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Las calizas son rocas carbonatadas, compuestas por lo general de calcita; aunque la dolomita puede, a veces, ser un constituyente importante. El carbonato de calcio en la gran mayoría de los casos se ha extraído del agua del mar por agencia de organismos diminutos y luego depositado en capas que finalmente se consolidan en rocas. Estas rocas son, por general, de estructura de grano fino y uniforme y algunas veces bastante densas. Algunas calizas son casi calcita pura, mientras que otras contienen materiales parecidos a la arcilla y varios óxidos, como impurezas.
PRINCIPALES USOS DE LA CALIZA
Construcción
Fundición
Productos químicos
Agroquímicos
Vidrio
PRINCIPALES DERIVADOS DE LA CALIZA
CAL
La caliza u otras rocas calcáreas se calientan en hornos hasta 903°C, de forma que expulsa el CO2 y queda la cal viva (CaO). Ésta se apaga con agua, y mezclada con arena forma el mortero. Comúnmente, la cal se prepara en forma de cal hidratada (Ca(OH2)), añadiendo el agua necesaria. Cien kilos de caliza pura producen 56 kilos de cal. Puede emplearse también dolomita que da CaO-MgO, que se apaga más lentamente y despide menos calor que la cal viva.
VARIEDADES COMERCIALES
Cal Viva
Material obtenido de la calcinación de la caliza que al desprender anhídrido carbónico, se transforma en óxido de calcio. La cal viva debe ser capaz de combinarse con el agua, para transformarse de óxido a hidróxido y una vez apagada (hidratada), se aplique en la construcción, principalmente en la elaboración del mortero de albañilería.
Cal hidratada
Se conoce con el nombre comercial de cal hidratada a la especie química de hidróxido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos grupos hidróxidos. El óxido de calcio al combinarse con el agua se transforma en hidróxido de calcio.
Cal hidráulica
Cal compuesta principalmente de hidróxido de calcio, sílica (SiO2) y alúmina Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua.
PRINCIPALES USOS DE LA CAL
Metalurgia
· Industria del acero
· Fabricación de magnesio y alúmina
· Flotación de metales
· Fundición de metales no ferrosos
Construcción
· Materiales de construcción
· Estabilización de suelos y carreteras
Pulpa y papel
Productos químicos
Medio Ambiente
· Tratamiento de agua
· Tratamiento de aguas de desecho
· Tratamiento de desechos industriales
· Tratamiento en plantas empacadoras de alimentos
· Eliminación de azufre de los gases de combustión
· Neutralizador de tierras ácidas
Cerámica
· Vidrio
· Refractarios
Recubrimientos
· Pigmentos
· Pinturas de agua
· Barnices
Alimentos
· Industria lechera
· Industria azucarera
· Industria de gelatina y goma animal
· Industria panificadora
· Almacenaje de frutas y legumbres
· desinfectante
CARBONATO DE CALCIO
El carbonato de calcio (CaCO3) se presenta en formas muy diversas: cáscara de huevo, conchas, perlas, corales, creta, piedra caliza, mármol, estalactitas, estalagmitas siendo su composición química: CO2 44%, CO 56%.
VARIEDADES COMERCIALES
CARBONATO DE CALCIO Molido
Producto obtenido del proceso de molienda de roca caliza.
CARBONATO DE CALCIO Precipitado
El producto obtenido del proceso de carbonatación, en el cual se precipita el calcio en forma de carbonato de calcio. Éste se caracteriza por tener menos impurezas, mayor brillo y una morfología controlada; se utiliza como relleno y extensor en plástico, así como pintura, papel, adhesivos, en recubrimientos, elastómeros, productos aplicados en los sectores alimenticio y farmacéutico.
USOS DEL CARBONATO DE CALCIO
Farmacéutica
Pintura
Cosméticos y artículos de aseo
Plástico
Cerámica y vidrio
Hule
Alimentos
Otros
Papel
CEMENTO
El cemento es un material inorgánico finamente pulverizado, que al agregarle agua, ya sea sólo o mezclado con arena, grava u otros materiales similares, tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la hidratación y que una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad. Cuando el cemento es mezclado con agua y arena forma mortero, y cuando es mezclado con arena y piedras pequeñas forma una piedra artificial llamada concreto.
