CURSO:

GEMECNICA

TEMA:

MINERALES Y ROCAS EN LA INDUSTRIA:

CAL Y CEMENTO

ALUMNAS: LPEZ MARTOS, DORIS SOLEDAD LOZANO PINEDO, ANNIE SHARANEYDA

CAJAMARCA, JUNIO DEL 2015

Los minerales y rocas

industriales constituyen

uno de los grandes

sectores en que se suele

clasificar la actividad

minera, junto con los

minerales metlicos, rocas

ornamentales, ridos y

sustancias energticas.

Son adems la materia

prima utilizada por multitud

de industrias y la base de

innumerables productos de

consumo cotidiano.

Conocer ms a fondo una cantera de caliza de donde se procesa la cal.

Investigar sobre los procesos de explotacin de las canteras de caliza, el tratamiento que tienen y los problemas al medio ambiente que causan.

Determinar la composicin y las propiedades de la Cal , su proceso de obtencin y sus principales usos

Conocer las caractersticas

principales del cemento, sus

tipos, para que sirve, as

como su proceso de

produccin.Conocer las

propiedades

fundamentales del

cemento.Conocer los tipos de

cemento que existen, y las

empresas que la

distribuyen a nivel nacional

como tambin local

Las cales deben ser blancas y libres de

materias extraas, deben rebasar el 92% en su

contenido de Oxido de calcio (CaO), con un

porcentaje de menos de un 4 % de anhdridos

carbnico (AO2), cuando son producidas y no

ms del 7% cuando se encuentra en su destino;

la Slice (SO2) en no mas del 2 %, el Hierro y el

Aluminio en su forma de xido (Fe2O3 y

AL2O3), en el 1% mximo; la Magnesia (MgO)

en el 1.75% y el Azufre en (S) y

el Fsforo (P2O5) en 0.20 y 0.05% en su

mxima cuanta.

Los hidrxidos de calcio o cales apagadas,

adems de reunir las condiciones sealadas en

las propiedades de los xidos, debern tener

un mnimo de 68 a 70% de oxido de calcio

aprovechable, y ms del 90% de hidrxido de

calcio (OH)2Ca.

Las calizas han sido depositadas a travs del tiempo geolgico desde el

Precmbrico al reciente, an cuando muchas de ellas han sufrido

cambios post- deposicional, los cuales han modificado los sedimentos

originales. Las calizas son rocas sedimentarias, esto es han sido

depositadas como sedimentos sobre el terreno o riveras, lagos y

ocanos.

Conchas de ostras conocidas como

conchuela o coquina

LIMA

ANCASH

TRUJILLO

LAMBAYEQUE

Calizas cretceas de las formaciones Atocongo y

Chilca

Calizas Santa del Cretceo Inferior

Calizas muy puras de la Formacin Simbal

Calizas cretceas que se presentan en pequeos

yacimientos.

PIURA

PISCO

TACNA

Se recurre a la explotacin de conchuelas

Depsitos de coquina o conchuela

Depsitos de coquina o conchuela

Yacimiento de la cantera

Tembladera

Yacimiento de China Linda

Calizas del cretceo Formacin Cajamarca

Calizas del Grupo Puillucana del cretceo

medio, en la parte central de la cuenca

Cajamarca, al NE del distrito minero de

Yanacocha.

Forma y dimensin del yacimiento. Caractersticas estructurales y mecnicas de

las rocas involucradas en la explotacin

Mtodos de explotacin Velocidad de arranque de la roca Caractersticas de los productos de la

explotacin, etc.

Frente nico Frente en anfiteatro con escalones Frente abierto con escalones Explotacin con descubrimiento

CAL VIVA(CAO)

CAL APAGADA (CA(OH)2)

La cal viva es obtenida a partir de la calcinacin de la caliza(CaCO3) por la siguiente reaccin:

CaCO3 CaO + CO2

La cal apagada se obtiene a partir de la cal viva haciendo una reaccin estequiomtrica con

agua, esta reaccin es exotrmica:

CaO + H2O Ca(OH)2

CAL HIDRAULICA

CALES GRASAS

Cal compuesta principalmente de hidrxido de calcio, slica (SiO2) y

almina Al2O3) o mezclas sintticas de composicin similar. Tiene

la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua.

