La caliza es una roca sedimentaria compuesta principalmente de calcita (carbonato de calcio, CaCO₃). Se forma típicamente en ambientes marinos o lacustres y se precipita mediante procesos biológicos y químicos. Las características y tipos de caliza son los siguientes: • Color: Generalmente gris, blanco, amarillo, marrón, etc., dependiendo de las impurezas que contenga.
• Textura: La textura suele ser uniforme y fina, pero también puede contener fósiles u otros fragmentos de roca.
• Estructura: La piedra caliza puede tener estructuras granulares, cristalinas de lodo, bioclásticas u otras.
• Dureza: Su dureza Mohs es de alrededor de 3, lo que lo hace relativamente blando.
• Solubilidad: Es fácilmente soluble en ácido, produciendo burbujas de dióxido de carbono.
Según diversas normas, la piedra caliza puede procesarse para producir diversos productos, ampliamente utilizados en diversas industrias. A continuación, se presentan algunos de los principales productos derivados del procesamiento de la piedra caliza y sus aplicaciones:
1. Cemento Portland
Tras triturar, moler y mezclar la piedra caliza con arcilla y otros materiales auxiliares, la mezcla se muele hasta obtener un tamaño de partícula adecuado. Los materiales en polvo se introducen en un horno rotatorio y se calcinan a alta temperatura (aproximadamente 1450 °C) para formar clínker de cemento. Tras añadir una cantidad adecuada de yeso, el clínker se muele hasta obtener un polvo muy fino, obteniéndose el cemento terminado.
2. Piedra de construcción
La piedra caliza se utiliza como material básico en la construcción, por ejemplo, para cimientos y muros, especialmente en edificaciones civiles. Su precio asequible contribuye a mejorar la estabilidad estructural y a reducir costos.
3. Vidrio
En la fabricación de vidrio, la piedra caliza se mezcla con carbonato de sodio (Na2CO3) y cuarzo (SiO2) en proporciones precisas y se funde a altas temperaturas para reaccionar y formar silicato de calcio (CaSiO3) y dióxido de carbono (CO2), produciendo así vidrio ordinario.
4. Auxiliar para la fundición de mineral de hierro
La piedra caliza actúa como desulfurante en el proceso de fundición del hierro, ayudando a eliminar el dióxido de silicio (SiO₂) del mineral de hierro. Forma silicato de calcio de bajo punto de fusión (CaSiO₃), lo que facilita la eliminación de impurezas del hierro fundido.
5. Cal viva (CaO)
Cuando la piedra caliza se calcina y se descompone a altas temperaturas (900 °C – 1300 °C), produce óxido de calcio (CaO) o cal viva. Este proceso suele ocurrir en un horno vertical o rotatorio. La cal viva se utiliza como deshidratante en materiales de construcción, desecantes, explosivos y en... alimento, medicina y otras industrias.
6. Hidróxido de calcio (Ca(OH)2)
También conocido como cal apagada o cal hidratada, el hidróxido de calcio se produce añadiendo agua a la cal viva. Este proceso se lleva a cabo en un digestor especialmente diseñado para controlar la temperatura y la humedad. Se utiliza para crear caldo bordelés, mejorar suelos ácidos, tratar aguas residuales ácidas y más.
7. Carbonato de calcio molido (GCC)
La piedra caliza extraída de la cantera se tritura inicialmente y luego se muele aún más hasta obtener un polvo fino mediante un Molino de bolas u otro equipo de molienda. El polvo se clasifica utilizando un separador de aire Para garantizar la distribución granulométrica requerida. Gracias a su alta pureza química, inercia y estabilidad térmica, se utiliza ampliamente como relleno en industrias como la papelera, la del plástico, el caucho y los recubrimientos.
8. Carbonato de calcio precipitado (PCC)
Preparación química: Se utiliza piedra caliza de alta pureza como materia prima, y la cal viva se obtiene calcinándola. Posteriormente, la cal viva se digiere para producir una suspensión de hidróxido de calcio, que se precipita y se convierte en cristales de carbonato de calcio en presencia de dióxido de carbono. Finalmente, el carbonato de calcio precipitado (PCC) se obtiene mediante filtración, lavado, secado y otros procesos. Gracias a su fino tamaño de partícula y gran superficie, es adecuado para su uso en caucho, plásticos, fabricación de papel, materiales de construcción, tintas, productos químicos de uso diario y otros sectores.