TIPOS DE CEMENTO
La clasificación de los tipos de cemento está proporcionada por la norma NMX-C-414-ONNCCE-1999, la cual establece lo siguiente:
De acuerdo a su composición, éstos pueden ser
Tipo
Denominación
CPO
Cemento Pórtland Ordinario
CPP
Cemento Pórtland Ordinario
CPP
Cemento Pórtland Puzolánico
TPEG
Cemento Pórtland con Escoria Granulada de alto horno
CPC
Cemento Pórtland Compuesto
CPS
Cemento Pórtland con humo de sílice
CEG
Cemento con Escoria Granulada de alto horno
De acuerdo a sus características especiales, éstos pueden ser:
Nomenclatura
Características especiales de los cementos
BRA
Baja reactividad álcali agregado
RS
Resistente a los sulfatos
BCH
Bajo calor de hidratación
B
Blanco
DE ACUERDO A SU RESISTENCIA
La resistencia normal de un cemento es la resistencia mínima mecánica a la compresión a los 28 días y se indica como 20, 30 ó 40 en Newtons por milímetro cuadrado (N/mm2).
En un saco de cemento, la clasificación del cemento estará integrada por lo siguiente:
Composición + Característica especial
Ejemplo:
Cemento CPO 40 R
Esta clasificación indica que se trata de un cemento Pórtland ordinario, con alta resistencia inicial.
Cemento TPEG 30 RS
Esta clasificación indica un cemento con adición de escoria, con una resistencia normal y resistente a los sulfatos.
Cemento CPP 30 BRA / BCH
Esta clasificación indica un cemento pórtland puzolánico, con una resistencia normal, de baja reactividad álcali agregado y de bajo calor de hidratación.
La diatomita es una roca silícica, sedimentaria de origen biogénico, compuesta por esqueletos fosilizados de las frústulas de las diatomeas.
Se forma por la acumulación sedimentaria de los esqueletos microscópicos de algas unicelulares y acuáticas. Está compuesta de esqueletos opalinos fosilizados de la diatomea; los esqueletos se componen de la sílice amorfa.
La diatomita se forma por la acumulación sedimentaria hasta formar grandes depósitos con un grosor suficiente para tener un potencial comercial.
Propiedades físicas:
• Aspecto macroscópico: Roca purulenta, fina y porosa con aspecto margoso.
• Color por lo regular blanco brillante (en el caso de alta pureza)
- Pueden estar coloreadas
- Blanco (calcinado con fundente)
- Rosa (calcinado)
- Gris (sin calcinar)
• Alta porosidad
• Volumen de muy baja densidad
• Capacidad para absorber líquidos muy alta
• Capacidad abrasiva suave
• Conductividad térmica muy baja
• Alta resistencia a la temperatura
• Punto de fusión entre 1,400° a 1,750°C
• Peso específico 2.0 (la calcinación la incrementa a 2.3)
• Área superficial 10 a 30 m2/g (la calcinación la reduce a 0.5 a 5 m2/g)
• Índice de refracción 1.4 a 1.46 (la calcinación la incrementa a 1.49)
• Dureza (Mohs) 4.5 a 5 (la calcinación la incrementa a 5.5 a 6)
• Químicamente inerte
• El porcentaje de humedad varía de acuerdo al depósito (entre 10% hasta un 60%)
PRINCIPALES USOS
Filtro-ayuda
La mayor demanda de filtro ayuda se da en la industria de la bebida en general, principalmente en la industria cervecera.
De acuerdo a su proceso de elaboración en general se ofrecen tres grupos con diferentes tamaños de partículas y aplicaciones:
Natural
Sus aplicaciones son en la industria de la cerveza, metales preciosos, vinos, separación de sólidos ultramicroscópicos, etc. Brinda mayor claridad en el líquido filtrado así como menor flujo.
Calcinados
Sus aplicaciones son en los extractos alcohólicos, cerveza, sidra, jugos de frutas en general, adhesivos, productos farmacéuticos, jarabes, tratamiento de agua, vino, levadura, antibióticos, etc.
Calcinados con fundente
Sus aplicaciones son en los aceites vegetales y grasas animales, químicos orgánicos e inorgánicos, aceite para corte de metales, solvente para limpieza en seco, colorantes y pinturas, aceites lubricantes, glucosa, lacas y barnices, jabón, maltosa, pectina, adhesivos, caseína, ésteres de celulosa, sidra, dextrina, grasas, gomas sintéticas, mosto de cerveza, etc.
