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diseño de planta de cal - procesos
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DISEO DE PLANTA DE CAL
MONICA MARA FITAT BOJAC
DEYA MARCELA SANTOS CARVAJAL
UNIVERSIDAD DE AMRICA
DISEO DE PLANTAS
FACULTAD DE INGENIERA
INGENIERA QUMICA
BOGOT D.C.
2014
CONCEPCIN DEL PRODUCTO
Industrias Cabecera Produccin de cal: (Por piedra caliza)
a. Nombre producto
La caliza es un tipo comn de roca sedimentaria, compuesta por un 50% de calcita
(carbonato de calcio, CaCO3), con porcentajes variables de impureza, con lo que
se ve modificado su color. Cuando se calcina (se lleva a alta temperatura) da lugar
a cal (xido de calcio, CaO). La fuente de obtencin se da en la litosfera.
Reconocer una necesidad social o ingenieril:
La necesidad surge por aprovechar este recurso de fcil obtencin el cual es un
mineral no metlico. Es de destacar el comportamiento de los materiales de
construccin, que en la ltima dcada vienen ganando protagonismo, el cual est
asociado al comportamiento del sector construccin nacional que durante los
ltimos aos ha mostrado gran dinmica y se ve reejado en la produccin de
caliza de la industria cementera, segn datos obtenidos en la pgina (UPME,
2014)1 en la seccin de SIMCO2 muestra una serie de tiempo histrica
de PRODUCCIN DE CALIZA en la cual relaciona la Caliza Anual y contiene
informacin desde 01/01/1940 hasta 31/12/2014, donde se muestra que alcanz
su mxima produccin durante el ao 2013 con 13954058,75 de toneladas. (Ver
anexo A).
Crear soluciones para satisfacer la necesidad:
Las piedras calizas abundan en la naturaleza y son materia bsica en la
preparacin de cal, de cemento, abonos y de hierro. Hay grandes yacimientos en
Cundinamarca, Boyac y Santander. La localizacin de la planta ser cerca de
suministros de piedras calizas con buenas facilidades de transporte.
La cal pueden suplir diferentes procesos, tales como: estabilizacin de suelos y
carreteras, pulpa y papel, productos qumicos, tratamiento de agua, productos de
cermica: vidrio y refractarios, pinturas, alimentos, se puede ver la versatilidad del
producto al ser usado en diferentes procesos.
1 UPME (Unidad de Planeacin Minero Energtica) es una Unidad Administrativa Especial del
orden nacional, de carcter tcnico, adscrita al Ministerio de Minas y Energa, regida por la Ley
143/1994 y por el Decreto 255/2004.
2 SIMCO (Sistema de informacin minero colombiano)
b. Valoracin econmica de mercado
Datos del producto y proyecciones:
ANLISIS EN LOS DEPARTAMENTOS DEL PAS, A NIVEL NACIONAL
Al hacer la seleccin en el pas de los productos de mayor participacin en la
economa nacional, se encuentra en el tercer puesto la piedra caliza. (CAAS
RAMREZ , 2008) En la produccin de calizas se destacan cinco distritos mineros:
Luruaco: con un promedio de produccin de 3.536.000 toneladas los
mayores municipios de extraccin con un 43,50% y 33,50% son Turbaco y
Turban. Siguen Cartagena con 18,00% sobre el total de la produccin de
Luruaco equivalentes a 664.768 toneladas promedio.
Ataco Payand: la produccin se lleva a cabo en municipios de San Luis
y responde a 2.555.667 toneladas anuales promedio.
Paz del Rio: es el tercer productor con un promedio de 2.317.000
toneladas de los cuales 56,40% son producidos en Nobsa Cundinamarca,
37,50% en Tibasosa y 6,10% en Duitama.
Puerto Nare: ubicado en Antioquia tiene mayo produccin en el municipio
de Sonson (64,10%), 26,50% Puerto Berrio y 9,40% en Puerto Nare.
Manejando una produccin de 2.052.667.
El tambo-Dovio: se encuentran 1.661.000 toneladas anuales promedio.
Fuente: proyecciones UPME, Saldos Reales: Carbn- Ingeominas
DESTINO DE LA CALIZA
En la tabla, se puede observar el distrito minero donde se produce caliza
con su respectivo departamento, mostrando el destino al cual se dirige el
producto.
Fuente: Proyecciones UPME Ingeominas ECOPETROL IFI
Concesin salina
MOVILIZACIN DEL PRODUCTO
La piedra caliza necesita una mayor produccin puesto que se moviliza la mayora
por no decir el total de su produccin. Como se muestra en la siguiente tabla:
Fuente: UPME IFI concesin salinas Ingeominas
DEPARTAMENTO DESTINO DE IMPORTACIONES DE CALIZA
Datos de la grfica de importaciones de caliza
Su mayor demanda se encuentra en la ciudad de Bogot con cerca de 5.892
toneladas. Seguidamente se encuentra el departamento de Atlntico y Antioquia
con 3045 y 2231 toneladas anuales respectivamente y finaliza con Cundinamarca
y Bolvar con 699 y 676 toneladas anuales promedio.
IMPORTACIONES Y EXPORTACIONES
IMPORTACIONES DE CAL
Importacin de Cal
Ao Neto (kg) Valor (pesos colombianos)
2002 355,39 875.384,00
2003 666,24 4.797.438,00
2004 40,00 1.347.988,00
2005 102,40 2.349.416,00
2006 241,00 5.385.591,00
2007 840,00 11.022.921,00
2008 20.887,70 20.608.622,00
2009 61.300,00 30.917.938,00
2010 109.051,00 71.663.985,00
2011 108.101,00 70.843.060,00
2012 17.000,00 19.761.045,00
2013 7.427.315,00 2.593.667.752,00
ENERO - MARZO 2014 15.380.000,00 3.237.752.520,00
El cambio que muestran los datos es que en el ao 2002 a 2007 se importaba en gran cantidad a Francia, luego de este ao se import a Argentina, Brasil y Estados Unidos entre los aos 2008 al 2010, luego paso a China en el ao 2011 y finalmente, se est importando a ZFP La Candelaria con cantidades muy altas. Se
0
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
7000000
8000000
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Net
o (
kg)
Ao
Importacin de Cal
puede apreciar el incremento en el mercado. As, como la inestabilidad del mismo puesto que a los pases que se importa no son los mismos desde hace 10 aos.
EXPORTACIONES DE CAL
Exportacin de Cal
Ao Neto (kg) Valor (pesos colombianos)
2002 34.079.217,00 4.528.409.360,00
2003 68.919.086,00 10.081.826.981,00
2004 54.776.765,84 7.634.983.686,64
2005 72.709.535,40 9.311.982.162,90
2006 84.200.241,60 12.475.488.347,46
2007 100.450.150,00 15.207.436.167,04
2008 22.566.490,00 3.991.522.654,83
2009 24,00 68.496,00
2010 NO SE ENCUENTRA
2011 593.054,91 346.484.871,70
2012 15.600,00 115.532.551,06
2013 12.450,00 60.867.144,84
ENERO - MARZO 2014 36,03 1.715.840,23
Se puede apreciar un cambio notorio en; por razones, que no se conocen en un
simple juicio, ya que paso de importarse de pases como Estados Unidos, Guyana,
Jamaica, Panam, Puerto Rico, Repblica Dominicana, Surinam, Venezuela.
0
20000000
40000000
60000000
80000000
100000000
120000000
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2011 2012 2013
Net
o (
kg)
Ao
Exportacin de Cal
Entre los aos 2002 a 2008. A solo Estados unidos en el 2009 en una mnima
cantidad y ya en el 2011 cambio su nicho de mercado.
CONSUMO DE PRODUCTOS Y MATERIAS PRIMAS EN EL PAS
En la siguiente tabla se puede ver la Encuesta Anual Manufacturera que se realiza
en el pas, cuyo tem recibe el nombre de: colombiana materias primas, materiales
y empaques consumidos y comprados, segn tipo de artculo total nacional 2012.
Los siguientes datos permiten mostrar la actividad comercial de la caliza y sus
derivados en el pas.
cdigo c.p.c.
artculos (con
consumo superior a
$ 3.000.000 durante el
ao)
unidad
de medida
(a)
consumo cantidad
valor
consumo
% consumo origen
extranjero
compras cantidad
compras valor en
el exterior
compras
valor total (b) nal y
ext
37420026 Cal hidratada
t 875.819 5.955.537 0,0 888.288 1.368 4.951.846
37420018 Cal viva t 52.422 13.102.756 0,9 44.072 126.206 12.457.718
37420034 Cal viva molida
t 681 179.885 0,0 563 0 144.068
15120045 Caliza triturada o
molida
t 3.740.737 59.258.600 0,0 3.805.568 0 59.494.158
34245061 Carbonato de cal o calcio
kg 352.323.653 82.415.348 2,0 337.540.169 1.931.969 79.364.574
Fuente: DANE - Encuesta Anual Manufacturera
En ella se muestra que la cal es un artculo de alto consumo en nuestro pas, cuyo
origen se da en los departamentos que se mencionaron anteriormente. Y da un
referente de compras nacionales e internacionales. As, como la cantidad que se
consume.
CONSUMO DE CAL EN EL PAS
Los siguientes datos se sacaron de tablas (DANE, 2014) y muestra los Artculos (con consumo superior a $ 3.000.000 durante el ao), sus datos se expresan en valores en miles de pesos y se obtiene informacin con la que se pude hacer proyecciones para los siguientes aos proyectando el consumo que se da a futuro.
Nombre cal viva
Cdigo C.P.C. 37420018
Ao
Unidad de
medida (a)
Consumo cantidad
Valor consumo
% Consumo
Origen Extranjer
o
Compras Cantidad
Compras Valor en el
exterior
Compras Valor total (b) Nal y
Ext
2002 t 46 220 6 963 974 17,68 48 415 (-) 7 267 182
2003 t 51 033 8 147 183 20,29 50 287 (-) 7 997 359
2004 t 50 013 8 062 997 2,8 91 942 (-) 8 142 558
2005 t 69 067 10 463 727 1.10 70 500 115 224 10 852 457
2006 t 122 024 13 814 533 0.64 127 077 88 970 14 125 872
2007 t 57 010 11 847 638 0.00 58 017 (-) 11 992 068
2008 t 53.651 12.211.002 0.77 55.261 (-) 12.536.673
2009 t 1.760.800 12.613.489 0.00 1.646.498 (-) 12.156.334
2010 t 999.868 12.618.673 0.00 1.027.127 (-) 14.003.211
2011 t 49.971 13.849.234 (-) 53.301 (-) 15.156.081
2012 t 52.422 13.102.756 0,9 44.072 126.206 12.457.718
2013
59640,34 2014
59391,52
2015
59142,7 2016
58893,88
PRODUCCIN DE CAL EN EL PAS En la parte de produccin (DANE, 2014) toma la informacin con respecto a los artculos (con produccin superior a $ 5.000.000 durante el ao), sus datos se expresan en valores en miles de pesos; a su vez se realizan proyecciones con los datos de los siguientes aos.