9. Arena de fundición:
Se selecciona piedra caliza con un rango de tamaño de partícula adecuado para trituración y cribado, a fin de cumplir con los requisitos de la arena de moldeo. Se añaden aglutinantes y otros aditivos según sea necesario y se mezclan bien con la arena de piedra caliza. Este tipo de arena de moldeo ofrece un mejor rendimiento que la arena de cuarzo, mejorando la calidad superficial y el acabado de las piezas fundidas, a la vez que reduce el riesgo de silicosis ocupacional.
10. Absorbente de desulfuración:
La piedra caliza se tritura y muele hasta obtener un polvo fino para capturar eficazmente el gas SO₂ durante el proceso de desulfuración. El polvo de piedra caliza se mezcla con agua y se agita hasta formar una suspensión para su uso en sistemas de desulfuración húmeda de gases de combustión. En estos sistemas, la piedra caliza en polvo reacciona químicamente con el dióxido de azufre presente en los gases de combustión para lograr la desulfuración.
11. Cal activa y cal pasivada
La cal activa es un aditivo metalúrgico de alta calidad, mientras que la cal pasivada posee una excelente absorción de humedad y un excelente rendimiento de inyección. Ambas se utilizan principalmente en la industria siderúrgica como aditivos para minerales de sinterización, agentes de formación de escorias y agentes de desulfuración y desfosforación en el pretratamiento del hierro fundido.
12. Carbonato de calcio de grado farmacéutico:
El carbonato de calcio comestible y de grado farmacéutico que cumple con estándares estrictos se utiliza como aditivo nutritivo en tabletas de suplementos de calcio y tabletas multivitamínicas, así como también como fortificante en la industria alimentaria.
13. Carbonato de calcio comestible:
Se selecciona como materia prima piedra caliza de alta pureza que cumple con los estándares de seguridad alimentaria, y se implementan rigurosos controles de calidad, como molienda ultrafina, purificación y desinfección, para garantizar la seguridad y pureza del producto. Se utiliza ampliamente en las industrias de suplementos de calcio, nutrición y alimentos saludables, en productos como lácteos, bebidas y pasteles, para aumentar el contenido de calcio y mejorar el sabor.
La lista anterior describe los principales tipos de productos derivados del procesamiento de la caliza. Cada producto desempeña un papel indispensable en sus respectivos campos de aplicación debido a sus propiedades y funciones únicas. Con los avances científicos y tecnológicos, el procesamiento profundo de la caliza continúa evolucionando, diversificando sus derivados y satisfaciendo la creciente demanda del mercado.
Para mejorar el valor y la calidad de la piedra caliza, se preclasifica mediante equipos de procesamiento de minerales para eliminar impurezas. Este proceso contribuye a mejorar la pureza y la calidad del producto final, satisfaciendo así una mayor variedad de aplicaciones.
Entre los equipos utilizados para este proceso se encuentran dispositivos fotoeléctricos de procesamiento de minerales, como clasificadores de color de mineral y clasificadores de inteligencia artificial (IA).
Clasificador de colores
El clasificador de color detecta principalmente las diferencias de color en los materiales mediante sensores ópticos para distinguir entre las sustancias objetivo y las impurezas. Cuando la piedra caliza pasa por la máquina, los sensores identifican partículas cuyo color difiere del de la piedra caliza pura. Estas impurezas se eliminan de la línea de producción mediante aire comprimido u otros medios. Este método es muy eficaz para eliminar impurezas con colores significativamente diferentes.
Máquina clasificadora de IA:
En comparación con los clasificadores de color tradicionales, las máquinas de clasificación con IA emplean tecnologías más avanzadas, como visión artificial y algoritmos de aprendizaje profundo. Estas máquinas no solo clasifican por color, sino que también identifican y separan con precisión las impurezas basándose en características multidimensionales, como la forma, la textura, el brillo y otras. Tras el entrenamiento, el sistema de IA puede detectar diferencias pequeñas y complejas, lo que lo hace más eficaz en el manejo de impurezas de color similar a la piedra caliza, pero con diferente composición.
Cómo elegir el equipo adecuado:
Al seleccionar el equipo adecuado, las empresas mineras deben considerar los siguientes factores:
a. El tipo de impurezas en la materia prima de piedra caliza y sus propiedades físicas (como color, forma, densidad, etc.).
b. Los requisitos de velocidad y volumen de procesamiento de la línea de producción.
c. El presupuesto de inversión y el técnico mantenimiento capacidades del equipo.
Además, dependiendo de las condiciones reales, puede ser necesario pretratar la piedra caliza (como trituración y cribado) para garantizar una clasificación óptima. La calibración y el mantenimiento regulares del equipo de clasificación también son esenciales para garantizar un funcionamiento estable y un rendimiento eficiente a largo plazo.