Carga funcional
Sus aplicaciones son en mayor medida en la industria de la pintura y del plástico.
En la industria de la pintura la diatomita es un eficiente extendedor de pigmentos y agentes mateantes. Con su infinita variedad de formas, las diatomeas se entrelazan con la película de la pintura dándole mayor tenacidad y mejores propiedades de lijado. Sus formas microscópicas irregulares al difundir la luz permiten controlar el grado de brillo al nivel deseado.
La porosa estructura de las diatomeas reduce la tendencia a la formación de ampollas y asegura al mismo tiempo un secado más rápido debido a la mejor evaporación de los solventes.
Es materia prima importante en productos para limpieza y pulimento; en la industria del hule se utiliza en hules naturales y sintéticos para la elaboración de neumáticos, suelas, tacones, rodillos, guantes, empaquetaduras, etc.
OFERTA NACIONAL
La oferta nacional de diatomita está concentrada por el corporativo internacional ubicado en el estado de Jalisco. Su producción se dirige a la fabricación de filtro ayuda de un 60% a 70% en promedio, la producción restante es usada como carga funcional principalmente en la industria de la pintura y plástico.
ESTRUCTURA DE LA OFERTA
La principal empresa productora de diatomita genera el 99.9% de la producción nacional, con una reducida presencia (0.1%) de pequeñas beneficiadoras.
La empresa líder se localiza en el municipio de Zacoalco de Torres, Jalisco; está integrada verticalmente, es decir, comprende los procesos de explotación, beneficio (incluyendo la calcinación) y comercialización. Cuenta con los más grandes yacimientos del país; por su gran capacidad de producción puede abastecer el mercado nacional; establece su liderazgo en términos de calidad y disponibilidad de productos, presenta los precios más elevados pero cuenta con la mayor variedad de presentaciones además de brindar asistencia técnica a sus clientes. Es la única empresa que ofrece diatomita calcinada y mantiene una utilización total de su capacidad productiva. Está conformada de capital 100% extranjero y gran parte de su producción se dirige a la exportación.
Existen ejidos de diatomita que abastecen a pequeñas empresas beneficiadoras y comercializadoras de minerales, cuyos procesos se limitan a la trituración y molienda del mineral. Satisfacen una pequeña parte del mercado, sus ventas son sólo locales, carecen de mercados alternativos de exportación y adolecen de variedad de productos y marcas establecidas en el mercado.
A pesar de existir un gran número de yacimientos de diatomita en el país, son pocos los que están en explotación. En los últimos tres años los pequeños mineros han ido desapareciendo por el control del mercado por parte de la empresa líder.
La
Goma Guar se deriva del endospermo molido de la planta
de guar, Cyamopsis tetragonolobus, de la familia de
las leguminosas. La planta es cultivada comercialmente
en India y Pakistán para el consumo humano y
animal. También es cultivada en el semiárido
sudoeste de los Estados Unidos. El tiempo de cultivo
es de aproximadamente 20 a 25 semanas. La planta de
guar es una leguminosa que lleva una vaina, fijador
del nitrógeno, es robusta y resistente a sequedad
y crece con tallos de 1 a 2 m de altura. Las vainas
de la semilla tienen aproximadamente 15 cm de largo
y contienen seis a nueve semillas de aproximadamente
2 a 3 mm en el diámetro. Aproximadamente 14 a
16% de la semilla son la cáscara, 38 a 45% representan
el endospermo y 40 a 46% el germen.
Procesamiento
En
el procesamiento comercial de la goma guar, se utiliza
una variedad de métodos para separar eficazmente
el endosperma de la cáscara y del germen. La
cáscara se elimina remojando en agua y posterior
molienda en varias fases y cernido, o calentando y carbonizando
la cáscara por tratamiento con fuego. Después
se usa una molienda diferencial para separar el germen
del endosperma, ya que hay una diferencia en la dureza
de cada componente. Se puede usar molinos de roce, de
martillo, o de rodillo. El endosperma separado, que
contiene 80% galactomano, se muele finalmente a un tamaño
de partícula fino y se vende como goma guar.
Características
físicas
La
Goma Guar es un polvo blanco a blanco-amarillento, casi
sin olor y sin sabor. Las calidades técnicas
son ligeramente más oscuras en el color. Los
tamaños de la malla fácilmente disponibles
son de 40 a 300 milimicrones.
