Introducción

Es muy importante tener conocimiento de las rocas calizas debido a que tienen empleos variados en la industria metalúrgica, como piedra fundente en los hornos, Principalmente en los de hierro y metales no férreos, en la manipulación de

Minerales por flotación se añade cal para crear un circuito alcalino, en la cianuración la cal neutraliza las sales ácidas solubles y es un ingrediente muy importante para la fabricación del cemento

CALIZAS

Características Generales

La caliza es una roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio (CaCO3), generalmente calcita, aunque frecuentemente presenta trazas de magnesita (MgCO3) y otros carbonatos.1 También puede contener pequeñas cantidades de minerales como arcilla, hematita, siderita, cuarzo, etc., que modifican (a veces sensiblemente) el color y el grado de coherencia de la roca. El carácter prácticamente monomineral de las calizas permite reconocerlas fácilmente gracias a dos características físicas y químicas fundamentales de la calcita: es menos dura que el cobre (su dureza en la escala de Mohs es de 3) y reacciona con efervescencia en presencia de ácidos tales como el ácido clorhídrico.

PROPIEDADES FISICAS:

Dureza: 3, esta propiedad se suele medir utilizando la escala de Mhos

Textura: Granular fina a gruesa, es un poco rasposa.

Densidad: 3, generalmente son ligeras

Color: Blanco y tintes diversos debido a impurezas. Pardo, incoloro, blanco, rosa, amarillo y gris.

Brillo: Vítreo, de opaco a cristalino, translúcido a terroso.

Otro: La caliza es una roca sedimentaria que permite el paso del agua, es decir, es una roca permeable.

Propiedades físicas

Origen

La caliza es una roca compuesta por lo menos del 50% de carbonato de calcio (CaCO3), con porcentajes variables de impurezas, en su interpretación más amplia, el término incluye cualquier material calcáreo que contenga carbonato de calcio como mármol, creta, travertino, coral y marga. Cada uno de los cuales poseen propiedades físicas distintas, sin embargo, generalmente se considera que la caliza es una roca calcárea estratificada compuesta principalmente de mineral calcita, que por calcinación da la cal viva. Los yacimientos de materiales calcáreos que se encuentran en la Región Mixteca Oaxaqueña, son rocas calizas de diversos grados de pureza.La meteorización de la roca caliza relativamente pura contiene algo de carbonato de hierro, da como resultado la solución de la caliza y un residuo de óxido de hierro. Si las condiciones son favorables a la acumulación y si la cantidad de caliza meteorizada tiene espesor considerable, como en las mesetas de meteorización, pueden resultar depósitos explotables de hierro. Sin embargo, E. C. Eckel puntualiza que muchas calizas subyacentes de depósitos residuales de hierro contienen sólo una ligera cantidad de hierro diseminado y cantidades muchos mayores de sílice y alúmina y que su meteorización daría un residuo de arcilla en lugar de un residuo de óxido de hierro. Eckel llega a la conclusión de que la descomposición de esta caliza no puede producir depósitos residuales de hierro.Si una caliza contiene 4 por ciento de materia insoluble, de la cual es hierro una octava parte; sería erróneo llegar a la conclusión de que la descomposición de 25

