Normalmente, obtemos óxido de cálcio (CaO) do calcário natural. O calcário é composto principalmente de carbonato de cálcio. Conseguimos isso aquecendo-o a uma temperatura elevada. A fórmula química CaO refere-se à cal viva. Trata-se de um composto inorgânico encontrado em abundância na natureza. É crucial em muitas áreas, incluindo a produção industrial, a proteção ambiental e a agricultura.
Propriedades e preparação do óxido de cálcio
O óxido de cálcio é um sólido branco com higroscopicidade. Reage facilmente com a água para formar hidróxido de cálcio (cal hidratada). Isso libera muito calor, conhecido como "calor de hidratação da cal". É produzido principalmente pelo aquecimento do calcário, que é composto principalmente de carbonato de cálcio. A reação é: CaCO₃ = CaO + CO₂↑. Esse processo geralmente é realizado em um forno rotativo ou vertical moderno, que atinge temperaturas de até 900-1200 °C.
Campos de aplicação do óxido de cálcio
1. Os materiais de construção são essenciais para a fabricação do cimento. O óxido de cálcio é um dos principais. É vital na construção civil e também é utilizado em diversos processos, como pintura de paredes e endurecimento do solo. Ele torna os materiais de construção mais resistentes ao fogo e mais duros.
2. Na siderurgia, o óxido de cálcio pode ser usado como agente formador de escória. Ele ajusta a composição da escória e auxilia na dessulfurização e desfosforização. Também melhora a qualidade do aço.
3. A proteção ambiental impulsiona o uso do óxido de cálcio. Ele é utilizado no tratamento de águas residuais e na dessulfurização de gases de combustão. Isso ocorre porque ele é fortemente alcalino e adsorvente. Pode neutralizar eficazmente substâncias ácidas e reduzir a poluição ambiental.
4. Na agricultura, o óxido de cálcio pode melhorar o pH do solo. Ele fornece o cálcio necessário para as culturas. Também ajuda a prevenir e controlar algumas doenças e pragas causadas pela acidez do solo. Além disso, pode ser usado como aditivo na ração animal para complementar as necessidades de cálcio dos animais.
5. Possui aplicações especiais no processamento de alimentos e na indústria farmacêutica. Também é utilizado na fabricação de borracha e plásticos. É usado como dessecante, estabilizante ou carga.
Características e propriedades das impurezas do óxido de cálcio
Durante o aquecimento, o óxido de cálcio apresenta impurezas. O calcário também contém impurezas. Essas impurezas geralmente apresentam as seguintes características:
1. As impurezas provêm principalmente de outros minerais presentes no calcário bruto. Esses minerais incluem silicatos, argila e ferro. Além disso, a escória se forma durante o processo de calcinação. As cinzas se formam após a combustão do combustível. Ambas podem se tornar impurezas.
2. As impurezas podem existir em muitas formas. Estas incluem partículas minúsculas, flocos ou blocos. Podem ser amorfas ou sólidas com uma determinada forma cristalina.
3. As impurezas fazem com que a cor da cal viva seja diferente do branco do óxido de cálcio puro. Ela pode ser cinza, amarelo claro, marrom ou de outra cor. Isso afeta a qualidade da aparência do produto.
4. As partículas de impureza variam em tamanho, de mícrons a milímetros. Elas podem ser classificadas e separadas por meio de peneiramento e outros métodos.
5. As impurezas podem apresentar diferentes propriedades físicas. Estas incluem densidade, dureza, magnetismo e higroscopicidade. Essas propriedades permitem a sua remoção por meios físicos. Por exemplo, algumas impurezas podem reagir a forças magnéticas, podendo ser removidas por separação magnética. Ou, ainda, podem ter um baixo ponto de fusão, podendo ser transformadas em substâncias facilmente removíveis a altas temperaturas.
6. Algumas impurezas têm reatividade diferente da do óxido de cálcio em água ou ácido. Em alguns casos, podemos usar produtos químicos para separá-las.
7. As impurezas impactam a qualidade. Elas afetam a pureza, a brancura, a solubilidade e a aplicação final do óxido de cálcio. Por exemplo, em áreas como materiais de construção, produtos químicos, proteção ambiental, etc., produtos de óxido de cálcio de alta pureza são essenciais.