- 500 000
500 000
1 000 000
1 500 000
2 000 000
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
Co
nsu
mo
Can
tid
ad
Ao
Consumo Cal
Ao
unidad de
medida (a)
produccin cantidad
produccin valor total
(b)
ventas cantidad
ventas valor total
% vendido al exterior
cantidad en
existencia a 31 de
diciembre
2002 t 47 542 7 092 022 45 704 6 819 781 3,27 2 229
2003 t 63 422 8 467 293 64 143 8 616 404 1,54 1 407
2004 t 75 127 11 259 321 66 986 9 854 724 1,42 9 502
2005 t 75 529 12 100 141 72 868 11 646 444 1.30 12 187
2006 t 101 201 19 363 861 104 321 20 259 311 0.00 2 228
2007 t 241 693 57 535 911 181 389 41 063 683 0.69 11 924
2008 t 258.526 58.213.446 242.414 53.680.881 24.467.184 5.346
2009 t 191.169 48.689.771 193.663 45.259.345 14.129.761 421.329
2010 t 192.782 44.680.167 193.621 45.270.479 11.754.373 244.675
2011 t 226.186 57.250.661 189.209 44.770.115 9.928.403 41.281
2012 t 189.209 56.793.171 182.050 53.911.629 817.632 56.284
2013
1267867 2014
1248626
2015
1229385 2016
1210144
c. Requerimientos legales generales para el proceso
La normatividad que se aplica es nacional e internacional, se tiene:
NORMAS NACIONALES (NTC)
50 000
100 000
150 000
200 000
250 000
300 000
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
PR
OD
UC
CIO
N C
AN
TID
AD
AO
Produccin de Cal
Se encuentra la NORMA TCNICA COLOMBIANA (NTC 5233), fue ratificada por
el Consejo Directivo del 2003-12-19. Menciona los MTODOS DE ENSAYO PARA
EL ANLISIS FSICO DE CAL VIVA, CAL HIDRATADA Y CALIZA. En la NTC
5233 menciona documentos normativos indispensables para la aplicacin de esta
norma, comprende normas NTC y ASTM. (INCONTEC, 2014)
Aqu se menciona algunas normas, a tener en cuenta:
NTC 77:1994, Ingeniera civil y arquitectura. Mtodo para el anlisis por tamizado
de los agregados finos y gruesos. (ASTM C 136).
NTC 3937:1996, Ingeniera civil y arquitectura. Arena normalizada para ensayos
de cemento hidrulico. (ASTM C 778).
NTC 5059:2002, Mtodo de ensayo para el anlisis qumico de caliza, cal viva y
cal hidratada (ASTM C 25).
NTC 5163:2003, Terminologa relacionada con cal y caliza (ASTM C 51)
NORMAS INTERNACIONALES
Se encuentran las ASTM, destacando las siguientes normas. (Coordinacin
General de Minera, Direccin General de Desarrollo Minero, 2013).
Caliza:
C 25-86 Anlisis qumicos de piedra caliza, cal viva e hidratada.
C 706-85 El uso de piedra caliza en la alimentacin de animales.
C 737-83 Piedra caliza para el levantamiento de polvo en minas de carbn.
Cal:
C 50-86 Muestreo, inspeccin, empaque e identificacin de cal viva y productos de
cal.
C 51-86 Trminos relacionados con la cal.
C 110-87 Pruebas fsicas de la cal viva, hidratada y piedra caliza.
C 400-87 Pruebas con cal viva y cal hidratada para la neutralizacin de desechos
de cidos.
C 593-85 Cenizas muy finas y otros puzolnicos para ser usados con la cal.
C 602-85 Materiales para el uso de la cal en la agricultura.
C 821-84 Uso de la cal con puzolnicos.
C 911-84 Cal viva, cal hidratada y piedra caliza para usos qumicos3.
C 977-83 Cal viva y cal hidratada para estabilizacin de suelos.
Carbonato de calcio:
D 1199-86(1991)e1 Especificacin para Pigmentos de Carbonato de Calcio.
D 5634-96 Gua para la Seleccin de Papeles Permanentes, de Desplazamiento
Durable y para Libros.
D 3301-94 Especificacin para Carpetas de Archivo para Almacn de Registros
Permanentes.
D 3290-94 Especificacin para Papeles Bond y en Cinta de Registros
Permanentes.
D 3208-94 Especificacin para Papeles Bond de Registros Permanentes.
CRITERIOS DE SELECCIN
Capacidad de la futura planta: Rondan en un rango de 1000 - 1500 ton por mes.
Segn los datos que se muestran en el estudio de mercado. Por lo que se decide
que la planta al ser nueva genere aproximadamente 900 ton por mes. Con
productos que se empacan en 25 y 50 Kg.
Rentabilidad mnima para el futuro proyecto: Se pueden alcanzar utilidades por el rango de los $ 3.795.037,5, segn las estadsticas, que se encontraron. Puesto que en el ao se estara recibiendo unas ventas de $25.300.250, al aplicar una rentabilidad del 15%.
REFERENCIAS
CAAS RAMREZ , A. C. (junio de 2008). Movilizacin de carga por carretera
sector minero en Colombia. Obtenido de Colfecar:
http://colfecar.org.co/ESTUDIOS%20ECONOMICOS%202013/estudios%20
pdf/Informes%20Especiales/2008/SECTOR%20MINERO%202008.pdf
3 Combina las siguientes especificaciones ASTM de cal, anteriormente mencionadas: C45-Productos de silicato de calcio; C46-Manufactura de pasta de sulfito; C49-Manufactura de tabique de slice; C53-Tratamiento de agua; C258-Manufactura de carburo de calcio; C259-Manufactura de grasa; C415-Productos de silicato de calcio; C433-Manufactura de hipoclorito de calcio; C826-Tratamiento de desechos industriales
COORDINACIN GENERAL DE MINERA, DIRECCIN GENERAL DE
DESARROLLO MINERO. (2013). Perfil de mercado de la caliza. Obtenido
de
http://www.economia.gob.mx/files/comunidad_negocios/industria_comercio/i
nformacionSectorial/minero/pm_caliza_1013.pdf
DANE. (2014). Departamento Administrativo Nacional de Estadstica. Obtenido de
https://www.dane.gov.co/
INCONTEC. (2014). NTC5233. Obtenido de
http://tienda.icontec.org/brief/NTC5233.pdf
UPME. (2014). Unidad de Planeacin Minero Energtica. Obtenido de
http://www1.upme.gov.co/
Anexo A
Caliza Anual Caliza Anual
Volumen Volumen
Ton Ton
1940 1.380.000 1981 6.057.678,12
1941 1.380.000 1982 7.246.518,24
1942 1.400.000 1983 6.752.608,20
1943 1.509.000 1984 7.399.006,68
1944 1.490.000 1985 7.359.713,40
1945 1.490.000 1986 8.410.123,80
1946 1.420.000 1987 8.351.509,92
1947 1.500.000 1988 8.750.038,44
1948 1.410.000 1989 8.926.089,12
1949 1.400.000 1990 8.901.675,12
1950 1.440.000 1991 9.145.670,04
1951 1.490.000 1992 9.524.010,60
1952 1.509.000 1993 10.614.463,08
1953 1.509.000 1994 11.349.503,88
1954 1.620.000 1995 11.603.459,40
1955 1.760.000 1996 10.864.975,78
1956 2.000.000 1997 11.214.912,70
1957 1.800.000 1998 11.112.827,37
1958 1.820.000 1999 8.387.042,15
1959 2.000.000 2000 9.440.789,08
1960 2.700.000 2001 9.074.800,80
1961 2.950.000 2002 9.046.643,74
1962 3.200.000 2003 9.835.889,70
1963 3.400.000 2004 10.027.653,48
1964 3.673.386 2005 12.017.866,41
1965 3.890.500 2006 11.992.615,24
1966 3.920.300 2007 13.229.235,24
1967 4.010.200 2008 12.699.133,20
1968 4.287.000 2009 11.448.580,93
1969 4.257.647 2010 11.766.895,19
1970 5.007.000 2011 13.364.859,97
1971 5.341.824 2012 13.548.261,35
1972 6.591.127 2013 13.954.058,75
1973 7.000.000
1974 7.620.000
1975 7.800.000
1976 7.800.000
1977 8.112.000
1978 9.431.000
1979 9.700.330
1980 6.018.085,32
Fuente: DANE, Instituto Colombiano de Productores de Cemento ICPC, Clculo:
UPME. Datos a Agosto de 2013.
RECOLECCIN DE DATOS GENERALES
a) Reacciones qumicas posibles
Las reacciones que se llevan a cabo son:
CALCINACIN
CaCO3 (s) + CaO (s) + CO2 (g) H1200-1300C= +4GJ/t de cal producida
HIDRATACIN
CaO (s) + H2O(g) Ca(OH)2 (S) H= -66.5kJ
Durante la calcinacin el volumen se contrae, y durante la hidratacin se hincha.
Como se observa, la reaccin de calcinacin es reversible. (George, 2000)
El proceso implica un aumento de temperatura desde la temperatura ambiental
hasta la temperatura de calcinacin; despus, se mantiene constante esta
temperatura durante el lapso necesario para que la descomposicin de toda la
caliza se lleve a cabo. El efecto del calor sobre la roca caliza es, generalmente, el
siguiente: hasta 100C, se precalienta la roca; de 100C a 450C, se evapora agua
higroscpica; de 450C a 800C, se disocian los carbonatos de magnesio y
algunos carbonatos de calcio; de 800C a 900C, se disocian los carbonatos de
calcio y se descompone la arcilla; de 900C a 1500C, se aumenta la velocidad de
disociacin; arriba de 1500C. Se empieza a sobre quemar la caliza que est
cerca de la fuente de calor. (Martnez, 2009).
Las impurezas pueden complicar el proceso de calcinacin, al producir reacciones
laterales con el xido de calcio, cuyas partculas se sinteticen en una estructura
densa. Cuando esto ocurre, la superficie de la roca se cierra e impide el escape
del dixido de carbono. Algunas posibles reacciones laterales son las siguientes:
2CaO + Si02 2CaOSiO2
CaO + SO2 CaSO4
CaO + SO2 CaSO3
La hidratacin, es el proceso de obtener cal area a partir de cal viva, donde se
produce una reaccin qumica que alcanza temperaturas entre un rango de 90 a
99C, es muy caustica.
b) Diagrama de bloques para cada reaccin qumica.
PROCESO GENERAL DE OBTENCIN DE CAL
Fuente: (Direccion General de desarrollo minero, 2013)
Diagrama de bloques especfico:
Se muestra las etapas ms importantes del proceso, puesto que en estos
escenarios se realizan las dos reacciones. Con sus corrientes de entrada y salida.
Calcinacin:
CARBONATACIN650-750C
CALCINADORCaCO3CaO+CO2
~ 900C
CaCO3 + CaO
CaO (FCa)
Gas Natural (CH4)
Impurezas(CH4, CO, CO2)
H2O Caliza fresca (F0)
Purga
CO2
Apagado de la cal (hidratacin):
Hidratacin
(reactor)
Cal viva
CaO
Cal hidratada
Ca(OH)2
H2O
c) Criterios de seleccin de la reaccin para el proceso
VARIABLES
Se tiene en cuenta lo siguiente:
Humedad del ambiente, puesto que el proceso cumple un ciclo y puede volver a su materia prima inicial.
Fuente: (TEMA 4: Morteros de Construccin y Ornamentacin, 2007)
La temperatura ronda en un rango de 1000C y 1300C, para una adecuada
calcinacin, para la obtencin de cal viva y luego hidratarse con agua.
El tamao de la Cal Viva vara entre 0 y 19 mm, y en molienda el 80% est bajo los 0,075mm.