metros de espesor de caliza daría una capa de 5 centímetros de espesor de mineral de hierro. Al contrario con la meteorización ordinaria daría una capa de 20 centímetros de residuo que sería arcilla con sólo un 12 por ciento aproximadamente de contenido de hierro. Por consiguiente, los depósitos de mineral de hierro existentes en tal caliza tienen que haberse derivado de capas superyacentes en la que el hierro estuviese algo concentrado ya antes de o quizá durante la meteorización.Tal es la conclusión a que llega Eckel con respecto a la mayor parte de los depósitos residuales de hierro resultantes de la descomposición de calizas en regiones templadas. En la naturaleza existe una gran variedad de tipos de rocas calizas: tales como biohérmicas que son formadas por la acumulación de esqueletos de organismos acuáticos formadores de arrecifes; las Biostrómicas son parecidas a las anteriores (tienen el mismo origen) pero ocupan áreas más amplias y aparecen en estratos de espesor variable separados por capas de arcilla; las Bituminosas son calizas de color negro ricos en compuestos orgánicos tales como el queroseno y asfaltos que por destilación, se pueden extraer y utilizar como combustible; los de crinoides son calizas con dolomitas aunque la cantidad de calcita representa siempre más del 50% del total (si no sería una dolomía); calizas fétidas que contienen un cierto porcentaje de azufre reducido de tal forma que al golpearlas despiden un desagradable olor a huevos podridos; litográficas rocas de grano fino y colores claros, formadas a partir de restos de organismos marinos microscópicos llamados foraminíferos y ciertas algas, por lo que también se denominan calizas pelágicas. El nombre de litográficas hace referencia a que, debido a la finura del grano, se puede utilizar y se utilizaron para escribir sobre ellas por la misma razón son un excelente material fosilífero que permite la conservación de los organismos más delicados. En una de estas calizas se encontró el ave más primitiva que se conoce (Archaeopteryx) que señala el paso de los reptiles a las aves actuales; calizas Nummulíticas formadas en el terciario a partir de los caparazones de protozoos del género Nummulites que a pesar de ser unicelulares,

Modo de formación

La caliza es una roca compuesta por lo menos del 50% de carbonato de calcio (CaCO3), con porcentajes variables de impurezas, se forma bien por medios inorgánicos o bien por resultado de procesos bioquímicos, en su interpretación más amplia, el término incluye cualquier material calcáreo que contenga carbonato de calcio, Cada uno de los cuales poseen propiedades físicas distintas, con independencia de su origen, la composición mineral a la caliza es similar aunque existen muchos tipos diferentes. Esto es cierto porque la calizas se producen bajo diversas condiciones.

Clasificación de las rocas calizas:

1.- De origen orgánico:

1.1.-creta:La creta o caliza de Creta es una roca sedimentaria de origen orgánico, blanca, porosa y blanda, una forma de caliza que se usa para la tiza. Su formación es debida a la acumulación de ingentes cantidades de restos de cocolitofóridos, algas microscópicas cubiertas por minúsculas placas de calcita (cocolitos). Es frecuente encontrar nódulos de sílex asociados a la creta

1.2.-Lumaquela:

Tipo de piedra caliza que guarda en su interior restos de seres vivos descompuestos, es decir fósiles y conchas, de ahí su otro nombre, caliza conchífera o fosilífera.En general es de color tierra suave, como cualquier caliza común, pero puede presentar colores diversos, como negro, en el que se observan mejor sus conchas o fósiles, que suele presentar las características propias de un azulejo, por lo que se usa en decoración y construcción de casas, presente el color que presente, siendo pulida para aumentar su brillo.

1.3.-Calizas Nummulíticas:

La caliza nummulítica es una roca sedimentaria organógena, compuesta por calcita. Se forma al depositarse y compactarse los materiales procedentes de la erosión de otras rocas, entre los que se acumulan restos de seres vivos, en este caso nummulites, fósiles con aspecto de moneda. Esta muestra es de color marrón con algunas rayas blancas brillantes

1.4.-caliza biohermal o arrecifal

Caliza que forma líneas o anillos de rocas  en la zona inter mareal  costera y que está compuesta de restos fósiles  de organismos  arrecifales tales como los corales  y las algas  calcáreas.

