pedra permanecerá na
forma de calcário diminuindo assim o teor de cálcio disponível e aumentando o teor de CO2 . A figura 3
mostra uma pedra de cal virgem mal calcinada comumente existente que varia de 3 a 5% do produto
calcinado. A parte indicada em "A" é a parte calcinada na forma de óxido da cálcio. A parte indicada em "B" é
a parte mal calcinada que apresenta residual de calcário que é pouco solúvel em água, porém, solúvel em
ácido clorídrico e se apresenta na forma de areia. A tecnologia de moagem e separação CARBOTEX visa
eliminar os efeitos danosos destes componentes em processos industriais.
Por todos esses aspectos mantemos um rígido programa de controle de qualidade interno, de todas as
matérias primas (cal virgem) utilizadas em nosso processo de fabricação.
PROPRIEDADE
IMPUREZAS
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
MAIORES TRAÇOS
CAL VIRGEM
CAL HIDRATADA
SiO2, Al2O3, Fe2O3, P2O5, S, ALCALIS, Mn, C, Cu, Ti, Ba, F, B, Zn, Pb
CaO ou CaO, MgO
Ca(OH)2 OU Ca(OH)2 Mg(OH)2
SISTEMA CRISTALINO
CÚBICO
HEXAGONAL
POROSIDADE
18 a 48%
PESO ESPECÍFICO
3 a 3,6 g/cm
DENSIDADE APARENTE
DUREZA
3
2,3 a 2,9 g/cm3
880 a 960 kg/m3
400 a 640 kg/m3
2a3
2a3
COEFICIENTE DE EXPANSÃO
138 x 10 ºC
3,34 x 10-5ºC
CONDUTIVIDADE TÉRMICA
0,0015 a 0,002 Cal/Cm/Seg/ºC
-
CALOR ESPECÍFICO
0,17 a 0,32
0,27 a 0,37
CALOR FORMAÇÃO
151.900 a 143.750 Cal/mol
8000 a 15.300 cal/mol
50 a 55º
70º
ÂNGULO DE REPOUSO
SOLUBILIDADE
-7
-
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA
1,33gCaO/l A 10ºC
2
3000 a 10.000 cm /g
10.000 a 20.000 cm2/g
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CAL HIDRATADA E CAL VIRGEM
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE CAL HIDRATADA
A cal hidratada resulta da clássica reação de fases sólida-líquida. Dependendo do volume de água
utilizada para a reação, o produto final pode ser seco ou com aspectos de creme, lama, leite ou solução
saturada.
A cal hidratada é adjetivada e sua composição química varia de acordo com as características da cal
virgem que lhe dá origem. No caso da cal cálcica, a reação se processa da seguinte forma:
CaO + H2O  Ca(OH)2 + calor (15.300 cal/mol.g)
O calor que acompanha as reações exotérmicas é considerável, chegando a 272 kcal / kg o suficiente,
por exemplo, para elevar a temperatura de 2,3 kg de água com 1 kg de cal virgem cálcica de 12ºC para
100ºC.
Os óxidos de cálcio e magnésio iniciam o processo de hidratação, mas o primeiro com velocidade
muito maior. No primeiro contato com a água, a cal virgem implode e em torno de seu grão, forma-se uma
solução supersaturada. Neste momento há o aparecimento de íons Ca++ e OH-, em proporção determinada
pela estrutura cristalina no óxido e pela temperatura já atingida. Com um número suficiente de íons, começa
a formação e cristalização do hidróxido de cálcio.
Para hidratar completamente a cal virgem (100% óxidos) alta em cálcio, são necessários
estequiometricamente 32,1% de água. Mas o volume de água para hidratar cal virgem industrializada varia
com as características físicas, químicas e mineralógicas e também com o método e o hidratador
empregados.
Em resumo, como ainda resta considerar as perdas por umidade e evaporação, proveniente do calor
de hidratação somente a experiência determina o volume adequado. Alguns autores indicam os seguintes
números: Searle (45%), Boynton (52%) e Cimprogetti (60%).
