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APLICAÇÕES DA CAL
 
 

APLICAÇÕES DA CAL
 
A cal é o reagente químico mais antigo que conhece, havendo registos de utilização de cal no ano 6.000 AC. São muito variadas as actuais aplicações da cal seja a nível industrial (siderurgias, papeleiras, açucareiras, químicas, exploração mineira, etc.), seja a nível de construção civil e obras públicas, seja a nível do sector ambiental (depuração de fumos, tratamento de águas, inertização de óleos usados, inertização de resíduos industriais perigosos, etc.), seja ainda a nível da agricultura.
Na União Europeia o consumo per capita em 2001 foi de 65 Kg/hab/ano. No mesmo ano a Alemanha registou um consumo per capita de 85 Kg/hab/ano e na nossa vizinha Espanha de 45 Kg/hab/ano e em Portugal de 30 Kg/hab/ano.
Nos pontos seguintes apresenta-se mais detalhadamente as utilizações da cal
 

1.1.   APLICAÇÕES SIDERÚRGICAS

 

Em siderurgia a cal é utilizada na produção de aço líquido para formação de escória e promoção da dessulfuração e desfosforação do aço. O consumo específico varia entre os 40 e os 65 Kg de cal por tonelada de aço produzido, consoante o processo de produção utilizado. Actualmente é normal utilizar-se cal dolomítica e cal viva em proporções de 30 e 70 % respectivamente.

  1.2.   APLICAÇÕES NA EXPLORAÇÃO MINEIRA

 

A cal utilizada na concentração de minérios e separação do cobre, zinco, níquel e chumbo. É ainda utilizada na recuperação de ouro e prata.
 
1.3.   APLICAÇÕES NA METALURGIA DOS NÃO FERROSOS

  

A cal viva é empregada na indústria do Alumínio, onde actua como escorificante da sílica presente nas jazidas de bauxite, evitando a formação de silico – aluminatos.
Também na produção de Magnésio metálico se utiliza cal hidratada, se se está em presença do processo electrolítico, ou cal viva, se se trata do processo de redução térmica.
1.4.   APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA QUÍMICA

  

A cal é um reagente básico para a indústria química, podendo ser utilizada como reagente na fabricação de vários compostos químicos ou como regenerante de reagentes mais caros.
Assim, a cal é utilizada na produção de soda cáustica, carboneto de cálcio, cianamida cálcica, hipoclorito de cálcio, acetato de cálcio etc. De uma maneira geral a cal é utilizada na produção de fosfatos cálcicos, fluoretos, brometos, ferrocianatos, nitratos, estearatos, acetatos, oleatos, lactatos, citratos e benzoatos de cálcio.

1.5.   APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA ALIMENTAR

 

A cal é utilizada na indústria açucareira na purificação do xarope, na indústria láctea na produção de caseinato de cálcio, lactáto de cálcio e ácido lácteo e na indústria de panificação na produção de fosfato monocálcico necessário à preparação do fermento.

1.6.   APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA DO PAPEL

 

No fabrico da pasta de papel a cal é utilizada para regenerar a soda cáustica. No fabrico de papel utiliza-se a cal para produzir o carbonato de cálcio precipitado (PPC), o consumo específico do carbonato é de 200 Kg/ton de papel, o que significa um consumo de cal correspondente a 112 Kg de cal viva / ton de papel.
 
1.7.   APLICAÇÕES NA CONSTRUÇÃO CIVIL E OBRAS PÚBLICAS

  

Embora em Portugal a utilização de cal neste sector se confine à fabricação de argamassas e estuques para a construção civil vamos descrever estas aplicações já que a sua importância noutros países da União Europeia (por exemplo em Espanha estas aplicações representam 15 % do consumo total de cal) e as vantagens desta utilização fazem prever em tempo a sua introdução no nosso país.
 