2.-De origen detrítico

2.1 caliza oolítica

Están formados por núcleos granulares menores de 2 mm de diámetro originados por precipitación de carbonato cálcico alrededor de partículas de naturaleza diversa. El Cemento o matriz de carbonato cálcico (micrita) que puede presentar una serie de impurezas de arcilla, hidratos de hierro, etc

2.2.-Caliza litográfica:Es una de las calizas de grano mas fino, de color blanquecino.Se produce en las zonas pelágicas por precipitación de carbonato cálcico en forma pulverulenta, sin arrastre de material detrítico. Debido a su proceso de compactación estas calizas puras se suelen separar perfectamente por los planos de estratificación con superficies planas. Estas rocas, por su limpieza de reproducción han sido utilizadas en las artes gráficas desde siglos pasados. Se reconoce fácilmente por su grano muy fino, muy suave. Fractura concoidea y colores claros

3.-Por precipitación química o bioquímica

3.1.-Tobas:Las tobas son depósitos sobre ciertos vegetales subacuáticos que se recubren de una película de caliza al favorecer la precipitación de carbonato cálcico mediante la absorción de CO2 para la fotosíntesis. Se forma así una roca esponjosa de aspecto muy característico. Estas calizas concreccionadas no ocupan gran extensión. Su aparición va ligada a manantiales o cursos de aguas carbonatadas donde puede darse la formación de los depósitos sobre vegetales subacuáticos

3.3.-Estalactitas y estalagmitas Las estalactitas y estalagmitas son depósitos calcáreos en grutas cársticas.  Estas calizas no ocupan gran extensión , aunque estalactitas y estalagmitas son muy frecuentes como consecuencia del modelado cárstico de las calizas comunes.

Biohérmicas que son formadas por la acumulación de esqueletos de organismos acuáticos formadores de arrecifes. Las Biostrómicas son parecidas a las anteriores (tienen el mismo origen) pero ocupan áreas más amplias y aparecen en estratos de espesor variable separados por capas de arcilla.Las Bituminosas son calizas de color negro ricos en compuestos orgánicos tales como el queroseno y asfaltos que por destilación, se pueden extraer y utilizar como combustible. Los de crinoides son calizas con dolomitas aunque la cantidad de calcita representa siempre más del 50% del total (si no sería una dolomía).Calizas nodulosas rojas Estas calizas se caracterizan por su coloración rojiza, la cual se debe a las condiciones en que se formaron sobre fangos micríticos calcáreos. Este tipo de calizas contienen, generalmente, gran cantidad de restos fósiles, lo cual nos indica que se formaron en fondos marinos durante el Jurásico.

Yacimientos de calizas

Yacimientos de minerales metálicos en rocas carbonatadas

Las rocas carbonatadas con cierta frecuencia contienen mineralizaciones metálicas, sobre cuyo origen ha habido una larga y aún inconclusa polémica: se han defendido desde un origen estrictamente sedimentario para los mismos, hasta un origen claramente post deposicional, pasando por la posibilidad de que tengan origen diagenético.

Los más frecuentes corresponden a yacimientos de sulfuros de Pb-Zn-Cu, a menudo acompañados de fluorita y barita, que también pueden llegar a ser mayoritarios: se conocen también con el nombre de "yacimientos de tipo Mississippi Valley", ya que son muy abundantes en esta región del centro de los Estados Unidos. Son también abundantes en las formaciones carbonatadas de las cordilleras alpinas europeas (Alpes, Béticas...), por lo que también reciben el nombre de yacimientos de tipo Alpino.

Suelen aparecer encajados en formaciones carbonatadas, en forma de masas más o menos continuas lateralmente y de potencia muy variable en el detalle, y la mineralización suele ir asociada a encajante dolomítico. Este hecho sugiere que su origen sea posterior al proceso de dolomitización, y posiblemente esté condicionado por el aumento de porosidad de estas rocas, que favorece la entrada de fluidos en la misma. En cualquier caso, lo que a menudo resulta evidente es que son el resultado de la interacción entre fluidos mineralizados y la roca carbonatada; al tratarse de fluidos por lo general ácidos, su introducción en la roca se ve favorecida por la reactividad de sus componentes (calcita y/o dolomita) frente a la acción de estos fluidos.

(Yacimiento de calizas España)

Métodos de explotación

El método de explotación debe satisfacer las características del yacimiento seleccionando el método que garantice la estabilidad de los taludes, la restauración ambiental y una secuencia de explotación segura, racional y económicamente viable.