Da água adicionada, uma parte incorpora-se à molécula dos hidratos: Ca(OH)2 – 24,3%, Mg(OH)2 –
30,8%, Ca(OH)2.MgO – 15,75% e no Ca(OH)2.Mg(OH)2 – 27,21%. Desta forma podemos dizer que uma cal
hidratada calcítica contém de 24 a 27% de água combinada.
VELOCIDADE DE HIDRATAÇÃO, REQUEIMA E AFOGAMENTO DA CAL
A reação água / óxido se processa com velocidades diferentes, em função das propriedades físicas,
químicas e físico-químicas da cal virgem tratada. Vorobiev classifica as cales segundo o tempo necessário
para hidratação nas seguintes categorias:
1 – Rápida, quando a reação se completa em 8 minutos;
2 - Média, em até 25 minutos;
3 – Lenta, acima de 25 minutos. São valores que orientam o cálculo do tempo de permanência da cal
no hidratador.
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CAL HIDRATADA E CAL VIRGEM
A velocidade de reação água/óxido pode sofrer perturbações quando a proporção destes dois
componentes não é cuidadosamente determinada, havendo água em excesso ou de menos. Esta falha
provoca “requeima da cal” ou “afogamento da cal”.
Quando a adição de água em excesso é feita rapidamente ou de uma só vez, os grãos maiores, ou
torrões, também se hidratam rapidamente na superfície, com enorme perda de porosidade, o que tende a
impedir a passagem de água para o interior das partículas componentes. Diz-se que a cal foi “afogada”.
Por outro lado, quando o volume de água não é adequado, há geração de calor excessivo em
determinados pontos da massa de cal virgem, de 200ºC até 280ºC. Isto eventualmente pode desidratar a
partícula vizinha de hidrato já formado, o que pode, também, pelo aumento das dimensões dos cristais (na
transformação hidrato/óxido), impedir possivelmente a penetração da água para o interior da partícula.
Diz-se que a cal foi “requeimada” e os defeitos são os mesmos da cal “afogada”.
PROCESSO DE MOAGEM - CLASSIFICAÇÃO
Durante o processo de hidratação, quando a partícula de cal virgem reage com a água, a formação do
hidróxido é acompanhada por uma “explosão” que pode produzir fragmentos de dimensões de até 0,1
micrômetro. No entanto, para garantir a uniformidade e a dimensão das partículas a um mínimo possível, a
cal já hidratada é submetida a ação de moinhos especiais, projetados para reduzir ao máximo a sua
granulometria.
Após a moagem, se dá o processo de classificação através de aero-separadores, onde ocorre a
retirada do sistema de somente cal hidratada com granulometria de acordo com a especificação do cliente,
e descartando a cal hidratada com granulometria alta para nova moagem.
APLICAÇÕES E USOS:
A cal hidratada é utilizada em diversas aplicações, dentre as quais destacamos:
- tratamento de águas residuárias industriais (efluentes) e água potável.
- fertilizantes.
- ração animal.
- curtumes e gelatinas.
- neutralização de ácidos.
- matéria-prima para produção de estearato, fosfato , silicato, carbonato de cálcio etc.
- construção civil: argamassas, blocos, tintas, concreto, revestimentos, aditivos etc.
- estabilização de solos para pavimentação (solo-cal) e na agricultura.
- adequação e secagem de lodos industriais.
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CAL HIDRATADA E CAL VIRGEM
ANÁLISE TÍPICA QUALLICAL 200 MESH
CaO total
Ca(OH)2
MgO
Insolúveis em HCl
Umidade
CO2
Granulometria em 200 mesh
67,0 %
89,0 %
2,0 %
1,5 %
2,0 %
1,0 %
5,0 %
FATORES PREPONDERANTES NA QUALIDADE DA CAL HIDRATADA
ALCALINIDADE OU PODER DE NEUTRALIZAÇÃO.
Propriedade diretamente ligada ao teor de CaO total e disponível, responsável pela elevação do Ph
da água com a finalidade de neutralizar a acidez do efluente e / ou promover as reações químicas
necessárias em meio alcalino, para o abatimento dos metais presentes na forma de sais solúveis. Devido a
rapidez de solubilização da cal hidratada em forma de suspensão e sua alta superfície específica, ocorre a
precipitação das impurezas em flocos de sais insolúveis que se decantam com grande facilidade,
propiciando um efluente límpido e cristalino.