Son las ms blancas, fabricadas con piedras calizas de

gran pureza, que en presencia de agua reaccionan con

fuerte desprendimiento de calor.

CALES MAGRAS

Son ms amarillentas, ms impuras porque

poseen sustancias como arcilla, xido de

magnesio, etc., que en presencia de agua

reaccionan con poco desprendimiento de calor.

VEAMOS UN VIDEO

PROCESO DE CALCINADO

El proceso de calcinacin de la caliza ocurre en hornos del tipo

rotatorio y vertical, pero la caliza que se introduce a estos hornos no

puede ser cualquier caliza:

La caliza no puede ser muy porosa o muy hmeda debido a que esto aumenta la demanda de combustible.

La caliza utilizada no debe tener impurezas del tipo partculas de Si debido a que esta reacciona con el CaO formando silicatos, los cuales se acumulan en el fondo de los hornos, obstruyendo el paso del material

ROTATIVOS VERTICALES

Equipados generalmente con calentadores previos y refrigerantes

Estn mejor equipados para la obtencin de una cal de calidad debido

a su instrumentacin

Produce una cantidad mxima de cal por hombre-hora

Su gran desventaja es su alto consumo de combustible

Son ms simples Constan de un alimentador de

combustible y una correa calentadora

Rendimiento de combustible es mayor que el horno rotativo

Actualmente existen hornos ms modernos.

La dureza de la cal obtenida, depende de las impurezas de la caliza utilizada como tambin de la temperatura de calcinacin, una impura, da una cal dura si se calcina a temperaturas elevadas.

La porosidad - y como consecuencia la densidad de las cales tambin depende de la temperatura de calcinacin, a mayor temperatura menor porosidad y por lo tanto una mayor densidad, como consecuencia de esto a mayor temperatura, la cal va perdiendo actividad qumica, es por esta razn que conviene sintetizar la cal a temperaturas lo ms cercanas a la temperatura de disociacin de la caliza.

Las calizas que contienen entre un 15 30 % de materia arcillosa produce cales altamente hidrulicas (cales cementicias)

FABRICACIN DE FERTILIZANTES

NEUTRALIZADOR DE ACIDEZ

USOS EN LA AGRICULTURA

USOS DE LA CAL

USOS EN LA INDUSTRIA DE LA

CONSTRUCCIN

USOS EN LA INGENIERA CIVIL

US

OS

EN

LA

IN

DU

ST

RIA

Q

UM

ICA

PRODUCCIN DE QUMICOS

ES REACTIVO

AGUAS RESIDUALES

CIDAS

US

OS

PA

RA

EL

T

RA

TA

MIE

NT

O D

E

GA

SE

S

DIXIDO DE AZUFRE (SO2),

CIDO CLORHDRICO

(HCL)

MTALES PESADOS

USOS EN LA INDUSTRIA

VIDRIO ACERO PAPEL

US

OS

EN

EL

T

RA

TA

MIE

NT

O D

E

AG

UA

S

AJUSTAR EL PH

SUAVIZAR EL AGUA POTABLE Y LAS

AGUAS DE PROCESO

TRATAMIENTO DE AGUAS DE DESECHO

URBANAS E INDUSTRIALES

FLOCULACIN Y PRECIPITACIN DE

METALES PESADOS.

USOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTICIA

ALMACENAMIENTO DE FRUTAS Y VEGETALES

PRODUCCION DE AZCAR DE CAA

USOS EN MINERA

EXTRACCIN DE

MINERALES NO

FERROSOS

FLOTACIN DEL

COBRE

EXTRACCIN DEL

MERCURIO

EXTRACCIN DE ZINC,

NQUEL Y PLOMO

EXTRACCIN DE ORO Y PLATA

REFINACIN ELECTROLT

ICA DE COBRE

VEAMOS UN VIDEO

AIRE

POLVO

RUIDO

AGUA

SUELO

ECOSISTEM

AS

Cementos Lima, es la primera

productora de cemento en el Per, con

una participacin del 47 % del mercado

nacional, es una empresa dedicada a la

explotacin, procesamiento de las

materias primas involucradas en la

fabricacin del cemento y la

comercializacin del mismo, tanto en el

pas como en el extranjero a travs del

muelle de Conchan y va terrestre.