Las rocas que se extraen son implementadas en la industria de la construcción y por ende la explotación se refiere a una Cantera, dando lugar a la implementación de los siguientes métodos de explotación

Historia

Las canteras es una tecnología muy antigua, utilizada desde la época de los antiguos egipcios para usar la piedra caliza en sus inmensas pirámides, templos y monumentos. La extracción de una mina a cielo abierto ha sido siempre menos costosa y peligrosa que la minería en túneles subterráneos y pozos verticales. Algunas canteras utilizadas en la época romana, como la cantera de Carrara en Toscana, se encuentran todavía en producción y contienen inscripciones y artefactos que proporcionan información útil para los arqueólogos e historiadores.

Producción

Para las canteras de piedra caliza, se utilizan taladros automáticos pesados para cortar pozos verticales, mientras que las sierras horizontales separan los bloques individuales de la superficie de la cantera. Los bloques de piedra caliza son de forma y tamaño de acuerdo a las necesidades de un proyecto individual. La piedra es dura y duradera, aunque demasiado pesada para ser adecuada para usar en edificios altos, excepto como revestimiento delgado. La piedra caliza también puede utilizarse en el cemento para hacer cal viva, como material de carreteras y en diversos productos de consumo y materiales de construcción de viviendas.

Peligros

Las canteras representan varios peligros para los ingenieros y trabajadores. El corte en la superficie puede causar caídas peligrosas de roca y que vuelen fragmentos de piedras. Los pozos también pueden llenarse de agua en las zonas donde el agua subterránea se encuentra cerca de la superficie, y muchas canteras de piedra caliza se deben bombear de forma continua para mantenerlas libres de agua. En algunas canteras, el corte de piedra continúa por debajo de la superficie del agua mediante el dragado.

Problemas ambientalesLas canteras plantean problemas ambientales. Las operaciones de explotación de canteras crean polvo, el cual se convierte en una molestia, además del ruido de trabajos de demolición que es necesario. Excavarlas destruye paisajes naturales y hábitats de vida silvestre. Para operar las canteras, deben construirse carreteras y durante las operaciones, el flujo constante de vehículos de construcción y excavación hacia y desde el sitio produce ruido, polvo y contaminación.

AbandonoLas canteras pueden ser explotadas siempre y cuando el depósito de piedra caliza se mantenga intacto. Con el tiempo, termina la producción y deben abandonarse. Las canteras que ya no están en funcionamiento suponen un peligro para los excursionistas e intrusos que ven una piscina de cantera como un lugar que invita a nadar, ignorando la peligrosa agua fría y los muchos obstáculos sumergidos que puedan por lo general presentes.

Beneficios Principales derivados de la caliza

-Cal :La caliza u otras rocas calcáreas se calientan en hornos hasta 903°C, de forma que expulsa el CO2 y queda la cal viva (CaO). Esta se apaga con agua, mezclada con arena, forma el mortero. Comúnmente, la cal se prepara en forma de cal hidratada (Ca(OH2)), añadiendo agua. Cien kilos de caliza pura producen 56 kilos de cal. Puede emplearse también dolomita que da CaO-MgO, se apaga más lentamente y despide menos calor que la cal viva.Variedades comerciales:-Cal Viva: Material obtenido de la calcinación de la caliza que al desprender anhídrido carbónico, se transforma en óxido de calcio. La cal viva debe ser capaz de combinarse con el agua para transformarse de óxido a hidróxido y una vez apagada (hidratada), se aplique en la construcción, principalmente en la elaboración del mortero de albañilería.-Cal hidratada: Se conoce con el nombre comercial de cal hidratada a la especie química de hidróxido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos grupos hidróxidos. El óxido de calcio al combinarse con el agua se transforma en hidróxido de calcio.-Cal hidráulica: Cal compuesta principalmente de hidróxido de calcio, sílica (SiO2) y alúmina Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua

Directa o indirectamente, es probable que la roca caliza y la cal se empleen en más industrias que ninguna otra sustancia natural; ambos materiales se usan mucho en la agricultura, en la edificación y en las industrias químicas. Hubo un tiempo en que se tenía la cal como material agrícola o de construcción; pero actualmente las ¾ partes del tonelaje anual de cal se emplea como compuesto químico básico en la industria. El encalado de las tierras con caliza pulverizada y la cal estimula la producción del suelo, disminuyendo la acidez y proporcionando a los suelos importantes nutrientes para las plantas.