Solubilidad
La
Goma Guar se dispersa e hidrata casi completamente en
agua frío o caliente, formando soluciones muy
viscosas. Es insoluble en solventes orgánicos.
Viscosidad
La
viscosidad de dispersiones o soluciones de goma guar
depende de temperatura, tiempo, concentración,
pH, velocidad de agitación y tamaño de
la partícula del polvo,. En agua fría
la viscosidad máxima se logra en 1 a 4 horas.
El polvo más fino de goma guar se hidrata más
rápido que los polvos gruesos. Para uso en alimentos
la viscosidad de una solución al 1% varía
de 2000 a más de 5000 cps.
Características
químicas
Goma
Guar, como la goma de algarrobo, es un polisacárido
que tiene una cadena recta de D-mannopyranose unidos
por B-(1->4) juntas con bifurcaciones laterales de
unidades solas de D-galactopyranose y unida las otras
unidades de manosa por juntas de (1->6). El peso
molecular de este galactomano es 220, +/- un 10%. La
goma de algarrobo tiene bifurcaciones únicas
de galactosa en cada cuarta unidad del manosa. La bifurcación
lateral mayor de las moléculas de goma guar causa
su mejor hidratación en agua fría, así
como una mayor actividad en la fijación de hidrógeno.
En promedio, la goma guar contiene 80% galactomannan,
12% agua, 5% proteína, 2% residuo insoluble en
ácidos o fibra cruda, 0,7% ceniza, 0,7% grasa,
un rastro de metales pesados, cero arsénico,
y cero plomo, aproximadamente.
pH
El
pH de una solución al 1% de goma guar está
entre 5,0 y 7,0. Las soluciones de goma guar tienen
una acción de buffer y son muy estables a pH
de 4 a 10,5. El método preferido para preparar
una solución con un pH muy bajo o muy alto es
preparar una solución con un pH de 8 y entonces
ajustar el pH a tan alto como mayor de pH 11 o a tan
bajo como pH 1. La hidratación más rápida
ocurre entre el pH 7,5 y 9.
Compatibilidad
La
Goma Guar es un polímero no iónico compatible
con la mayoría de otros hidrocoloides vegetales
como tragacanto, karaya, arábiga, el agar, alginatos,
carragenatos, goma de algarrobo, pectina, metilcellulosa
y carboxy-metilcellulosa. La Goma Guar también
es compatible con casi todos los almidones químicamente
modificados, almidones crudos, celulosas modificadas,
polímeros sintéticos, y proteínas
solubles en agua. Algunas sales multivalentes y solventes
miscibles en agua alteran la hidratación y la
viscosidad de soluciones de goma guar y producen geles.
El ion del borato inhibirá la hidratación
de goma guar.
La
Formación de GeI
El
ion del borato actúa como un agente de vinculación
cruzada con goma guar hidratada formando geles de estructuras
cohesivas. La formación y fuerza de estos geles
dependen del pH, temperatura y concentraciones de los
reactivos.La transformación de solución
en gel es reversible ajustando el pH debajo de 7 o calentando.
La nueva solución tendrá la misma viscosidad
como la solución original.
Preservativos
Las
soluciones de Goma Guar como la de otros hidrocoloides
vegetales están sujeto al ataque bacteriano.
Una mezcla de 0,15% metil- y 0,02% propil- parahidroxi-benzoato
puede usarse para conservar las soluciones de goma guar.
Para las aplicaciones en alimentos, se recomienda especialmente
benzoato de sodio y ácido cítrico. El
ácido sórbico y/o Sorbato de Potasio también
se usa como un preservativo para goma guar en quesos
procesados.
Usos
Goma
Guar se usa principalmente para espesar soluciones acuosas
y para controlar la movilidad de materiales dispersados
o disueltos.
Alimentos
Alimentos
lácteos
La
característica de goma guar como fijador de agua
la hace ideal como agente de hidratación rápida
en la formación de soluciones coloidales viscosas.
Es versátil como espesante o modificador de viscosidad.
La Goma Guar se usa en los estabilizadores de helado,
sobre todo a temperatura alta, en procesos de tiempo
corto dónde las condiciones requieren 80 º
C durante 20 a 30 segundos. Goma Guar también
se usa en la estabilización de chupa-chupas y
sorbetes. Se usa en una variedad de productos de queso
suaves, en quesos crema procesados y pasteurizados y
en la producción para aumentar el rendimiento
de sólidos de la cuajada. Produce cuajadas suaves,
compactas, de textura excelente. Los quesos cremosos
se producen mezclando 1 a 2% goma guar con los otros
ingredientes del queso, fundiendo, y después
enfriando la mezcla homogénea.