Compaa Minera San Martn S.A. como empresa

contratista, se encarga del total de la explotacin

de la cantera Atocongo - Cementos Lima S.A.

desde el ao 1998 hasta la actualidad.

UBICACIN POLTICA

La Cantera Atocongo se encuentra en el sitio

de Atocongo que pertenece polticamente al

distrito de Villa Mara del Triunfo, provincia y

departamento de Lima. Geogrficamente est

en la Costa y dentro de la Cuenca del ro

Lurin, especficamente en el flanco izquierdo

de la quebrada Atocongo.

Alcanza una altitud de 370

msnm. La superficie

aproximada es de 108 Has.

ESCENARIO GEOLGICO

La caliza de la formacin Atocongo es la

materia prima que se utiliza en la fabricacin

del cemento, que este estudio se le est

identificando como Yacimiento Calcreo Atocongo. En esta la cantera, la formacin Atocongo se ha dividido en tres miembros, en

base a su estructura.

El inferior tiene una estratificacin delgada y alto

contenido de material carbonoso, el medio est

formado por estratos de espesor medio, mientras

que el superior son bancos gruesos y masivos.

CALIDAD (LEY) DEL

YACIMIENTO

VEAMOS UN VIDEO

EL CEMENTO

QUE SON AGLOMERANTES?

Son todos aquellos materiales generalmente ptreos blandos, que mezclados con agua se hacen PLSTICOS

formando PASTA y que al secarse alcanzan resistencia mecnica.

Aglomerantes tpicos: El CEMENTO, CAL, YESO, LA ARCILLA

EL CEMENTO EN LA HISTORIA Antigua Grecia, empezaron a usarse tobas

volcnicas extradas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales.

Los Egipcios usaron mezcla cal ,yeso y agua para la construccin de sus monumentos.

Los romanos, utilizaron un cemento mezclando ceniza volcnica con cal viva.

El siglo XIX, Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, denominado as por su color gris verdoso oscuro similar a la piedra de Portland

HISTORIA EN EL PER

En 1864 se introdujo en el Arancel de Aduanas, la partida correspondiente al denominado "Cemento Romano",

En 1869 se efectuaron las obras de canalizacin de Lima, utilizando este tipo de cemento.

En 1904 el Ingeniero Michel Fort public sus estudios sobre los yacimientos calizos de Atocongo, ponderando

las proyecciones de su utilizacin industrial para la fabricacin de cemento

En 1916 se constituy la Ca. Nac. de Cemento Prtland para la explotacin de las mencionadas canteras

QU ES EL CEMENTO?

Se denomina cemento a un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcillas calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecer al contacto con el agua.

QU CONTIENE EL

CEMENTO?

CaO 63 % (Cal)

SiO2 20 % (Slice)

Al2O3 6 % (Almina)Fe2O3 3 % (Oxido de Fierro)MgO 1.5 % (Oxido de Magnesio)

K2O + Na2O 1 % (lcalis)Perdida por calcinacin 2 %Residuo insoluble 0.5 %SO3 2 % (Anhdrido Sulfrico)