Grosor, porosidad y permeabilidad del horno y material adecuada para altas temperaturas.
En el proceso de rehidratacin se libera una gran cantidad de energa calorfica, por lo que se debe controlar y no supere el lmite de calor, generando dao en el equipo.
Concentracin de CO2 en la atmsfera, en el proceso de calcinacin
d) Realizacin de diagrama de flujo simplificado para el proceso
seleccionado.
Hidratacin
(reactor)
Molienda
Inicio
Extraccin Materia Prima
(Piedra Caliza)
Trituracin
Carbonatacin
Enfriamiento
Cumple con el
tamao requerido
Calcinacin
(Cal viva)
NO
SI
Trituracin
Cal viva
CaOH2O
Cal hidratada
Ca(OH)2
Cal viva
CaO
Cal viva
CaO
Materia Prima
(Piedra Caliza)
CaCO3,
T=650-750 C
CaCO3, T=900 C
Producto final de
Cal hidratada
Ca(OH)2
Envase y embarque
Cribado Cal viva
CaO
REFERENCIAS
Direccion General de desarrollo minero. (2013). Perfil de mercado de la caliza.
Obtenido de
http://www.economia.gob.mx/files/comunidad_negocios/industria_comercio/i
nformacionSectorial/minero/pm_caliza_1013.pdf
George, T. A. (2000). Manual de Procesos Qumicos en la Industria. Mxico D.F:
McGraw-Hill.
Martnez, B. I. (Febrero de 2009). Simulacin de una planta de captura de CO2
basada en ciclos de carbonatacin-calcinacin. Proyecto final de carrera.
Zaragoza.
TEMA 4: Morteros de Construccin y Ornamentacin. ( 16 de Septiembre de
2007). Obtenido de
http://www.ugr.es/~agcasco/personal/restauracion/teoria/TEMA04.htm
RECOLECCIN DE DATOS TCNICOS ESPECFICOS (UN PRODUCTO)
a) Materia prima
Yacimientos de cal en Colombia:
Las reservas de cales en Colombia son abundantes, por lo que resulta difcil hacer
una cuantificacin. Estn distribuidos en la regin Andina, ubicadas principalmente
en las cordilleras oriental, central y occidental. El mineral ms comn es la caliza,
como resultados de la acumulacin de sedimentos calcreos marinos presentes
en las tres cordilleras, pero su presentacin como mrmol (calizas metamrficas
cristalinas) es muy frecuente y existen distritos amplios de calizas dolomticas con
contenidos hasta de 20% de magnesio. (Osorno Henao & Daro Zapata, 2012)
Los yacimientos de cal en Colombia son:
Departamento de Antioquia: Los mayores yacimientos estn en el
piedemonte oriental de la cordillera central y el solo yacimiento de Nare
cbica ms de mil millones de toneladas, este yacimiento tiene mrmol
dolomtico del paleozoico. Otras localidades antioqueas ricas en calcreos
son: Amalfi (Dolomita), Segovia, Abejorral, Santa Brbara, Cocorn, Urrao,
Turbo, Frontino, Sonsn, Maceo, San Carlos (Donde se localiz la primera
planta de cal agrcola).
Departamento del Atlntico: Las calizas del departamento del Atlntico son
las ms jvenes del pas, muy puras y cubren grandes extensiones
explotables a cielo abierto. Se conocen cubicaciones parciales superiores a
2000 millones de toneladas. En Arroyo de Piedras, Atlntico se encuentran
calizas del Eoceno Superior.
Departamento de Bolvar: Centenares de millones de toneladas de caliza
con ms de 93% de pureza se conocen en la colina de Albornoz, en
Mamonal, Cartagena, otro poco en Turbaco, Bayunca y en el cerro de la
Popa.
Departamento de Boyac: Son calizas cretcicas de edad cretcea y
existen en Nobsa, Tibasosa, Corrales, Cerniza, Moniquir con purezas
hasta del 97%.
Departamento de Caldas: Son yacimientos de edad paleozoica y se
encuentran en los municipios de Filadelfia, Saman, Dorada, Salamina,
Pcora, la Victoria.
Departamento del Cauca: En los municipios de Pitay, Corinto, existen
grandes bancos explotables.
Departamento de Cesar: En Durania se han cubicado ms de 2000 millones
de toneladas de mrmoles y caliza de hasta un 98% de pureza.
Departamento de Crdoba: En los alrededores de Montera existen millones
de toneladas de calcreos explotables a cielo abierto con purezas de hasta
el 94%.
Departamento de Cundinamarca: grandes yacimientos se conocen en el
Pramo de Sumapaz, en los municipios de Ubat, La Calera, Gachal,
Pueblo Viejo, Apulo, pues toda la cordillera oriental es rica en calcreos del
cretceo.
Departamento del Choc: Sus principales yacimientos calcreos estn en
Cabo Corrientes.
Departamento de La Guajira: En la Serrana de Perij, vertiente occidental
entre San Juan y Cuestecitas, se pueden cubicar ms de 2000 millones de
toneladas.
Departamento del Huila: Es donde estn los yacimientos ms grandes de
caliza cretcicas dolomtica, marmolizadas, blancas, en la localidad de la
Lupa entre Neiva y Palermo, con contenidos de hasta el 34% de MgO.
Departamento del Magdalena: En fundacin hay mrmoles, y calizas
dolomticas que se explotan mnimamente.
Departamento del Meta: Calizas dolomticas hay en Curamal, en Servit y
Currabal. En San Martin hay yacimientos dolomiticos de edad carboniana.
Departamentos Santanderes: El macizo de Santander tiene grandes
yacimientos de calizas cretcicas en Mutiscua, Chincota, en San Gil,
Vlez, Curit, Tona.
Departamento de Sucre: Hay calizas del Eoceno Superior, acumulaciones
del Terciario en Tol viejo.
Departamento del Tolima: Los yacimientos calcreos ms conocidos y
explotados son los de Payand, Lrida, Lbano, Suarez y Chaparral, que
estn formadas por calizas cristalinas trisicas. Su estado cristalino se debe
a las intrusiones cuarzo-monzoniticas del jursico que afectaron no solo
esta porcin de la cordillera central sino tambin el rea del macizo
Santander.
Departamento del Valle: En la parte cordillerana su nico yacimiento
explotable es el de Vijes, pero en la Costa Pacfica posee en abundancia
este recurso.
Los datos por departamento fueron tomados de (Osorno Henao & Daro Zapata,
2012). En el cual se puede observar la disponibilidad del producto en el pas.
El costo de la materia prima
Mediante la resolucin 8-0760 del 27 de junio de 2001, el Ministerio de Minas y
Energa determino los criterios que deben tenerse en cuenta para la fijacin del
precio base de los minerales para la liquidacin de regalas, donde se encuentra la
caliza. As, como otros artculos, leyes y decretos que se encuentran en (Unidad
de planeacin minero energtica, 2014) donde menciona que la caliza tiene un
precio en Boca de Mina $/unidad de 13078 cuya unidad de medida se da en
tonelada, este valor sirve de base en el proceso.
b) Especificaciones de productos y rendimientos, propiedades fsicas
y qumicas, efectos de almacenamiento.
ESPECIFICACIN MATERIA PRIMA
Las calizas son rocas sedimentarias de origen fundamentalmente qumico u
organgeno, formadas al menos por un 50% de carbonato clcico.
Propiedades fsicas de la caliza:
De acuerdo con (Guerrero H., mayo-agosto 2001). La coloracin de
las calizas ricas en calcio y las calizas dolomticas (carbonato de
calcio y magnesio) son blancas cuando son puras. Esta coloracin
puede llegar a ser gris o negra como consecuencia de las impurezas
carbonosas, entre ellas se tiene el xido frrico que le da una
coloracin amarillenta, rojo, pardo; los sulfuros generan un color
rojizo y dentro de ellos se encuentran la pirita, marcasita y la siderita.
Tambin se encuentra de tonalidad caf y amarilla debida al hierro.
La resistencia de la caliza es una propiedad importante a la
compresin, a aplastamiento que oscila entre 98.4 y 583.5 kg/cm2, la
resistencia a la traccin no es tan importante pero su variacin es de
26 a 63 kg/cm2.
La densidad de la caliza comercial secada al aire en las condiciones
ordinarias es de 1.922 kg/dm3. En condiciones de humedad la
densidad puede ser de 2.242 kg/ dm3. La densidad real
prescindiendo de los poros llenos de aire, oscila entre 2.2 y 2.9 kg/
dm3, la calizas con alto contenido de calcio tienen una densidad de
2.65 a 2.75 kg/ dm3 y las calizas dolomticas tienen una densidad de
2.8 a 2.9 2.75 kg/ dm3.
Las rocas calizas tienen una textura cristalina. La dureza de la caliza
es de 2 a 3 en la escala relativa de dureza de Friedrich Mohos.
La porosidad de la caliza es de 0.3%-1.2% y su gravedad especifica
corresponde a valores entre 2.65-2.75 de acuerdo con (Grover Porta
2014).
Las propiedades de la caliza dependen la cantidad de impureza de la
roca original. Un ejemplo de ello son las calizas que contienen
almina en combinacin con slice, esta combinacin se encuentra
en forma de arcilla. Cuando estas cantidades son apreciables la
arcilla convierte a la caliza rica en calcio en amarga o arcillosa, que
por calcinacin dan cales hidrulicas. Las cales que contienen
materiales arcillosos en cantidades de 5-10% son dbiles
hidrulicamente, pero las que contienen del 15-30% de estos
materiales son altamente hidrulicas. (Guerrero H., mayo-agosto
2001).
Propiedades qumicas
Composicin
La materia silcea adems de ser una impureza, es muy dura y
nociva para las cales y las rocas destinadas a producir materiales de
pulimento. Las calizas metalrgicas y qumicas deben tener menos
del 1% de almina y menos del 2% de slice.
Los compuestos de hierro son pocas veces nocivos para la caliza a
menos que se requiera una cal muy pura. Normalmente el hierro se
encuentra en forma de pirita FeS2 e hidrxido frrico (limonita). Los
silicatos que contienen hierro no se descomponen.
Los compuestos de sodio y potasio no se encuentran en cantidades
notables en la caliza y no son nocivos para las mismas.
Los compuestos de azufre y fosforo son impurezas nocivas para la
cal y caliza qumica, estos componentes no deben estar en mayores
proporciones a 0.05% para el azufre y 0.02% para el fosforo.
(Guerrero H., mayo-agosto 2001).
De esta forma la materia prima a trabajar tendra la siguiente
composicin:
Caractersticas Qumicas
xido de Slice (SiO2): Mx. 1.0%
xido de Hierro (Fe2O3): Mx. 0.1%
xido de Aluminio (Al2O3): Mx. 0.1%
Carbonato de Calcio (CaCO3): Min. 96.0%
xido de Calcio (CaO): Min. 54.0%
xido de Magnesio (MgO): Mx. 0.1%
Tipos de mineral (caliza)
Se encuentran dos tipos de piedra: la dolomita y la calcita, ambas son minerales
compuesto de calcio y magnesio; se diferencian por las propiedades
fisicoqumicas, proporciones de carbonatos, el color y en el uso, puesto que la
Calcita Tipo A no pose porcentajes de silicio ni de hierro y es especial para la
fabricacin de vidrio y la Calcita Tipo B tiene un alto contenido de silicio lo cual es
beneficioso en la zona agrcola y para la obtencin de cal de alta pureza.
