Cualquiera que haya estado junto a un clarificador a las seis de la mañana sabe que la cal es uno de los silenciosos caballos de batalla de una planta acuática. El grado que piden la mayoría de los operadores es cal hidratada: hidróxido de calcio, Ca(OH)2, un polvo blanco fino que se obtiene apagando cal viva en condiciones controladas. Debido a que llega ya apagado, puede ir directamente a un tanque de lodo o a un alimentador seco sin el calor, el vapor y las salpicaduras que conlleva el apagado en el sitio. A lo largo de los años, nuestro equipo ha construido sistemas de molienda para cal, cal viva y cal hidratada, y las preguntas que escuchamos son notablemente consistentes: ¿qué hace realmente, cuánto se debe alimentar y qué tan fino debe ser? Este artículo analiza esos tres en orden, con los detalles prácticos que tienden a decidir si una planta funciona sin problemas o pasa los fines de semana limpiando líneas de cal.

Qué hace la cal hidratada en una planta de tratamiento de agua

La cal hidratada es una base y casi todo lo que hace posteriormente se deriva de ese único hecho. Cuando se disuelve, libera iones de calcio e iones de hidróxido juntos, elevando el pH y agregando alcalinidad al mismo tiempo. Esa combinación es la razón por la que muchas plantas la prefieren a la sosa cáustica, donde la dureza, la amortiguación y el comportamiento del lodo son importantes. En el funcionamiento diario, las funciones principales son las siguientes:

• Corrección del pH y acumulación de alcalinidad, por lo que se mantiene el pH objetivo en lugar de retroceder en una hora.
• Ablandamiento, donde el hidróxido expulsa el magnesio como Mg(OH)2 y, con carbonato presente, el calcio como CaCO3.
• Respalda la coagulación, eleva el agua a la banda de pH donde el alumbre o las sales férricas funcionan mejor y proporciona sitios de nucleación para un flóculo más denso y de sedimentación más rápida.
• Precipitación de metales pesados ​​y otros inorgánicos, ya que muchos metales salen de la solución en forma de hidróxidos; La reducción de fluoruro y fosfato sigue una química similar.
• Acondicionamiento y estabilización de lodos, reduciendo el olor y mejorando la deshidratación de la torta.
• Control de corrosión y control de olores, ajuste del índice de Langelier en sistemas de distribución y depuración de sulfuro de hidrógeno en redes de captación.

Ninguno de estos deberes es exótico. Lo que separa a una planta cómoda de una que lucha suele ser la consistencia: el mismo grado de cal, la misma finura y un sistema de alimentación que no se obstruye.

¿Cal viva o cal hidratada?

Ambos productos tienen una base de calcio y la elección normalmente se centra en la logística y la mano de obra más que en la química. La cal viva contiene más óxido de calcio disponible por tonelada, lo cual es importante cuando los volúmenes son grandes, pero debe apagarse en el sitio con el equipo, el calor y la supervisión que eso implica. La cal hidratada cuesta más por unidad de óxido de calcio y envía más peso muerto, pero es mucho más sencilla de almacenar, dosificar y controlar. La mayoría de las plantas de tamaño moderado encuentran que la simplicidad vale la diferencia.

Obtener la dosis correcta

La dosificación nunca es un número fijo único, porque el agua bruta cambia con la estación y con los vertidos aguas arriba. Lo que funciona bien es una rutina repetible que lo acerque rápidamente y luego permita que el circuito de control haga el trabajo fino.

1. Realice una prueba de jarra con el agua cruda real del día, no con la muestra del mes pasado.
2. Calcule la demanda estequiométrica a partir de la alcalinidad y el pH objetivo, luego trátelo como un punto de partida en lugar de una respuesta.
3. Alimente como polvo seco a través de un alimentador gravimétrico o como una suspensión, generalmente en el rango de cinco a diez por ciento de sólidos, y manténgase en movimiento en todo momento.
4. Mezclar fuerte y brevemente en el punto de inyección. La cal hidratada se disuelve lentamente, por lo que una mezcla breve e intensa supera a una larga y suave.
5. Control del pH medido aguas abajo de la zona de reacción, donde la lectura refleja el resultado sedimentado en lugar de una nube local de partículas sin disolver.
6. Cuidado con los residuos. La sobrealimentación desperdicia cal, eleva el pH más allá de lo que desea el siguiente proceso y fomenta la formación de incrustaciones en las tuberías y en las superficies de las sondas.

Vale la pena tener en cuenta una cifra: la cal hidratada se disuelve sólo con moderación, del orden de un par de gramos por litro de agua, y la solubilidad disminuye a medida que aumenta la temperatura. Es por eso que las líneas de lodos necesitan velocidad y un lavado regular, y por qué el polvo fino y bien molido reacciona de manera mucho más predecible que el material arenoso.

Tamaño de partícula, reactividad y paso de molienda

La finura es la variable que silenciosamente controla todo lo demás. Las partículas gruesas se hunden y entierran en el lodo antes de disolverse, por lo que la planta lo compensa alimentándose en exceso; la arena que no reacciona termina formando depósitos en lavabos, difusores y dentro de líneas de lodo. Una distribución más ajustada del tamaño de las partículas proporciona una disolución más rápida, una suspensión más estable, menos sobrealimentación y una curva de pH que se comporta sola.