1.7.1.      Fabricação de Asfalto
 
A utilização de cal na fabricação de cal tem como principal objectivo reduzir a sua sensibilidade à humidade e aumentar a sua duração devido a uma maior resistência ao aparecimento de gretas e fissuras.
Para além desta vantagem a cal, adicionada às massas asfálticas, também:
  • Melhora a coesão entre o asfalto e as partículas agregadas aumentando a sua duração.
  • Melhora a dureza aumentando a resistência a cargas pesadas.
  • Atrasa o envelhecimento do asfalto.
  • Melhora a rigidez do pavimento.
  • Aumenta a resistência a altas temperaturas.
  • Melhora a resistência à fractura a baixas temperaturas.
  • Interage com as argilas, contrapondo-se à acção da humidade, melhorando a estabilidade e a durabilidade.
1.7.2.      Estabilização e Modificação de Solos

 

A aplicação de cal para estabilizar solos é baseada na função pozolânica da cal que permite estabilizar as argilas expansivas evitando a sua substituição.
A cal, sendo um material aglutinador, serve tanto como agente estabilizador de pavimentos do subsolo, do solo sob o asfalto ou do pavimentos de cimento.
O uso da cal para tratar o terreno melhora notavelmente a estabilidade, impermeabilidade e a sustentação dos cimentos.
Por outro lado, a cal é o produto por excelência para promover a modificação dos solos argilosos, uma vez que:
  • Reduz a plasticidade.
  • Reduz a capacidade de retenção de humidade.
  • Reduz o inchamento.
  • Aumenta a estabilidade.
Efectivamente a adição de cal a um solo argiloso promove uma reacção pozolânica pela qual a cal, reagindo com os silicatos e aluminatos solubilizados presentes no terreno argiloso, os transforma em silicatos e aluminatos de cálcio hidratados e estáveis. Esta reacção desenrola-se durante muito tempo desde que haja cal suficiente e o pH se mantenha superior a 10. 

 

1.7.3.      Construção Civil

 

A utilização de cal para pintar as paredes das casas com as suas propriedades impermeabilizantes e desinfectantes é bem conhecida em Portugal, o revestimento em óxido de cálcio obtido, por ser de fina espessura, rapidamente absorve o CO2 da atmosfera transformando-se em carbonato de cálcio (calcário) de elevada dureza.
Também a utilização de cal no fabrico de argamassas e estuques é corrente em Portugal. 

 

1.8.   APLICAÇÕES NO SECTOR DO AMBIENTE

 

 A cal é amplamente utilizada no tratamento de:
  • Águas residuais urbanas
  • Águas potáveis
  • Lamas das depuradoras
  • Efluentes gasosos
  • Resíduos sólidos urbanos (RSU)
  • Solos contaminados
No que respeita ao tratamento de águas residuais urbanas a cal é fundamentalmente utilizada para: 
·         O controlo do pH.
·         promover a neutralização, a coagulação, a floculação e a precipitação dos fosfatos, sulfatos e fluoretos, bem como de outros sólidos em suspensão ou dissolvidos.
·         para promover a precipitação dos metais pesados (chumbo, crómio, cobre, níquel, etc ) e de outros metais (zinco, alumínio, ferro, etc ) que se encontram dissolvidos e que após neutralização co cal precipitam sob a forma de hidróxidos.
Quanto ao tratamento das águas potáveis a cal, tanto viva como hidratada, permite controlar o equilíbrio cálcio – carbónico 
Ca(HCO3)2   ⇒   CaCO3 +H2O + CO2 
remineralizando as águas demasiado ácidas e descarbonatando as águas demasiado duras. A cal é o reagente químico mais importante no tratamento das águas potáveis para uso doméstico e industrial, já que permite ainda evitar a proliferação de bactérias e virus e reduzir a silica presente na água.
Em relação ao tratamento das lamas das depuradoras a cal é utilizada quer antes da filtragem para promover a coagulação dos sólidos facilitando o processo de deshidratação e reduzindo o volume das lamas, para aumentar o tamanho dos flocos, para bloquear as fermentações e eliminar os organismos patogénicos, quer após a filtragem para promover a estabilização e secagem das lamas.
No que concerne aos efluentes gasosos a cal joga um papel importante como desulfurante eliminando o dióxido de enxofre (SO2) e outros gases ácidos como o cloreto de hidrogénio (HCl). A cal é muito mais reactiva que o carbonato de cálcio permitindo reduzir o investimento nos equipamentos de tratamento, podendo ser utilizada em sistemas de lavagem a seco ou por via húmida. Estas técnicas de lavagem de gases são consideradas em muitos sectores como a tecnologia BAT (best available technology). Estão neste caso os sectores cerâmico e vidreiro.
No tratamento dos RSU a cal é considerada o meio mais seguro para tratar os lixos biológicos orgânicos evitando o desenvolvimento de maus cheiros e de agentes patogénicos.
Solos contaminados com petróleo ou seus derivados e PCBs podem ser tratados injectando ou misturando cal viva. Consegue-se assim estabilizar o solo sem necessidade de o remover o que reduz significativamente os custos do tratamento. 
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