Calcita:
La clase de mineral es un carbonato, cuya frmula es: CaCO3, Presenta una
variedad enorme de formas y colores. Se caracteriza por su relativamente baja
dureza (3 en la escala de Mohs) y por su elevada reactividad incluso con cidos
dbiles, tales como el vinagre. Compuesto por: 40.04 %Ca, 56.03 %CaO, 12.00 %
C, 43.97 %CO2. Dentro de sus usos se encuentra: la agricultura, fertilizante al
modificar el pH del suelo regulando la acidez y mejorando los cultivos, tambin se
utiliza para desacidificar el agua.
Dolomita:
Es un mineral compuesto decarbonato de calcio y magnesio [CaMg(CO3)2]. Se
produce una sustitucin por intercambio inico del calcio por magnesio en la roca
caliza (CaCO3). Se presenta incolora con una dureza de 3,5 a 4 (escala de Mohs).
Contiene el 30.41% de CaO, 21.86% de MgO y el 47.73% de CO2, en su forma
ms pura. Dentro de sus usos se encuentra: la fabricacin de materiales
refractarios, metalrgica manufactura de cermica, pinturas, como componente
para fabricar el vidrio, y la agricultura.
ESPECIFICACIN PRODUCTO
Segn (Taiwan Turnkey Project Association) se encuentra en los siguientes
rangos, los cuales sern los valores del producto a trabajar:
1. CAL VIVA
CaO: Min. 93.25% - 98% cal disponible.
MgO: Min. 0.3% - 1.5%
Contenido de S: Mx. 0.1%
SiO2: Mx. 0.2% - 1%
Fe2O3: Mx. 0.1% - 0.4%
Al2O3: Mx. 0.1% - 0.5%
2. CAL HIDRATADA
CaO: Min. 62% - 64%
Ca(OH)2: Min. 85%
Gravedad especifica: 2.3 - 2.4
Densidad de la masa: 450-560 kg/m3.
MgO: Mx. 1%
SiO2: Mx. 0,5%
Fe2O3: Mx. 0,1%
Al2O3: Mx. 0,1%
Propiedades fsicas de la cal
Estado fsico, slido. Se presenta granulada o molida. Apariencia del producto; color crema, caf y blanco. No presenta olor. Concentracin de CaO libre > 75%. Concentracin de CaO alcalinizante > 86%. Punto de fusin Cal viva: 2.570 C. No es inflamable. No posee explosin potencial. Solubilidad en agua insignificante (a 0C = 1,40 gr CaO/lt y a 100C =
0,54 gr CaO/lt).
El xido de calcio reacciona con cidos, formando sales de calcio, de las cuales algunas seran solubles.
Es inestable por ser material anhidro. Es incompatible con agua y cidos. Reacciona con algunos plsticos, caucho y revestimientos. El
floruro reacciona con el xido de calcio, desarrollando mucho calor y
algo de luz.
Propiedades qumicas de la cal
Punto de fusin 2.570C Punto de ebullicin 2.850C Peso especco 3,3 - 3,4 g/cm3 a 20C Densidad a granel 700 1.300 kg/m3 a 20C
En las siguientes tablas 8 y 9, se puede apreciar antecedentes sobre las
propiedades fsico-qumicos (Coloma lvarez, 2008), corresponden a datos
tericos de los distintos tipos de cal que existen y una derivacin de estas mismas.
Efectos almacenamiento de cal
La cal viva es muy higroscpica y reacciona con la humedad del aire. La cal
viva debe ser almacenada en silos, o, en lugares cerrados. Su durabilidad
depende de su exposicin al aire y/o a la humedad. Productos almacenados
en silos hermticos se pueden almacenar hasta un mes sin perjudicar sus
cualidades.
La cal no es combustible cuando se mezcla con agua, no obstante, desprende
un calor considerable cuando entra en contacto con ella, o con cidos u otras
sustancias qumicas que contengan agua de cristalizacin. El calor resultante
de la hidratacin puede ser suficiente como para encender materiales
combustibles cercanos.
En el almacenamiento, en lo posible se recomienda en envases impermeables
y ojal sobre madera a una distancia de al menos 10 cm del suelo, para evitar
contacto con la humedad del piso.
La rotacin de los sacos en las bodegas no debes ser mayor a 15 das para la
cal viva y de 180 das para la cal hidrata.
c) Clculo de caudales y condiciones de temperatura, presin y
composicin de las corrientes por los balances de materia y
energa.
HORNO DE CALCINACIN
Balance de masa
La planta se disea para producir 900 ton/h al mes, lo que significa 30 ton/h de cal
diaria. En base a la reaccin de calcinacin e hidratacin que se mostr
anteriormente, se predice lo siguiente:
Se debe tener en cuenta que la piedra tiene una pureza de 96 %
900gCaO * 100.08 CaCO3
56.08 CaO =1606.13g 1.6061kg
La carga de piedra caliza por cada hora es de: 1,25 ton/h
Cantidad de CaCO3 que reacciona durante la calcinacin por hora:
1,25CaCO3
h
96 CaCO3
100 CaCO3 = 1,2
CaCO3h
Flujo de Cal Viva obtenido:
1,2CaCO3
h
1 CaO
1 CaCO3
1 CaCO3
100 CaCO3
56,08
1 = 0,673
Teniendo en cuenta la pureza de la piedra caliza: 0,646 kgCaO/h
Flujo de CO2 desprendido:
1,2CaCO3
h
1 CO2
1 CaCO3
1 CaCO3
100 CaCO3
44 CO2
1 CO2 = 0,528
CO2
Compuesto PM (ton/mol)
CaCO3 100,08
CaO 56,08
CO2 44
Teniendo en cuenta la pureza de la piedra caliza: 0,506 tonCO2/h
Balance de energa
Clculo de Calor til necesario para la disociacin de CaCO3
H reaccin = H formacin de productos H formacin de reactivos
Entalpas de formacin de los compuestos qumicos de la reaccin de calcinacin de la caliza.
Compuesto Qumico Entalpia de formacin (Kcal/mol)
CaCO3 -289,5
CaO -151,7
CO2 -94,054
H reaccin = 43,746Kcal
mol
Entonces el calor mnimo necesario para la disociacin es:
Qmin= 43,746 Kcal
mol*
1 Kmol CaO
56 kg CaO
1000 mol
1 Kmol = 781,18
Kcal
Y el flujo de calor til necesario para la produccin de 0,679
es:
Qtil= 781180
* 0,679
= 530421,22
Kcal
h
Variables del horno de calcinacin
Temperatura de entrada: 15C
Temperatura de salida: 1300C
Presin: 101 kPa
Flujo msico: 1,25 ton/h
Composicin de entrada:
SiO2: 1.0%
Fe2O3: 0.1%
Al2O3: 0.1%
CaCO3: 96.0%
CaO: 54.0%
MgO: 0.1%
Composicin de salida:
CaO: 93.25% - 98% cal disponible.
MgO: 0.3% - 1.5%
Contenido de S: 0.1%
SiO2: 0.2% - 1%
Fe2O3: 0.1% - 0.4%
Al2O3: 0.1% - 0.5%
BALANCE DEL ENFRIADOR
Variables
Tentrada: 1300C
Tsalida: 130C
Presin: 101,3 kPa
BALANCE DEL HIDRATADOR
Se requieren 18 partes en peso de agua por cada 56 partes de xido de cal para
realizar el apagado. Teniendo en cuenta la prdida de agua por evaporacin al
producirse la reaccin de hidratacin de la cal viva, se considera necesario
alrededor de un 33% de agua en peso para obtener cal apagada en polvo, entre
300 y 400% para obtener una cal en pasta y ms de un 400% para obtener una
lechada o agua de cal.
Variables
Tentrada: 90C
Tsalida: 110C
Flujo msico: 1,25 ton/h
Composicin de entrada:
CaO: 93.25% - 98% cal disponible.
MgO: 0.3% - 1.5%
Contenido de S: 0.1%
SiO2: 0.2% - 1%
Fe2O3: 0.1% - 0.4%
Al2O3: 0.1% - 0.5%
Composicin de salida:
CaO: 62% - 64%
Ca(OH)2: 85%
MgO: 1%
SiO2: 0,5%
Fe2O3: 0,1%
Al2O3: 0,1%
d) Termodinmica y cintica de las reacciones qumicas involucradas
(equilibrio, rendimiento, velocidades, condiciones ptimas).
Cintica de reaccin
3()()+ 2()
=1764/(20); =1643/(890)
Es una reaccin fuertemente endotrmica.
La energa libre estndar viene dada por (Ecuacin de Gibbs-Helmolthz):
=+()
En el equilibrio G=0
Entonces =()
La constante de equilibrio viene dada por
=2
3= PCO2
Por lo que =(PCO2)
En la figura 1 viene representada la energa libre estndar para la descomposicin del carbonato de calcio en funcin de la temperatura. Las lneas a trazos representan el valor de la presin parcial de equilibrio del gas (CO2). Si G=0 entonces:
(PCO2)=0
PCO2=1
Figura 1. Energa libre estndar de reaccin en funcin de la temperatura. Las lneas a rayas representan la presin de gas de equilibrio encima del xido y el carbonato (el hidrxido). Tomado de (Blanco A., 2005). Y la temperatura a la que eso ocurre es a 1156K (883C). En la misma figura 1
tambin se da la presin parcial de CO2, que normalmente existe en la atmsfera
de ello se puede determinar la temperatura a la cual el carbonato de calcio llega a
ser inestable cuando se calienta en el aire, dicho valor es de 810K (537C).
En la figura 2 puede verse el valor de la presin de disociacin del CaCO3 en
funcin del inverso de la temperatura (1/T).
= () = (PCO2)
=
De las ecuaciones anteriores
(PCO2) =
1
+
Tomando escala logartmica en el eje de ordenadas y como variable del eje de abscisas 1/T la ecuacin anterior representa una recta cuya pendiente es:
=
(< 0)
Figura 2. Presin de disociacin de equilibrio del CaCO3 en funcin del inverso la temperatura (1/T). Tomado de (Blanco A., 2005). De lo anterior se deduce que la presin de disociacin (descomposicin) es una atmsfera cuando la temperatura es de 883 C, sin embargo la descomposicin de la caliza llega a ser significante a 500 - 600 C si la presin parcial de CO2 se mantiene suficientemente baja o si la caliza est ntimamente mezclada con materiales tales como el cuarzo o productos de descomposicin de las arcillas, que reaccionan con el xido de calcio.
El apagado de la cal consiste en la combinacin del xido clcico obtenindose un producto, el hidrxido clcico, que aumenta de volumen respecto al producto inicial y se desprende calor. Para este procesos se requieren 18 partes en peso de agua por cada 56 partes de xido de cal para realizar el apagado. Teniendo en cuenta la prdida de agua por evaporacin al producirse la reaccin de hidratacin de la cal viva, se considera necesario alrededor de un 33% de agua en peso para obtener cal apagada en polvo, entre 300 y 400% para obtener una cal en pasta y ms de un 400% para obtener una lechada o agua de cal (Prez, 2012).
e) Servicios, equipos a adquirir, accesorios por construir y materiales
de construccin.
Servicios, materiales y otros
SERVICIOS, MATERIALES Y OTROS
CARACTERSTICAS
Caracterizacin
En esta etapa se evalu la extraccin de la cal, el proceso de
perforacin, as como los explosivos a usar para obtener la
caracterizacin del producto con su respectiva composicin qumica.