CaO Residuo 1 % (Cal libre)Suma 100%

PROPIEDADES FSICAS DEL CEMENTO

Fraguado y endurecido

Inicio del Fraguado

Fin del Fraguado

El fraguado es la prdida de plasticidad que sufre la pasta de

cemento. La velocidad de fraguado viene limitado por las normas

estableciendo un periodo de tiempo

Se recomienda que una vez iniciado el fraguado el

cemento ya debe estar totalmente colocado y no debe

moverse de su lugar, ya que se originan fisuras

Cuando se moldea el fraguado, para esto

transcurre un cierto tiempo

PROPIEDADES FSICAS DEL CEMENTO

Finura

Expansin

Fluidez

Al entrar en contacto con el agua, los granos

de cemento solo se hidratan en una

profundidad de 0,01 mm, por lo que si dichos

granos fuesen muy gruesos, su rendimiento

sera muy pequeo

Si el cemento posee una finura excesiva, su

retraccin y calor de hidratacin sern muy

altos, se vuelve ms susceptible a la

meteorizacin y disminuye su resistencia a las

aguas agresivas

El exceso de cal libre en el cemento da por resultado

expansin y la desintegracin del hormign hecho con

ese cemento.

En el caso de la cal libre, se debe a partculas de esta

que no llegan a combinarse con los dems componentes

y que van aumentando de volumen hasta explotar.

La fluidez es una medida de la consistencia de la

pasta de cemento expresada en trminos del

incremento del dimetro de un espcimen

moldeado

Finura

Expansin

Fluidez

Al entrar en contacto con el agua, los granos

de cemento solo se hidratan en una

profundidad de 0,01 mm, por lo que si dichos

granos fuesen muy gruesos, su rendimiento

sera muy pequeo

OBTENCIN DEL CEMENTO

Explotacin de materias primas:

De las canteras de piedra se extraela caliza y la arcilla a travs debarrenacin y detonacin conexplosivos, cuyo impacto es mnimogracias a la moderna tecnologaempleada.

Transporte de materias primas

Una vez que las grandes masasde piedra han sidofragmentadas, se transportan ala planta en camiones o bandastransportadoras.

OBTENCIN DEL CEMENTOTrituracin:

El material de la cantera es fragmentado en lostrituradores, cuya tolva recibe las materiasprimas, que por efecto de impacto y/o presinson reducidas a un tamao mximo de una ymedia pulgadas.

Pre-homogenizacin:

La pre homogenizacin es la mezclaproporcional de los diferentes tipos de arcilla,caliza o cualquier otro material que lo requiera.

Almacenamiento de materias primas

Cada una de las materias primas estransportada por separado a silos en dondeson dosificadas para la produccin dediferentes tipos de cemento.

OBTENCIN DEL CEMENTO

Molienda de materia prima:

Se realiza por medio de un molino vertical deacero, que muele el material mediante la presinque ejercen tres rodillos cnicos al rodar sobreuna mesa giratoria de molienda.

Homogenizacin de harina cruda

Se realiza en los silos equipados para lograr unamezcla homognea del material.

Calcinacin

La calcinacin es la parte medular del proceso,donde se emplean grandes hornos rotatorios encuyo interior, a 1400C la harina se transforma enclinker, que son pequeos mdulos gris obscurosde 3 a 4 cm.

OBTENCIN DEL CEMENTO

Molienda de cemento:

El clinker es molido a travs de bolas de acero de diferentes tamaos a su paso por las dos cmaras del molino, agregando el yeso para alargar el tiempo de fraguado del cemento

Envase y embarque del cemento:

El cemento es enviado a los silos de almacenamiento; de los que se extrae por sistemas neumticos o mecnicos, siendo transportado a donde ser envasado en sacos de papel, o surtido directamente a granel.

PROCESOS DE FABRICACIN

DEL CEMENTO

Procesos de fabricacin por va seca

Proceso de fabricacin por va hmeda

Procesos de va semi-seca y semi-hmeda

El material de alimentacin se prepara mediante

molienda conjunta del mismo con agua, resultando

una pasta con contenido de agua de un 30-40 %

La materia prima es introducida en el horno en forma

seca y pulverulenta.

Este proceso de va seca est probado como el ms

eficiente energticamente, requiriendo hasta un 50%

menos de energa que el proceso de va hmeda.

El material de alimentacin se consigue aadiendo o

eliminando agua respectivamente, al material

obtenido en la molienda de crudo.