Processo de remoção e triagem de impurezas de óxido de cálcio
Para melhorar a pureza do óxido de cálcio, as fábricas geralmente selecionam matérias-primas mais puras. Elas também controlam as condições de calcinação, definindo a temperatura e o tempo, além de controlar a atmosfera, por exemplo, isolando o ar ou controlando o oxigênio. Em um estágio posterior, métodos físicos também podem ser incluídos, como britagem, peneiramento, separação magnética e separação fotoelétrica, para remover impurezas inorgânicas adicionais. Para o processo de seleção do óxido de cálcio, os seguintes métodos podem ser utilizados.
1. A separação por tamanho de partícula é feita por equipamentos de peneiramento. Utilizam-se peneiras com diferentes tamanhos de malha. Elas separam partículas de impurezas grandes e pequenas do óxido de cálcio.
2. A separação magnética pode remover ferro ou outras impurezas magnéticas. Um separador magnético pode separar materiais magnéticos e não magnéticos.
3. As impurezas podem ser separadas por gravidade. Isso ocorre se a densidade delas for muito diferente da do óxido de cálcio. Equipamentos de separação por gravidade, como ciclones de meio denso ou jigs, podem realizar esse processo.
4. É possível usar vento ou fluxo de ar para separar impurezas leves ou finas do pó de óxido de cálcio. Isso é especialmente verdadeiro para pós ultrafinos, que geralmente utilizam classificadores de fluxo de ar.
A EPIC Powder Machinery desenvolveu o classificador de fluxo de ar por turbina da série HTS. Ele resolve o problema da baixa classificação. Os classificadores comuns na China também apresentam baixa produtividade. Combinando as tradições alpinas e alemãs da Akentu com sua própria produção, utiliza a tecnologia de classificação por moinho de rolos de anel ultrafino da série SRM. O resultado é um classificador de fluxo de ar por turbina líder do setor, capaz de classificar partículas de 1,5 a 30 μm e 2 μm com teor de 90%. O classificador de fluxo de ar por turbina da série HTS possui diversas aplicações, sendo indicado para cálcio pesado, cálcio leve e óxido de cálcio, além de talco. Também é indicado para sulfato de bário, wollastonita, pirofilita, dolomita, grafite, caulim, brucita e esteatita.
5. A separação elétrica não é comum na triagem de óxido de cálcio. No entanto, em alguns casos, pode ser utilizada se as impurezas apresentarem condutividade diferente. Nesse caso, a triagem pode ser feita com base nas diferenças elétricas do material.
6. Este método não realiza triagem física. No entanto, também pode tratar materiais ou produtos com produtos químicos. O objetivo é dissolver ou converter certas impurezas.
7. A triagem pode utilizar fotoeletricidade. Isso funciona porque a cal viva é branca ou quase branca. Além disso, algumas impurezas têm cores diferentes do óxido de cálcio. Na prática, os classificadores de cor de minério geralmente separam minérios ou minerais. Eles apresentam diferenças de cor nítidas. Também podem remover impurezas com grandes diferenças de cor visíveis no óxido de cálcio.
Combinamos os métodos acima. A remoção de impurezas na produção de óxido de cálcio é um projeto complexo. Devemos selecionar a tecnologia e os equipamentos de triagem adequados às condições reais. Isso garante que o produto atenda aos padrões de qualidade esperados.
O mercado de óxido de cálcio apresenta uma tendência de desenvolvimento positiva.
Primeiramente, vamos falar sobre o tamanho do mercado. A indústria química cresceu rapidamente. Isso aumentou o número de empresas de óxido de cálcio e sua concentração de mercado. Espera-se que o tamanho do mercado apresente um crescimento significativo.
Além disso, os preços flutuam. Mas o preço médio no mercado permanece estável. No entanto, o preço pode depender de fatores como região, oferta, demanda e qualidade do produto. Mas existem diferenças.
Além disso, a demanda por óxido de cálcio está aumentando em termos de aplicações de produtos. É uma importante matéria-prima industrial, com produção em crescimento. A Indústria 4.0 está se acelerando no setor. A construção urbana e rural está passando por rápidas transformações, o que naturalmente aumentará a necessidade de óxido de cálcio industrial. Ao mesmo tempo, a demanda por bons materiais de construção também cresceu e continua a crescer. A urbanização impactou significativamente a demanda por óxido de cálcio. No entanto, o mercado também enfrenta alguns desafios. Os padrões de proteção ambiental estão se tornando mais rigorosos, e as mudanças de mercado decorrentes dos avanços tecnológicos também são fatores importantes. Esses fatores tornarão o mercado de óxido de cálcio mais competitivo e exigente, o que requer que as empresas se concentrem na melhoria da qualidade do produto e no desenvolvimento de tecnologias ecologicamente corretas, ao mesmo tempo em que aumentam a produção.