Aquí es donde importa el molino. Un molino que ofrece un tamaño superior consistente, con un sobredimensionamiento mínimo, hace más por la utilización de cal que la mayoría de los cambios que un operador puede hacer en el patín de dosificación. Hay más detalles sobre el lado del procesamiento en nuestra guía para molienda de hidróxido de calcio y cal hidratada , y el resumen práctico es el siguiente: primero controle el tamaño superior y luego preocúpese por el promedio.

Molino vertical serie LYH1008 Un molino vertical integrado para cal y polvos minerales, que combina molienda, clasificación y secado para ayudar a controlar el tamaño superior y la consistencia del producto. Ver producto →

Dos amonestaciones surgen una y otra vez en los circuitos de cal. Primero, mantenga moderadas las temperaturas de molienda. La cal hidratada es blanda, pero el calor sostenido la empuja hacia el óxido de calcio y se pierde el agua combinada que ya pagó por colocar. En segundo lugar, manipule el polvo adecuadamente. Un circuito bien diseñado funciona bajo una ligera presión negativa, con una cámara de filtros del tamaño adecuado para los finos y un clasificador que sujeta firmemente la banda del producto, de modo que el polvo que sale del molino es el polvo que la planta realmente puede utilizar.

Elección de un molino para trabajos de cal y cal hidratada

La cal no es un material difícil de moler en términos de dureza, pero no perdona la humedad, el polvo y la consistencia. Tres configuraciones cubren la mayoría de las tareas que vemos en el campo.

Servicio continuo de alto tonelaje

Cuando una planta o un productor de cal necesita un flujo constante de producto fino con un tamaño superior controlado, la molienda vertical con un clasificador integrado suele ser la opción más económica por tonelada. El rendimiento es alto, el tamaño es compacto y la banda de producto se puede ajustar sin detener la línea.

Molino de rodillos de anillo vertical inteligente LYH996 Un molino de rodillos de anillos hidráulico con clasificador integrado y control inteligente, adecuado para una molienda fina flexible donde cambian la calidad del alimento y la finura del producto. Ver producto →

Producción flexible y de gama media

Los molinos de rodillos anulares y de péndulo se adaptan a operaciones que cambian entre grados o que necesitan una unidad confiable dimensionada para una disposición específica de silo y alimentador. El control inteligente en los diseños más nuevos de rodillos anulares ayuda a mantener estable la finura cuando cambia la calidad del alimento, que es la causa habitual de un día fuera de especificación en una planta de cal.

Molino de péndulo de molienda Raymond LYH998 Un molino pendular controlado por PLC para minerales no metálicos, que ofrece una salida de malla ajustable de 60 a 600 y recolección de polvo con presión negativa para líneas de cal y minerales. Ver producto →

En los tres tipos, los objetivos son los mismos: dureza por debajo de 7 en la escala de Mohs, humedad por debajo del 6 por ciento y un rango de producto ajustable de aproximadamente 60 a 600 mallas. Más allá del molino en sí, una línea de cal es un sistema de alimentador, molino, clasificador, recolector y transportador, y vale la pena diseñarlos en conjunto. Ésa es la idea detrás de la forma en que manejamos los proyectos, desde la selección de equipos hasta la instalación y la puesta en servicio, con apoyo al proyecto construido alrededor del patrón operativo real de la planta en lugar de una hoja de catálogo.

Controles de calidad y algunas notas de manejo

La mayoría de los problemas de cal que llegan al skid de dosificación comenzaron con el producto entregado o el silo de almacenamiento. Una breve lista de verificación entrante cubre casi todo:

• Disponible contenido en óxido o hidróxido de calcio, con certificado y ensayo periódico independiente.
• Reactividad, medida por tasa de apagado o aumento de temperatura, ya que dos cales de ensayo idéntico pueden comportarse de manera muy diferente.
• Finura y residuos en la pantalla, además de una nota sobre la arena, que le indica qué se depositará en los lavabos.
• Los insolubles y la humedad, los cuales diluyen silenciosamente su dosis y su presupuesto.
• Disciplina de almacenamiento: mantenga los silos sellados y secos, use primero en entrar, primero en salir y evite tiempos de residencia prolongados que permitan que la carbonatación se infiltre.
• Conceptos básicos de seguridad: el polvo es alcalino e irritante para los ojos, la piel y las vías respiratorias, por lo que la extracción de polvo, la protección ocular y los guantes no son extras opcionales.

Uniéndolo todo

La cal hidratada gana su lugar en el tratamiento del agua porque realiza varias funciones a la vez: eleva el pH, agrega amortiguación, suaviza, ayuda a la formación de flóculos y extrae los metales de la solución. Obtener lo mejor de ello se trata menos de comprar una mejor calidad y más de consistencia. Pruebe el agua cruda, alimente una suspensión o un polvo seco que permanezca en movimiento, controle una señal de pH aguas abajo y asegúrese de que el polvo que alimenta sea lo suficientemente fino y uniforme para disolverse antes de que se asiente. Haga esas cuatro cosas y la cal se convertirá en el químico más predecible del lugar, que es exactamente lo que quiere una planta a las seis de la mañana.