Cuando el material alcanza la entrada del horno, el

agua se ha evaporado y la coccin ha comenzado

TIPOS DE CEMENTO

TIPO I: Adicin de clinker ms yeso. De uso general en todas las obras de ingeniera

TIPO II: El cemento Tipo II adquiere resistencia ms lentamente que el Tipo I, pero al final alcanza la misma resistencia. Se utiliza en alcantarillados, tubos, zonas industriales.

TIPO III: Cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situacin particular de construccin:

TIPO IV: Es utilizado en grandes obras, moles de concreto, en presas o tneles.

TIPO V: Las aplicaciones tpicas comprenden las estructuras hidrulicas expuestas a aguas con alto contenido de lcalis y estructuras expuestas al agua de mar.

CEMENTO PORTLAND

EMPRESAS DE CEMENTO EN EL

PER

CEMENTO

Cemento Andino

S.A.

Cementos Lima S.A

Cementos Pacasmayo

S.A.A

CEMENTOS

PACASMAYO

> Ventas Anuales S./ 1,242.6 millones

> Ebitda Anual S./ 365.3 millones

> Capacidad deProduccin Cemento: 3.34M tons

> Niveles de Produccin Cemento: 2.35M tons

> Nmero de Empleados 1,482

> Plantas de Cemento 2

la principal empresa del grupo, se dedica a la fabricacin y comercializacin de cemento, cal, agregados, concreto premezclado, elementos prefabricados y otros materiales de construccin

Cuenta con una moderna planta de cemento en Pacasmayo (La Libertad), una planta de cemento en Rioja (San Martn), una planta de ladrillos de diatomita en Sechura (Piura)

Cuenta tambin con plantas de premezclados en las principales ciudades desde donde atendemos los mercados norte y noreste del Per

CEMENTOS PACASMAYO

PLANTA DE PRODUCCINPlantas de cemento

Plantas de prefabricados

Plantas de concreto

premezclado

Planta de ladrillos

Planta de cal

Plantas de agregados

PLANTA DE CEMENTO> Capacidad de Produccin de

Cemento

2.9 MM de toneladas

> Niveles de Produccin de cemento 2.1 MM de toneladas

> Capacidad de produccin de clinker 1.5 MM de toneladas

> Hornos *3 hornos horizontales*6 hornos

verticales

> Tipos de Cementos Portland

producidos

Cemento Antisalitre. Cemento

Extradurable t . Cemento Tipo I5.

Cemento Tipo V

> # hectreas 300 hectreas

La descentralizacin del mercado de cemento en el Per empez con la instalacin y puesta en marcha de esta planta en 1957 en la ciudad de Pacasmayo, 667 kilmetros al norte de Lima.

Construida con tecnologa alemana, con una inversin inicial de cinco millones de dlares y abastecida desde su cantera en Tembladera (Cajamarca)

Con estos hechos se dio inicio a una de las plantas industriales ms importantes e histricas de la regin norte del Per.

Mercado de Atencin Principal

los departamentos con lmite costero del norte del Per Ancash, Lambayeque, La Libertad, Piura y Tumbes

Adems del departamento de Cajamarca y Amazonas en la sierra y selva norte del Per

PLANTA RIOJA Y PLANTA PIURA

PLANTA PIURA

PLANTA RIOJA

> Capacidad de Produccin de

Cemento

0.44 MM de toneladas

> Niveles de Produccin de

cemento

0.30 MM de toneladas

Capacidad de produccin de

Clinker

0.28 MM de toneladas

> Hornos *4 hornos verticales

> Tipos de Cementos Portland

producidos

1. Cemento Extraforte

Atiende gran parte de los departamentos

de San Martn y Amazonas, y tambin

algunas zonas de Loreto

PLANTA DE LA CAL: PROCESO PRODUCTIVO

PLANTA DE LA CAL: PROCESO PRODUCTIVO

El rendimiento de Pacasmayo se debi principalmente al crecimiento en el sector construccin, que en los

ltimos cinco aos ha crecido el doble que el PBI peruano.