Explosivos para la extraccin de la piedra caliza.
100 kg de ANFO, 1 caja de dinamita, 100 metros de cordn detonante 3P, 1 fulminante #6, 1
metro de mecha lenta.
Pasajes y viticos
Segn el destino del producto final.
Gas natural
Para el funcionamiento de los equipos.
Combustible Galones de gasolina para los
vehculos
Termgrafo
Un registrador es un instrumento de registro electrnico que
monitorea y reporta los diversos cambios de temperatura en el
tiempo de un equipo.
Analizador de gases
En la parte del horno, ya que se emite CO2
Visita terreno
Evalu el rea de terreno para los equipos
Empaques Bolsas de polipropileno de:
25 y 50 kg.
Maquinaria y equipo
MAQUINARIA Y EQUIPO CANTIDAD
MINA
Perforadora 1
Compresores 1
Camiones tolva 2
Cargador frontal 3
PLANTA DE PROCESAMIENTO DE CALES
Tolva 1
Trituradora de mandbula 1
Banda transportadora 40 Metros
Zaranda 4 metros
Horno de calcinacin 2
Molino de bolas 2
Clasificador gravitacional 1
Criba 1
Hidratador (reactor) 1
Empacadora automtica 1
Montacargas 2
Silos 2
DIMENSIONES DE LOS EQUIPOS
Perforadora:
Martillo hidrulico HB 2000kg. 4
Dimetro de la herramienta 150mm
Longitud de trabajo de la herramienta 665 mm
Nmero de golpes 300-600 gpm
Presin de servicio 160-180 bares.
Compresor (Atlas Copco Colombia Ltda., 2010-2014)
Datos tcnicos
Presin de trabajo efectiva normal: 7 bar / 102 psig
Nivel de potencia acstica mx: 99 dB
Capacidad de aceite: 24 L
Motor Nmero de cilindros: 4
Potencia a velocidad nominal: 88 kW
4 http://www.farell.com/uploads/documentos/GAMA%20PRODUCTOS%20ATLAS%20COPCO%20CTO.pdf
Velocidad del motor (nominal): 2300 rpm
Dimensiones de la unidad
Longitud total con lanza de remolque ajustable/fija: 4356/3941 mm
Anchura total: 1701 mm
Altura total: 1611 mm
Caractersticas - Resistente a condiciones climticas adversa (de -25C a +50C) - Pequeas dimensiones y peso reducido - Intervalos de servicio y mantenimiento prolongados Ventajas - Fcil de transportar o desplazar - Funcionamiento sencillo - Menor coste total de inversin
Camin tolva (HYUNDAI, 2014)
Motor
Modelo Hyundai D6CC Powertec Euro IV
Tipo 6 cilindros en lnea 24 vlvulas
Cilindrada 12.300 cc
Potencia 380 hp @ 1.900 rpm
Torque 1.568 nm @ 1.200 1.500 rpm Inyeccin Inyector Bomba EUI
Capacidad
Capacidad Tcnica Mxima (Kg):
Eje delantero: 18.000
Eje trasero: 26.000
Total: 44.000
Capacidad de Carga (Kg):
Eje delantero: 11.090
Eje trasero: 22.440
Total: 33.530
Tara (Kg): Eje delantero: 6.910
Eje trasero: 3.560
Total: 10.470
Cargador frontal (KOMATSU )
POTENCIA Bruta: 143 kW 192 HP @ 2100 rpm Neta: 142 kW 191 HP @ 2100 rpm CAPACIDAD DE CUCHARN 2.74.0 m3 3.5-5.2 yd3
DESCARGUE Y ALCANCE Altura libre de vaciado: 2885 mm 96 Alcance para descarga: 1210 mm 40 Esta maquinaria se alquilara debido a que incrementa significativamente la
inversin inicial y son equipos que se usaran 5 das por mes, lo cual no justifica su
compra inmediata.
Trituradora de mandbula (XSM, 2000-2012)
Modelo
Tamao de abertura para suministro de
materiales (mm)
Tamao de suministro
de materiales mx. (mm)
Rango de ajuste de abertura
de descarga
(mm)
Capacidad (T/H)
Potencia de motor elctrico
(Kw)
Dimensiones generales
(mm)
Peso (T)
PE-250400 400250 210 20-80 5-20 15 145013151296 3
Banda transportadora (XSM, 2000-2012)
Ancho de banda (mm) Longitud de banda (m)/Potencia(Kw) Velocidad de banda Capacidad
(L/KW) (L/KW) (L/KW) (m/s) (T/H)
B400 12/2.2 12-20/2.2-4 20-25/3.5-7.5 1.25-2.0 30-60
Zarandas vibratorias inclinadas (CATERPILLAR, 2008)
Modelo Tamao de zarandas Potencia Peso
CVB1540 1.5 x 4 m 15 kW 2.8 - 5 ton
Horno de calcinacin (PRACTICAL ACTION , 1995)
Volumen interior Altura Produccin Tamao piedra
1 m3 100 cm 350 cm 6 ton 40-150 mm
Molino de bolas
Modelo 120*28005
Velocidad de rotacin: 36 rpm
Tamao de alimentacin: 0-20mm
5 http://www.chinaminingequipment.es/2-2-ore-dressing-ball-mill.html
Capacidad: 1.2-3.7 t/h
Potencia: 37kW
Peso: 12,5 t
Empacadora automtica:
Marca: puda Dcs- fwjj6
Longitud: 1.3m
Ancho: 1.2m
Altura: 1.7m
Material de empaquetado: Papel, Otros
Peso: 750kg
Criba
Marca: backers
Cribadora en estrella 2-ha7
Medidas de transporte: 6.800*2.550*2.680 (Largo*Ancho*Altura en mm)
Medidas de trabajo: 9.200*5.450*2.680 (Largo*Ancho*Altura en mm)
Medidas del silo: 2.800*1.200*1.000 (Largo*Ancho*Altura en mm), dispuesto
cnicamente
Volumen del silo: 2 cbm
Ciclones
Marca: AFW
Flujo: 3000m3/h
Presin aire: 6 bar
Area de filtro: 39 m2
Montacargas:
Nissan Platinum II serie de amortiguador capacidad de 1300 kg LPG_dual Fuel8
6 http://spanish.alibaba.com/product-gs/fly-ash-packaging-machine-822068241.html 7 http://backers.de/es/t%C3%A9cnica-de-cribado-en-estrella-para-materiales-minerales 8 http://www.viarural.com.co/agroindustria/montacargas/nissan-forklift/platinum-ii.htm
Modelo CF30
Longitud: 2070 mm
Ancho: 970 mm
Altura: 2060 mm
Velocidad Mx: 17.54 km/h
f) Mano de obra.
A continuacin, se da un aproximado en tiempo de produccin:
La extraccin del material se har con el fin de obtener la cantidad
necesaria para un mes de trabajo. Se sabe que se requieren 1859 g de
piedra caliza con el 96% de pureza para obtener 1000g de cal viva,
conocida esta relacin se puede decir que para obtener 30 toneladas de cal
viva, que es la produccin mensual, se requieren 1673,1 toneladas de
piedra caliza. Se espera que durante un da de trabajo, de 9-10 horas en la
mina, se extraigan aproximadamente 350 toneladas. Esto quiere decir que
para obtener la cantidad necesaria para un mes de trabajo la extraccin se
debe hacer en 5 das de trabajo en la mina.
En esta etapa se lleva a cabo la perforacin y voladura de la tierra para la
obtencin de la piedra caliza. Es una etapa rpida puesto que los
explosivos hacen el trabajo de manera inmediata.
El transporte de material dura 15 min por cercana de la planta a la mina, el
descargue es de aproximadamente de 30 min. Este se har en dos
camiones con capacidad para 33 toneladas esto quiere decir que se harn
alrededor de 6 viajes por cada camin en un da de trabajo.
De esta forma las actividades de adecuacin y seleccin de materia prima
en la etapa inicial son conducidas a la tolva, el proceso de produccin de
esta etapa hasta la molienda previa de la calcinacin es de un tiempo total
de 8 horas.
Se destina un tiempo de 8 horas para el proceso de calcinacin, puesto que
es una de las etapas ms importantes y requiere de tiempo, para la correcta
calcinacin y la obtencin de cal viva.
Finalmente, se destina un tiempo de 8 horas para la hidratacin, el
empaque y almacenamiento del producto.
Por lo que las jornadas se harn en 3 turnos rotativos de 8 horas diarias
donde se realizaran actividades distintas siguiendo el proceso mencionado
anteriormente para un total de 24 horas, necesitando los siguientes
trabajadores por turno:
MANO DE OBRA
Personal Nmero de personas
APOYO
Mineros (ingeniero de minas, capataz, operadores
de maquinaria pesada y transporte de carga)
11
PLANTA
Preparacin y transporte de la piedra caliza
2
Operario de control en la calcinacin
1
Operario de control en la hidratacin y empacador del
producto
2
Tcnico de almacenamiento 1
Jefe de laboratorio 1
Director de planta 1
Adems, se aclara que para economa de la empresa se tiene una mano de obra
directa que es el personal de planta que se necesita de manera constante y una
mano de obra indirecta en la parte de la mina ya que se necesita su trabajo una
vez al mes o de manera intermitente, en la siguiente tabla se muestra la
distribucin de cargos para ambos casos:
NMERO CARGOS A PROVEER
IDENTIFICACIN DEL CARGO
3 Operario de control: Control de calcinacin, procesos pre y post calcinacin, embalaje de producto terminado
1 Tcnico de almacenamiento: Inventarios y almacenamiento
2 Conductor
1 Director de planta
1 Jefe de laboratorio
1 Ingeniero de minas
1 Capataz
7 Operarios de maquinaria pesada (extraccin y cargue)
BIBLIOGRAFA
Atlas Copco Colombia Ltda. (2010-2014). Nuestros productos. Obtenido de
http://www.atlascopco.com.co/coes/products/
Blanco A., F. (2005). Proceso de clinkerizacin. Leccin 23. Obtenido de
http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/LECCION23.Proceso.COCCION.pdf
CATERPILLAR. (2008). Metso minerals . Obtenido de
http://lib.hpublication.com/publication/82673541/
Coloma lvarez, G. (Julio de 2008). LA CAL: Es un reactivo qumico! Chile.
Guerrero H., C. (mayo-agosto 2001). Rocas Calizas: Formacin, ciclo del
carbonato, propiedades, aplicaciones, distribucin perspectivas en la
Mixteca Oaxaquea . Temas de ciencia y tecnologa, No. 14 volumen 5, 3-
14.
Osorno Henao , H., & Daro Zapata, R. (2012). MITOS Y REALIDADES DE LAS
CALES Y ENMIENDAS EN COLOMBIA. Obtenido de Universidad Nacional
de Colombia sede Medelln:
http://www.bdigital.unal.edu.co/6834/1/Mitos_y_realidades_de_las_cales_y_
enmiendas_en_Colombia_%5BTesis_HOH2012%5D.pdf
Prez, A. (2012). Fical, Forum Ibrico de la Cal . Obtenido de
http://www.fical.org/index.php?option=com_content&view=article&id=51&Ite
mid=278#4crusher/trituradora-de-mandibula.html
Porta, G. (Febrero de 2014). Diseo de una planta para la produccin de cal.