GRANULOMETRIA E RESÍDUOS INSOLÚVEIS.
A granulometria e os resíduos insolúveis, além de influírem diretamente na reatividade da cal,
também estão relacionados à vida útil dos equipamentos em geral e à produtividade da estação de
tratamento, uma vez que estes produtos provocam abrasão e geram sedimentos em excesso nos tanques,
ocasionando assim mais paradas para manutenção e limpeza.
PODER DE FLOCULAÇÃO
É a capacidade que a cal hidratada tem de agregar as impurezas da água formando flocos através de
condicionamento físico-químico. Quanto maior o floco, melhor para a limpeza, mais rápida é a decantação
(adensamento) e melhor será o resultado obtido no filtro prensa.
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CAL HIDRATADA E CAL VIRGEM
SEGURANÇA
O mais comum dos problemas que afetam os trabalhadores da indústria de cal é relacionado ao
manuseio da cal virgem (e, mais raramente da cal hidratada). Essa ocorrência é mais constante
particularmente nas fábricas situadas em locais de clima quente, onde a transpiração do trabalhador fornece
a água que, com a cal virgem, provoca a reação de hidratação sobre a pele, com desprendimento de calor,
provocando queimaduras inclusive graves sem falar no perigo para os olhos.
TIPOS DE ACIDENTE
INCIDÊNCIA (%)
QUEDAS DE PESSOAS
15,5
QUEIMADURAS
14,0
MANUSEIO DE MATERIAIS
12,0
TRANSPORTE
10,2
OPERAÇÃO DE MÁQUINAS
7,6
QUEDAS DE OBJETOS
7,5
FERRAMENTAS MANUAIS
7,4
DESLIZAMENTO DE ROCHAS
7,2
MANUSEIO DE ROCHAS
5,1
OUTROS
13,5
Destacamos a necessidade do uso correto e permanente dos EPI’s como medidas preventivas contra
eventuais acidentes, com perda ou danos físicos e/ou materiais, aliado a esses aspectos não deixa de ser
importante equipamentos de controle de emissão de sólidos particulados (EPC), no sentido de evitar
doenças ocupacionais, como queimaduras, inalação, irritação de mucosas, etc.
PARTE DO CORPO
INCIDÊNCIA (%)
OLHOS
19,3
COSTAS
17,3
PERNAS
16,4
MÃOS
11,3
PÉS
10,8
BRAÇOS
7,5
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CAL HIDRATADA E CAL VIRGEM
MANUSEIO E ESTOCAGEM
As cales virgem e hidratada devem ter manuseio diferenciados não só pelo seu comportamento na
presença da umidade do ar atmosférico e os diferentes níveis do efeito devido a contatos com operadores,
como também pela diversificação de suas aplicações. Cabe-se ressaltar em ambos os casos, na preparação
de leite de cal, a agitação deve ser mecânica e constante (não utilizar sistemas de ar comprimido, para evitar
recarbonatação da solução), sendo que no caso da cal virgem, essa agitação deve ser mais vigorosa e num
espaço de tempo maior, através de tanques de maior volume, ou em equipamentos apropriados (slakers),
no sentido de garantir o melhor nível de hidratação.
Na estocagem da cal em silos – de secção circular, retangular, quadrada ou hexagonal – deve-se
considerar: densidade da cal hidratada em 480 kg / m3 e da cal virgem em 880 kg / m3 e ângulo do cone de
descarga superior a 60º.
CARACTERÍSTICAS
CAL HIDRATADA
CAL VIRGEM
CaO disponível em solução
Imediato
Não imediato
Tempo de hidratação
Imediato
De 20 – 60 minutos
Hidratador
-
Requer
Afogamento/requeima
Não ocorre
Ocorre
Agitação
Normal
Vigorosa
Temperatura da solução
Ambiente
200º C*
Granulometria
5% ret. # 200
5% ret. # 170
Resíduos insolúveis
1,5%
9,2%
Beneficiamento
Aero-separação
Incrustação
Normal
Acentuada
Abrasividade
Moderada
Acentuada
Segurança
Produto não perigoso
Perigoso ONU 1910
Contato com pele/olhos
Irritação
Queimaduras
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