PBI Construccin

PBI Peruano

2.0x

Fuente: Banco Central del Per

Fuente: Banco Central del Per

Impactado por

elecciones

Impactado

por crisis

global

7.7% 8.9%9.8%

0.9%

8.8%6.9%

2006 2007 2008 2009 2010 2011

14.8% 16.6% 16.5%

6.1%

17.4%

3.4%

2006 2007 2008 2009 2010 2011

Lder en la atractiva regin Norte del Per:

23.3% de la poblacin peruana

15.5% del PBI nacional

Las actividades econmicas principales son la agricultura, manufactura y el

comercio.

Dividida en tres regiones Principales:

Norte: Pacasmayo y Selva

Centro: Lima y Andino

Sur: Yura y Sur

El costo de transporte explica la segmentacin natural en el mercado de

cemento.

Mercado de Cemento Peruano

Despacho de Cemento y Cuota de Mercado (en '000 de toneladas

mtricas)

Crecimiento en despachos de cemento

en el Per

Ao tras Ao variacin (%)

Fuente: ASOCEM, INEI, ADUANET (SUNAT)

Southern region

Plant 2008 2009 2010 2011 mkt. share

C. Yura 927 1,008 1,159 1,265 14%

C. Sur 123 246 433 450 4%

Total 1,050 1,255 1,593 1,626 19%

Central region

Plant 2008 2009 2010 2011 mkt. share

C. Lima 2,937 2,935 3,278 3,225 37%

C. Andino 1,251 1,275 1,434 1,483 17%

Caliza Inca 60 63 97 110 1%

Imports 172 101 275 388 4%

Total 4,420 4,374 5,083 5,206 59%

Northern region

Plant 2008 2009 2010 2011 mkt. share

C. Pacas 1,322 1,397 1,616 1,748 20%

C. Selva 157 160 195 196 2%

Imports 47 39 39 44 0.5%

Total 1,526 1,596 1,850 1,988 22%

RESPONSABILIDAD SOCIAL

La preservacin del medioambiente es prioritaria y vital para la visin empresarial de Cementos Pacasmayo

Parte de nuestra visin y objetivos primordiales es llegar a ser una de las empresas cementeras con operaciones ms ecolgicas en Amrica Latina.

Para lograrlo, venimos realizando esfuerzos para reducir nuestras emisiones a la atmsfera de gases de efecto invernadero y otras sustancias contaminantes, desarrollando cementos que contengan menos clnker y que a su vez liberen menos CO2 en su proceso de fabricacin.

Asimismo, llevamos un control de los desechos generados inherentes a nuestros procesos y salvaguardamos la biodiversidad de las zonas aledaas a nuestras operaciones.

Calidad del aire

Control de desechos

Biodiversidad

La cal es un producto resultante de la descomposicin de las rocas calizas por la accin del calor. Estas rocas calentadas a ms de 900 C producen o se obtienen el xido de calcio, conocido con el nombre de cal viva, producto slido de color blanco y peso especfico de 3.4 kg./dm.

El proceso para la obtencin de la cal depende en gran medida de la temperatura o el calor de coccin, determinando sta el tipo de cal que se requiere.

La cal es un producto de grandes aplicaciones, es til para la agricultura, la construccin, la minera, la industria alimenticia, y para la fabricacin de productos como el vidrio, el papel, el acero entre otros

El cemento es uno de los componentes principales usados en las obra de construccin civil e hidrulicas, es por eso que debe ser necesario saber conocer como es el proceso de fabricacin u origen; es por eso q desarrolle este trabajo para tal fin.

Conocimos las caractersticas del cemento al igual que sus tipos y el proceso al que est sujeto, por lo que concluimos que el l proceso de fabricacin de cemento en muy complicado; requiere de mucha paciencia, trabajo arduo y sobretodo la maquinaria suficiente para desarrollar las diferentes etapas de su proceso de fabricacin.

Se vio las propiedades fsicas del cemento y Se conoci los tipos de cementos existentes al igual que las empresas que la explotan, y que tipo de cemento se utiliza.

El impacto ambiental de las industrias de cal y cemento, puede reducirse drsticamente con la seleccin de tecnologa adecuada y un riguroso control de los procesos.