Universidad Nacional del Centro del Per. Obtenido de
http://www.slideshare.net/groverporta/diseo-de-una-planta-para-la-
produccin-de-cal
PRACTICAL ACTION . (Febrero de 1995). DISEOS DE HORNOS DE CAL .
Obtenido de
http://www.cd3wd.com/cd3wd_40/cd3wd/Technical%20Briefs/Spanish%20T
echnical%20Briefs/KnO-100054_desenos_de_hornos_de_cal.pdf
Taiwan Turnkey Project Association. (s.f.). PLANTA DE PRODUCCION DE CAL
HIDRATADA Y CAL VIVA. Obtenido de
http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=101&fdname=CHE
MICAL+MATERIAL&pagename=Planta+de+produccion+de+cal+hidratada+
y+cal+viva
Unidad de planeacin minero energtica, R. d. (31 de Marzo de 2014). Resolucin
No.125. Obtenido de
http://www.upme.gov.co/Normatividad/Upme/2014/0125_2014.pdf
XSM. (2000-2012). Minins and construction . Obtenido de
http://molinodebola.org/Aggregate-Processing/bandas-de-transportador.html
XSM. (2000-2012). Minins and Construction . Obtenido de
http://molinodebola.org/Stone-
RECOLECCIN DE DATOS ECONMICOS ESPECFICOS
a) Estimacin de costos de produccin
MATERIAS PRIMAS E INSUMOS COSTO ANUAL
Piedra caliza $141242.400 Gas natural $100000.000
Agua $100000.000 COSTO TOTAL $341.242.400
Para producir una tonelada de cal hidratada el costo es de $568.634. El
precio de una tonelada de piedra caliza es de $13.078, los costos de
agua y gas natural fueron supuestos de acuerdo a los valores de los
servicios industriales en Bogot.
El porcentaje de aumento de costo de materia prima se estim as para
5 aos.
Ao 1: 2% Ao 2: 2,20% Ao 3: 2,50% Ao 4: 2,60% Ao 5: 3,12%
En la siguiente tabla se muestran los costos indirectos de fabricacin proyectados
a 5 aos.
DESCRIPCIN AO1 AO2 AO3 AO4 AO5
Servicio de Agua y Alcantarillado 100.000.000,00 100.000.000,00
100.000.000,00 100.000.000,00
100.000.000,00
Servicio de Gas 100.000.000,00 100.000.000,00
100.000.000,00 100.000.000,00
100.000.000,00
Servicio de Energa 80.000.000,00 80.000.000,00
80.000.000,00 80.000.000,00
80.000.000,00
Servicio de Internet 600.000,00 600.000,00
600.000,00 600.000,00
600.000,00
Servicio de Telefona Fija 600.000,00 600.000,00
600.000,00 600.000,00
600.000,00
Impuestos 90.385.000,00 90.385.000,00
90.385.000,00 90.385.000,00
90.385.000,00
Papelera 1.200.000,00 1.200.000,00
1.200.000,00 1.200.000,00
1.200.000,00
#N/A 1.080.000.000,00 1.080.000.000,00
1.080.000.000,00 1.080.000.000,00
1.080.000.000,00
Seguros - - - - -
Capacitacin de Empleados - - - -
DEPRECIACIONES - 33.818.714,20 33.818.714,20 33.818.714,20
33.818.714,20
INTERESES FINANCIEROS 93.372.832,61 93.372.832,61
93.372.832,61 - -
TOTAL 1.546.157.832,61 1.579.976.546,81
1.579.976.546,81 1.486.603.714,20
1.486.603.714,20
b) Utilidades
Se estima que el incremento en la utilidad sea del 5% para los primeros tres aos,
6% y 7% para el cuarto y quinto ao respectivamente. Para conocer las utilidades
de la planta, se deben conocer datos, como:
El presupuesto de ventas es proyectado a 5 aos, con datos de las
unidades y el precio de venta, por lo que se tiene:
DESCRIPCIN AO1 AO2 AO3 AO4 AO5 TOTAL
Cal hidratada 6000 6540 7194 7985 8864 36.583
TOTAL
UNIDADES 6.000 6.540 7.194 7.985 8.864 36.583
PRECIO DE VENTA
UNITARIO 650.000 670.085 689.853 729.864 757.599
3.497.400,24
TOTAL EN PESOS
3.900.000.000 4.382.355.900 4.962.798.939 5.828.211.818 6.715.149.092 25.788.515.749
El presupuesto de costo de ventas, donde se presupuesta la compra de
materiales directos, el presupuesto de mano de obra directa, y el
presupuesto de gastos indirectos son el punto de partida para la
preparacin del presupuesto de costo de ventas. El inventario final deseado
y el inventario inicial estimado son combinados con esta informacin para
determinar el presupuesto del costo de lo vendido.
DESCRIPCIN AO1 AO2 AO3 AO4 AO5
+ INV. INICIAL DE MATERIA PRIMA 0,00 11.623.869,56 0,00 0,00 0,00
+ MATERIAS PRIMAS 153.167.828,34
156.537.520,56
160.450.958,58
164.622.683,50
169.758.911,23
+ MANO DE OBRA DIRECTA 300.672.000,00
306.839.145,60
312.908.804,40
318.882.151,08
324.762.593,16
+ COSTOS IND. FABRICACIN 1.546.157.832,61
1.579.976.546,81
1.579.976.546,81
1.486.603.714,20
1.486.603.714,20
- INV. FINAL DE MATERIA PRIMA 11.623.869,56 - - - -
= COSTO DE ARTICULOS DISP. PARA LA VENTA
1.988.373.791,39
2.054.977.082,54
2.053.336.309,79
1.970.108.548,78
1.981.125.218,58
+ INV. INICIAL DE PRODUCTOS TERMINADOS -
300,00
327,00
359,70
399,27
- INV. FINAL DE PRODUCTOS TERMINADOS
94.684.466,26
102.326.405,66
102.202.259,76
98.019.744,02
98.567.861,61
= COSTO DE VENTAS 1.893.689.325,13
1.952.650.976,88
1.951.134.377,02
1.872.089.164,46
1.882.557.756,24
El presupuesto de gastos de administracin, son los trabajadores en la
parte administrativa.
DESCRIPCIN AO1 AO2 AO3 AO4 AO5
Contador 16.800.000,00 17.319.120,00 17.830.034,04 18.332.841,00 18.827.827,71
Servicios generales
15.456.000,00 15.933.590,40 16.403.631,32 16.866.213,72 17.321.601,49
Recepcionista 15.456.000,00 15.933.590,40 16.403.631,32 16.866.213,72 17.321.601,49
0 - - - - -
0 - - - - -
DEPRECIACIONES 30.906.666,67 30.906.666,67 30.906.666,67 11.720.000,00 11.720.000,00
GASTOS PREOPERATIVOS
4.652.200,00 4.652.200,00 4.652.200,00 4.652.200,00 4.652.200,00
TOTAL 83.270.866,67 84.745.167,47 86.196.163,34 68.437.468,44 69.843.230,69
El presupuesto de gastos de ventas, son los trabajadores en la parte de
ventas.
DESCRIPCIN AO1 AO2 AO3 AO4 AO5
Asesor comercial 45.360.000,00 46.761.624,00 48.141.091,91
49.498.670,70 50.835.134,81
Director comercial 164.160.000,00 169.232.544,00 174.224.904,05
179.138.046,34 183.974.773,59
Ejecutivo de cuenta 72.960.000,00 75.214.464,00 77.433.290,69
79.616.909,49 81.766.566,04
Publicidad Anual 3.600.000,00 3.711.240,00 3.825.917,32
3.944.138,16 4.066.012,03
Licencias - - - - -
Otros - - - - -
110.000.000,00 110.000.000,00 110.000.000,00
110.000.000,00 110.000.000,00
0 - - - - -
TOTAL 396.080.000,00 404.919.872,00 413.625.203,96
422.197.764,69 430.642.486,47
Finalmente, el margen de utilidades se estableci con respecto a los ltimos 5
aos, donde se muestra que la utilidad bruta en ventas es favorable para la planta
puesto que se mantiene un aumento. A su vez, se obtiene tres tipos de utilidades,
las cuales se calculan de la siguiente forma:
Ventas Costo de ventas = UTILIDAD BRUTA EN VENTAS. Utilidad bruta en ventas gastos de administracin gastos de ventas =
UTILIDAD O PRDIDA OPERACIONAL.
Utilidad o prdida operacional impuesto de renta = UTILIDAD O PRDIDA DEL PERIODO.
DESCRIPCIN AO1 AO2 AO3 AO4 AO5
VENTAS 3.900.000.000,00
4.382.355.900,00
4.962.798.938,96
5.828.211.817,93
6.715.149.092,38
- COSTO DE VENTAS 1.893.689.325,13
1.952.650.976,88
1.951.134.377,02
1.872.089.164,46
1.882.557.756,24
= UTILIDAD BRUTA EN VENTAS 2.006.310.674,87
2.429.704.923,12
3.011.664.561,93
3.956.122.653,47
4.832.591.336,15
- GASTOS DE ADMINISTRACIN 83.270.866,67
84.745.167,47
86.196.163,34
68.437.468,44
69.843.230,69
- GASTOS DE VENTAS 396.080.000,00
404.919.872,00
413.625.203,96
422.197.764,69
430.642.486,47
= UTILIDAD O PERDIDA OPERACIONAL
1.526.959.808,20
1.940.039.883,66
2.511.843.194,63
3.465.487.420,34
4.332.105.618,98
- IMPUESTO DE RENTA 503.896.736,71
640.213.161,61
828.908.254,23
1.143.610.848,71
1.429.594.854,26
= UTILIDAD O PERDIDA DEL PERIODO
1.023.063.071,49
1.299.826.722,05
1.682.934.940,40
2.321.876.571,63
2.902.510.764,72
c) Mercados (oferta y demanda presente y futura, usos actuales, usos
nuevos, hbitos presentes de los comparadores, carcter,
ubicacin y nmero de posibles consumidores).
Produccin y consumo de cal: presente y futuro en Colombia
Tabla 1. Produccin de cal en Colombia. Tomado de Tomado de (Dane, 2008-
2012).
Tabla 2. Consumo de cal en Colombia. Tomado de (Dane, COLOMBIA
MATERIAS PRIMAS, MATERIALES Y EMPAQUES CONSUMIDOS Y
COMPRADOS SEGUN TIPO DE ARTICULO 2008-2012, 2002-2012)
Aplicaciones de la cal:
La cal viva puede estar granulada, molida, apagada, lechada de cal,
entre otras. Las diferencias en las aplicaciones, de cada una de las
anteriormente nombradas, estn en la forma de alimentacin de la cal
que cada proceso requiere, dado el aprovechamiento que se quiera
obtener de ella, en cuanto al valor alcalinizante que se requiera y pueda
desarrollar (Coloma lvarez, 2008).
Segn (Guerrero H., mayo-agosto 2001) las partes de tonelaje anual
de cal se emplea como compuesto qumico bsico de la industria. La cal
estimula la produccin del suelo, disminuyendo la acidez y
proporcionando nutrientes. En construccin se usa como agregado para
el concreto. La dolomita se usa como material refractario para
revestimiento de hornos. Se usa tambin en procesos metalrgicos
como fundente, en la fabricacin de pulpa de papel, en procesos de
neutralizacin de cidos, como relleno de muchos productos
comerciales. Uno de los usos ms importantes es en la fabricacin de
cemento. En la fabricacin de alambre y acero, en el tratamiento de
minerales de oro y plata, en la refinacin del cobre y el plomo. En la
purificacin de agua, en el tratamiento de aguas residuales. Tambin se
usa en la refinacin de azcar y de petrleo, en la fabricacin de
hidrxido de sodio, vidrio, insecticidas, carburo de calcio, polvos de
blanqueo, artculos de piel, barnices, magnesio.