Productos
de panadería
Goma
Guar, cuando es agregada a diferentes tipos de masas
durante el amasado, aumenta el rendimiento, da mayor
elasticidad, y produce una textura más suave,
vida de estante más larga y mejores propiedades
de manejo. En pasteles y masas de bizcocho, goma guar
produce un producto más suave que se saca fácilmente
de los moldes y se rebana fácilmente sin desmenuzar.
Carne
Goma
Guar actúa como un aglutinante y lubricante en
la fabricación de una variedad de productos de
carne como salchichas, productos de carne llenados y
comida animal enlatada. Goma Guar disminuye la pérdida
de peso durante el almacenamiento.
Bebidas
Goma
Guar es útil espesando diferentes bebidas de
fruta y bebidas dietéticas sin azúcar.
Goma Guar más carragenato se usa para estabilizar
jarabes de chocolate y mezclas de chocolate en polvo.
Néctares de frutas que consisten de puré
de fruta, jugo de fruta, azúcar, ácido
ascórbico y ácido cítrico obtienen
una textura buena y una viscosidad estable mediante
la adición de 0,2 a 0,8% goma guar.
Aderezos
y salsas
La
propiedad para espesar de la goma guar se usa para mantener
la estabilidad y apariencia de aderezos, salsas de encurtidos,
aderezos condimentados y salsas de barbacoa. Goma Guar
es compatible con las emulsiones muy agrias y eficaz
a porcentajes de 0,2 a 0,8% del peso total.
Productos
farmacéuticos y Cosméticos
Goma
Guar se usa como un depresor del apetito y como desintegrador
y agente aglutinador en tabletas comprimidas. También
se usa para espesar diferentes cosméticos como
lociones y cremas.
Industrial
Industria
del papelUno de los mayores usos de la goma guar en
este segmento donde se le utiliza como agente retenedor
de humedad en los procesos de manufactura de papel confiriéndoles
características especiales, se usa también
como corrector de irregularidades en las prensas y calandras.
Industria
minera
Goma
Guar su usa como floculante en el proceso de separación
de líquidos de sólidos por medio de filtración,
sedimentación y clarificación. Goma guar
acelera la sedimentación de lodos suspendidos
y facilita su remoción. También se usa
como depresor de talco en operaciones de minería.
Industria
del tabaco
Goma
Guar se usa como aglutinante de tabaco fragmentado en
la producción de hojas del tabaco reconstituidas.
Estas hojas flexibles, con la fuerza tensil y espesor
de una hoja de tabaco, retienen las características
de sabor y aroma del tabaco y se mezclan con hojas de
tabaco. Las hojas son formadas pasando una mezcla húmeda
de goma guar, el humectante, y el polvo de tabaco entre
rodillos de acero que giran a velocidades periféricas
diferentes permitiendo la reincorporación de
partículas que originalmente no podían
ser utilizadas.
Industria
textil
Los
derivados de Goma Guar se usan en los procesos de impresión
por rodillo o de silk screen, así como en agentes
de acabados. Estos derivados también se usan
como espesativo de pastas de impresión.
Explosivos
Como
agente impermeabilizante, la goma guar se ha usado para
producir un explosivo de nitrato de amonio resistente
al agua.
Tratamiento
de agua
La
Goma Guar es aprobada por el Servicio de Salud Pública
americano para su uso en el tratamiento de agua potable,
junto con otros coagulantes como alumbre (potasio de
sulfato aluminio) hierro (III) sulfato, y cal (óxido
de calcio). Goma Guar aumenta el tamaño de los
floculos formados por el coagulante inicialmente, incrementando
la sedimentación de impurezas sólidas,
reduciendo el paso de sólidos a los filtros y
el tiempo entre retro-lavados. En aguas industriales,
goma guar forma flóculos con arcilla, sílice,
carbonatos e hidróxidos cuando es usado solo
o junto con coagulantes inorgánicos.
Perforación
petrolera
La
goma guar se usa a menudo para controlar el flujo de
agua y como un coloide protector en lodos de perforación
de pozos petroleros. También se usa en la fractura
de ácidos para aumentar el flujo de petróleo.
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