Tambin se usa para la produccin de etilenglicol, para evitar la
putrefaccin, para abatir la contaminacin del aire ya que esta
desulfuriza los gases que salen de las plantas industriales. En la
fabricacin de fosfato monoclcico que se usa en polvos de hornear. Se
usa tambin para reducir la corrosin de equipos de las industrias
fruteras neutralizando cidos ctricos. Adems es un preservativo
ablandador de la materia prima, para la fabricacin de gelatina (Godoy
M., Mendoza R., & Otros, 2006).
Consumidores
En Colombia la cal es usada principalmente en la produccin de
cemento, jabn, acero, caucho, productos farmacuticos, barniz,
insecticidas, alimentos para planta, alimentos para animales, papel,
yeso, entre otros (Solano T., 2011).
Se espera llegar principalmente a las cementeras de Boyac, ya que
sta es una de las industrias que mas consume nuestro producto.
Dentro de ellas se encuentra Holcim, Cementos del Oriente S.A. y
Colconcretos. Tambin se podra cubrir la demanda de Argos y Cemex
que se encuentran ubicadas en Cundinamarca. Tambin se cuenta con
la industria dedicada a la fabricacin de alambre y acero, en el
tratamiento de minerales de oro y plata, en la refinacin del cobre y el
plomo, aqu su mayor representante es Acerias Paz del Ro, aunque hay
empresas mas pequeas que tambin pueden ser clientes potenciales.
d) Competencia
En Boyac se encuentran las siguientes empresas, las cuales entran a ser la
principal competencia en nuestro proyecto:
Razn Social: CALVO ASOCIADOS S.A.S.
Domicilio Social: VE POTRERO GRANDE, CHITARAQUE, BOYAC
Forma jurdica: SOCIEDAD POR ACCIONES SIMPLIFICADA
Actividad: Extraccin de piedra, arena y arcillas comunes
Razn Social: CALES MEDELLN LTDA.
Domicilio Social: VE LAS CALERAS, NOBSA, BOYAC
Forma jurdica: SOCIEDAD LIMITADA
Actividad: Fabricacin de cemento, cal y yeso
Razn Social: CALES BOYAC CALBOY LTDA9.
Domicilio Social: VE LA CARRERA, SOGAMOSO, BOYAC
Forma jurdica: SOCIEDAD LIMITADA
Actividad: Extraccin de piedra, arena y arcillas comunes
Razn Social: CALIZAS TIBASOSA LTDA.
Domicilio Social: VE LA CARRERA ALTO LA CAPILLA, TIBASOSA, BOYAC
Forma jurdica: SOCIEDAD LIMITADA
Actividad: Extraccin de caliza y dolomita
Razn Social: INDUSTRIAL DE CALES Y AGREGADOS LTDA.
Domicilio Social: CL 5 A 22 21, SOGAMOSO, BOYAC
Forma jurdica: SOCIEDAD LIMITADA
Actividad: Fabricacin de cemento, cal y yeso
De igual manera se establecieron datos para tener caractersticas del producto, as como el proceso de produccin, entre otras variables de empresas que se ubican en el pas y cuentan con un amplio mercado, por lo que pueden ser una fuerte competencia, encontrando: PROCECAL S.A.S. (PROCECAL S.A.S , 2013)
Es una empresa ubicada en Medelln, cuenta con 20 aos de experiencia en el mercado colombiano, dedicada a la produccin y comercializacin de cales vivas e hidratas. La empresa cuenta con 7 hornos verticales de calcinacin continuos, un equipo automatizado de hidratacin y dos silos de almacenamiento que producen mensualmente en promedio 2000 toneladas de Cal, donde 1500 se comercializan como cal viva y el resto como cal hidrata. Su ubicacin geogrfica se da por el hecho de tener minas propias cerca de la planta de calcinacin, con una amplia logstica en la recepcin de la materia prima y en la comercializacin del mismo. Dentro de los clientes se encuentra: Sucromiles S.A, Empresa de acueducto y alcantarillado de Bogot, empresas pblicas de Medelln, empresas municipales
9 Cuenta con una experiencia de 40 aos mayor informacin en:
http://calesboyacacalboy.co/
de Cali EMCALI, Empresas del sector siderrgico, qumico, petrolero, petroqumico y cuero. Dentro de los productos que maneja la empresa se encuentra:
CAL VIVA
IDENTIFICACIN: Nombre comercial: Cal viva Industrial Nombre qumico: Oxido de calcio Formula qumica: CaO Peso molecular: 56 g/mol. Densidad:
DESCRIPCIN: Material resultante de la calcinacin de la piedra caliza (CaCO3), en forma de grnulos blancos, homogneos. USOS: Depuracin de aguas, siderurgia y papel ESPECIFICACIONES:
GRANULOMETRA:
EMPAQUE:
Sacos de polipropileno de 50 kg con bolsa interior de polietileno cocidos a mquina
Sacos de polipropileno de 25 kg con bolsa interior de polietileno cocidos a mquina
Big Bag de polipropileno de 1000 kg
CAL VIVA DOLOMITA
IDENTIFICACIN: Nombre comercial: Cal viva dolomtica Nombre qumico: Cal dolomtica calcinada Formula qumica: CaO y MgO DESCRIPCIN: Material resultante de la calcinacin de la piedra dolomita (CaMg(CO3)2). Grnulos blancos, heterogneos con oxido de calcio y magnesio. USOS: Industria siderrgica para formacin de escoria espumosa y proteccin del revestimiento refractario. Tambin se usa en refinacin y produccin de matales no ferrosos como Nquel y Magnesio. ESPECIFICACIONES:
GRANULOMETRA:
EMPAQUE: Cumple con el mismo empaque de la cal viva y sus tres presentaciones.
CAL PARA BLANQUEAR
IDENTIFICACIN: Nombre comercial: Cal para blanquear Nombre qumico: hidrxido de calcio Formula qumica: Ca(OH)2 Peso molecular: 74 g/mol. Densidad:
DESCRIPCIN: Es una material resultante de la humectacin de la cal viva hasta satisfacer su afinidad qumica. Polvo blanco, finamente dividido, impalpable e inoloro. USOS: En la industria de construccin para el blanqueo de paredes y muros, plastificante de morteros y como impermeabilizante. ESPECIFICACIONES:
GRANULOMETRA:
EMPAQUE: Sacos de papel kraft de doble capa de 10 kg.
Adems, la empresa cuenta con derivados de la cal para blanquear, se conocen con el nombre de: CAL HIDRATA TIPO N, se usa en la industria del cuero, acueductos y petroleras CAL HIDRATA TIPO E, se usa en Industrias qumicas y tratamiento de aguas
CALCO S.A (CALCO S.A, 2014)
CALES DE COLOMBIA S.A. es una empresa industrial con ms de 28 aos de experiencia en el mercado colombiano (Medelln), dedicada a la explotacin, procesamiento y comercializacin de productos calcreos.
Contando con una buena trayectoria en el mercado colombiano, atiende sectores
de la industria como el sector siderrgico, alimentos, acueductos, papel y la
industria petroqumica siendo sus principales requisitos, el cumplimiento de las
caractersticas fsico-qumicas y la entrega oportuna de los productos.
Actualmente la capacidad de produccin es de 15 hornos verticales continuos,
operando las 24 horas del da para un total de produccin de 4.500
toneladas/mes. Dentro de los productos, se encuentra:
CAL VIVA
Descripcin
Cal Viva, (xido de calcio CaO), se produce a partir de la piedra caliza seleccionada de alta pureza, con un alto contenido de carbonato de calcio, que se calcina en hornos verticales a altas temperaturas. El anlisis fsico qumico se realiza bajo los lineamientos de la norma NTC 1398
Caractersticas Fsicas
Reactividad Alta .............. 40C en 3 min Media .......... 40C entre 3 y 6 min Baja ............. 40C en ms de 6 min
Granulometra Cal Viva entre 1 y 2 pulgadas Cal Viva entre 1 y 4 pulgadas
Transporte
Proteger del agua
Estar totalmente cubierto Proteger de la intemperie
Almacenamiento
Almacenar en estibas (Palets)
Almacenar en un lugar ventilado y bajo sombra Lejos de fuentes de calor La rotacin de los sacos en las bodegas no debe ser mayor a 15 das por cuanto es higroscpica y se hidrata.
Caractersticas Qumicas
(CaO) Total Min. 92.0%
(Cao) Disponible Min. 91.0%
P.P.C: a 1000 C Mx. 3.9%
(MgO) Total Mx. 1.0%
Residuos Insolubles en HCl Mx. 0.8%
Residuos Insolubles en H2O Mx. 5.0%
Contenido de S Mx. 0.1%
Contenido de SiO2 Mx. 0.5%
Contenido de Fe2O3 Mx. 0.1%
Contenido de Al2O3 Mx. 0.1%
Contenido de P Mx. 0.1%
CAL HIDRATA
De dos tipos: TIPO N: Caractersticas Fsicas: Granulometra Mximo residuo retenido en malla 100:6% Almacenamiento: La rotacin de los sacos en las bodegas no debe ser mayor a 180 das.
Caractersticas Qumicas
(CaO) Total Min. 64.0%
(Ca(OH)2) Disponible Min. 85.0%
P.P.C: a 1000 C Mx. 27.0%
(MgO) Total Mx. 1.0%
Residuos Insolubles en HCl Mx. 5.0%
Contenido de S Mx. 0.1%
Contenido de SiO2 Mx. 0.5%
Contenido de Fe2O3 Mx. 0.1%
Contenido de Al2O3 Mx. 0.1%
Contenido de P Mx. 0.1%
Tipo E:
Maneja las mismas caractersticas fsicas, solo diverge en su composicin:
Caractersticas Qumicas
(CaO) Total Min. 70.0%
(Ca(OH)2 Disponible Min. 93.0%
P.P.C: a 1000 C Mx. 27.0%
(MgO) Total Mx. 1.0%
Residuos Insolubles en HCl Mx. 1.5%
Contenido de S Mx. 0.1%
Contenido de SiO2 Mx. 0.5%
Contenido de Fe2O3 Mx. 0.1%
Contenido de Al2O3 Mx. 0.1%
Contenido de P Mx. 0.1%
CAL AGRCOLA
Descripcin
Es un producto que se obtiene de la piedra caliza, que por ser alcalina tiene como peculiaridad ser un poderoso desinfectante de bacterias y virus nocivos para la salud, suaviza y clarifica el agua, elimina sustancias negativas y neutraliza los cidos del agua, protegiendo las tuberas de la corrosin.
Caractersticas Qumicas
(Cao) Disponible Min. 60.0%
(Ca(OH)2) Disponible Min. 80.0%
(MgO) Mx. 1.0%
Residuos insolubles en HCl Mx. 6.0%
CARBONATO DE CALCIO
Descripcin
El carbonato de calcio es el principal componente de la piedra caliza. La caliza es
una roca compuesta por lo menos de un 96% de carbonato de calcio (CaCO3), con
pequeas cantidades de carbonato de magnesio, silicato de hierro y aluminio.
Granulometra
Malla: 25, 200 y Grano No. 2
Almacenamiento La rotacin de los sacos en las bodegas no debe ser mayor a 180 das.
Caractersticas Qumicas
xido de Slice (SiO2) Mx. 1.0%
xido de Hierro (Fe2O3) Mx. 0.1%
xido de Aluminio (Al2O3) Mx. 0.1%
Carbonato de Calcio (CaCO3) Min. 96.0%
xido de Calcio (CaO) Min. 54.0%
xido de Magnesio (MgO) Mx. 0.1%
Pacific Stone S.A.S (Pacific Stone , 2012 )
Operacin minera: Pacific Stone posee seis minas de Roca Caliza y Agregados Ptreos. La operacin se desarrolla actualmente en la zona norte del pas, a travs de dos plantas dotadas de la ms alta tecnologa y equipo minero. Las plantas de produccin de la compaa estn situadas en las minas Guadalupe y Arrayanes, ubicadas en Turbaco y Cartagena (Bolvar), respectivamente. Minera de Calizas: Minera a cielo abierto de Calizas, utilizadas para procesos de calcinacin y para la obtencin de materiales para la industria de la construccin.
Reservas superiores a 500 millones de toneladas de Roca Caliza.
Capacidad Instalada para ms de 720.000 toneladas anuales.
Todas las minas tienen su respectivo ttulo minero otorgado por la autoridad minera colombiana as como sus respectivas licencias ambientales.
Equipos y productos:
Tecnologa:
La Planta de Cal de Pacific Stone, tiene la ms alta tecnologa, automatizacin e infraestructura requerida para la produccin de Cal viva (CaO), a partir de la calcinacin de piedra Caliza (CaCO3) en dos hornos verticales TWIN-D 11 Cimprogetti, altamente eficientes y comprometidos con la conservacin del medio ambiente.
Para producir Cal Viva con altos estndares de calidad, los hornos son alimentados con Calizas seleccionadas y granulometras especficas, y cuenta con un centro de laboratorios y modernos equipos de clasificacin y transporte de material granular, tipo elevadores de pared flexible y bandas transportadoras.
Conscientes de la importancia de brindar soluciones a la industria, la planta de Cal cuenta con equipos de trituracin, molienda, clasificacin y ensacado que permite ofrecer Cal Viva, en mltiples granulometras, de acuerdo a las necesidades de nuestros clientes.
Pacific Stone comprometido con su gestin ambiental responsable, realiza la combustin de los hornos con Gas Natural, y realiza todos los procesos con modernos filtros de mangas, captadores de polvo y plantas de tratamiento para el control de emisiones atmosfricas y vertimientos industriales.
e) Inversin total
La inversin del proyecto, se basa en:
La inversin propia y por parte de los socios por un valor de $880.000.000.
A su vez se hace necesario tomar un prstamo por parte del banco por un valor de
$528.000.000, con un numero de cuotas de: 36 y una tasa de Inters cobrada por
la Entidad Financiera (Efectivo Anual) de: 34,64%.
As, como la inversin de activos, donde se tiene lo siguiente:
ACTIVOS INSTALACIN AO1 AO2 AO3 AO4 AO5
CORRIENTE
CAJA BANCOS 30.391.858 1.240.918.980 2.565.956.646 4.310.131.519 6.966.028.743 10.172.313.725
CUENTAS POR COBRAR 0 195.000.000 219.117.795 248.139.947 291.410.591 335.757.455
INVENTARIO DE MATERIAS PRIMAS 0 11.623.870 0 0 0 0
INVENTARIO DE PDTO TERMINADO 0 94.684.466 102.326.406 102.202.260 98.019.744 98.567.862
TOTAL ACTIVO CORRIENTE 30.391.858 1.542.227.316 2.887.400.846 4.660.473.726 7.355.459.078 10.606.639.041
ACTIVO FIJO
TERRENOS 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000
COMPUTADORES 57.560.000 57.560.000 57.560.000 57.560.000 57.560.000 57.560.000
- DEP ACUM. COMP. 0 0 38.373.333 57.560.000 57.560.000 57.560.000
EDIFICIOS 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000
-DEP. ACUM. EDIF. 0 10.000.000 10.000.000 10.000.000 10.000.000 10.000.000
VEHICULOS 550.000.000 550.000.000 550.000.000 550.000.000 550.000.000 550.000.000
- DEP ACUM. VEHIC. 0 110.000.000 220.000.000 330.000.000 440.000.000 550.000.000
MAQUINARIA Y EQUIPO 338.187.142 338.187.142 304.368.428 0 0 0
- DEP ACUM. M. Y EQ. 0 33.818.714 67.637.428 101.456.143 135.274.857 169.093.571
MUEBLES Y ENSERES 8.600.000 8.600.000 8.600.000 8.600.000 8.600.000 8.600.000
-DEP. ACUM. M. Y ENS. 0 1.720.000 3.440.000 5.160.000 6.880.000 8.600.000
TOTAL ACTIVO FIJO 1.354.347.142 1.198.808.428 981.077.666 511.983.857 366.445.143 220.906.429
TOTAL ACTIVO 1.384.739.000 2.741.035.744 3.868.478.513 5.172.457.583 7.721.904.221 10.827.545.470
De esta manera la inversin total inicial ronda en un valor de $1408.000.000.
En el siguiente grafico se aprecia la proyeccin de las ventas vs los costos
mostrando as el punto de equilibrio.
Por ltimo se muestra el grafico del flujo neto del proyecto donde se aprecia una
perdida para el primer ao debido a la lentitud en el retorno de la inversin. Para
los aos siguientes empieza un incremento del flujo.
TABLAS DE EQUIPOS DE PROCESOS
a) Tanques y recipientes
Silos $11154.458
Variables Caractersticas
Tamao Dimetro: 3000 mm Altura: 17870 mm
Material de construccin Estructura de acero al carbn
Capacidad 100 m3
b) Reactores
Hidratador (reactor) $40000.000
Variables Caractersticas
Capacidad 50 ton/h
Material de construccin Acero inoxidable
Transferencia de calor -66.5kJ
c) Intercambiadores de calor Horno de calcinacin $61537.502
Variables Caractersticas
Carga de calor 530421,22 Kcal/h
Material de construccin
Cilindro de acero con revestimiento de material refractario en su interior
d) Bombas y compresores Compresor $ 12125.850
Variables Caractersticas
Datos tcnicos
Presin de trabajo efectiva normal: 7 bar / 102 psig Nivel de potencia acstica mx: 99 dB Capacidad de aceite: 24 L
Motor
Nmero de cilindros: 4 Potencia a velocidad nominal: 88 kW
Velocidad del motor (nominal): 2300 rpm
Dimensiones de la unidad
Longitud total con lanza de remolque ajustable/fija: 4356/3941 mm Anchura total: 1701 mm Altura total: 1611 mm
e) Instrumentos
Cmara termogrfica CA1886-150010 $16.644.275
Variables Caractersticas
Caractersticas del detector
Detector: 160 x 120
Tipo: Microbolmetro UFPA, 8-14 m
Frecuencia: 50 Hz
Sensibilidad (N.E.T.D): 0,1 C a 30 C
Medida temperatura
Rango de temperatura estndar: -20 C a +1500 C Precisin: (2 C + 2 %)
Imagen trmica
Campo de visin: 20 x 15
Distancia mn: enfoque10 cm
Enfoque: Manual
Generalidades Batera: Autonoma: 3 h (uso en continuo)
Memoria: 1.000 (formato radiomtrico) en 250 carpetas
Pantalla: 3,5 pulgadas orientable
f) Equipos especiales Perforadora11 $59268.639
Variables Caractersticas
Dimetro de la herramienta 150mm
Longitud de trabajo de la herramienta 665 mm
Nmero de golpes 300-600 gpm
Presin de servicio 60-180 bares
Trituradora de mandbula
10 http://www.pce-instruments.com/espanol/instrumento-de-medida/medidor/camara-termografica-
chauvin-arnoux-group-c_mara-termogr_fica-ca1886-1500-det_296878.htm?_list=kat&_listpos=9 11 http://www.mascus.es/construccion/martillos-hidraulicos/atlas-copco-hb-2200/ev6qgwhj.html
$ 15705.285
Variables Caractersticas
Tamao de abertura para suministro de materiales (mm)
400250
Tamao de suministro de materiales mx. (mm)
210
Rango de ajuste de abertura de descarga (mm)
20-80
Capacidad (T/H) 5-20
Potencia de motor elctrico (Kw) 15
Dimensiones generales (mm) 145013151296
Banda transportadora $ 436.774
Variables Caractersticas
Ancho de banda (mm) Longitud de banda (m)/Potencia(Kw): 12/2.2 Velocidad de banda
(m/s) 1.25-2.0
Capacidad (T/H) 30-60
Zaranda vibratorias inclinadas $ 464.653
Variables Caractersticas
Tamao de zarandas 1.5 x 4 m
Potencia 15 kW
Peso 2.8 - 5 ton
Molino de bolas $ 55502.999
Variables Caractersticas
Velocidad de rotacin 36 rpm
Tamao de alimentacin 0-20mm
Capacidad 1.2-3.7 t/h
Potencia 37kW
Peso 12,5 t
Criba $ 49995.824
Variables Caractersticas
Peso Aproximadamente 9 toneladas
Dimensiones de transportes 2,55mx2,68mx6,80m
Potencia 61kW
Combustible Diesel
Volumen de recepcin de la tolva 2,50m3
Altura de la carga (Tolva) 2,70m
Empacadora automtica12 $ 18516.971
Variables Caractersticas
el mtodo de medicin Doble- boca de peso bruto
precisin de embalaje 1%
medicin de la velocidad 350-700bag/h
forma de embalaje la boca de la vlvula
la presin de aire 0.5 mpa
Energa 220v 50hz
tamao de material < 5mm
temperatura de trabajo Max 45 C humedad relativa: 95%
Max- potencia 0.2kw
el consumo de gas 1.4m2/min
dimensin total mm 1300.1270*2000
peso propio de unos 1200 kg
Embalaje producto de polvo seco de materiales
dispositivo de alimentacin
de automatizacin que sopla
embalaje de nmero de la boca
cada uno cerca de 4 bolsas/minutos
sistema de pesaje la pantalla digital
bolsas de vaco de alimentacin
de tipo manual
material de la bolsa de descarga
Automtica
cada bolsa de peso de los envases
25-50 kg
Cicln $ 1859.076
Variables Caractersticas
12 http://spanish.alibaba.com/product-gs/professional-powder-packing-machine-machine-packaging-
1961885220.html
Flujo 500 m3/h
Peso 53 kg
COMERCIALIZACIN
a) Ventas y servicios de ventas (mtodos de venta y distribucin,
propaganda requerida, servicios tcnicos requeridos).
Logo de la empresa
Estrategia de ventas
Se utilizar una pgina web para dar a conocer la empresa y los
productos que se ofrecen. Tambin se har un portafolio de productos
mediante el cual los clientes encuentren informacin tcnica y de
contacto. La estrategia de ventas se ver orientada a atraer cementeras
e industrias que requieran cal viva o hidratada en cantidades
significativas dentro de sus procesos. Inicialmente se espera cubrir la
demanda del municipio de Nobsa, Boyac y sus alrededores pero el
ideal es ampliar esa demanda.
Como estrategia de lanzamiento se pretende dar un precio econmico
(promocin) para el primer mes con el fin de tomar mercado y dar a