En la edificación o construcción, la caliza se usa como “piedra de dimensiones” (conocida como cantera), cortada en diferentes formas y tamaños para la construcción de muros y monumentos; en forma de piedra partida, se usa como balastro para ferrocarriles y como agregado para la formación del concreto (hormigón) y la construcción de caminos. La cal se usa en morteros para albañilería, en enlucidos del concreto, como agente estabilizador del suelo y en la construcción de caminos de tierra. La dolomita quemada e inerte se usa mucho como material refractario para revestimiento de hornos y hogares.

Son aplicaciones químicas de la caliza: en procesos metalúrgicos, como fundente, en operaciones para fabricación de la pulpa de papel, en procesos de neutralización de ácidos y como relleno de muchos productos comerciales, en la fabricación del cemento en donde se usa un enorme tonelaje de caliza, en la fabricación de alambre y acero, en el tratamiento de minerales de oro y plata y en la refinación del cobre, el plomo; siendo el mayor consumidor de cal la industria del acero, que la usa por las propiedades básicas de la cal para eliminar las impurezas ácidas de las menas de hierro.

En la purificación del agua y para el tratamiento de las aguas residuales de las poblaciones e industrias, control de la contaminación atmosférica. Se mencionan otros usos tales como para la refinación del azúcar y el petróleo, en la fabricación del papel, hidróxido de sodio, vidrio, insecticidas, carburo de calcio, polvos de blanqueo, artículos de piel, barnices, magnesio.

Fertilizante

Las fábricas productoras de fertilizantes mixtos están usando cantidades crecientes de caliza pulverizada como relleno en sus productos. Este uso es completamente lógico, siendo que la caliza aplicada de esta manera satisface algunas de las necesidades de encalado de los agricultores, como relleno para fertilizantes se prefiere la caliza rica en calcio, ya que esta por su elevado contenido de calcio tiende a convertir el ácido fosfórico asimilable en la forma insoluble en citrato amónico. Las calidades ordinarias de fertilizantes se preparan de modo tal que no forman acidez. Sin embargo, en las fórmulas de las mezclas de los análisis altos queda poco espacio para incluir suficiente material neutralizante de cal. El uso de estas mezclas en suelos ácidos exige, el encalado del suelo como operación normal.Los elementos formadores de ácidos, responsables de la disminución del pH del suelo son azufre, calcio, un tercio de fósforo y la mitad del nitrógeno que contenga el fertilizante. Los materiales que tienen su potencial neutralizante en ácido y base balanceado son el nitrato de amonio, roca caliza, el superfosfato, el cloruro de potasio, el sulfato de potasio y el yeso; estos materiales no afectan el pH del suelo.

Principales usos de la caliza

Cerámica

· Vidrio

· Refractarios

Construcción

· Materiales de construcción

· Estabilización de suelos y carreteras

Pulpa y papel Productos químicos

Medio Ambiente

· Tratamiento de agua

· Tratamiento de aguas de desecho

· Tratamiento de desechos industriales

· Tratamiento en plantas empacadoras de alimentos

· Eliminación de azufre de los gases de combustión

· Neutralizador de tierras ácidas

Alimentos

· Industria lechera

· Industria azucarera

· Industria de gelatina y goma animal

· Industria panificadora

· Almacenaje de frutas y legumbres

· desinfectante

Recubrimientos

· Pigmentos

· Pinturas de agua

· Barnices

Metalurgia

· Industria del acero

· Fabricación de magnesio y alúmina

· Flotación de metales

· Fundición de metales no ferrosos

Carbonato de calcio El (CaCO3) se presenta en formas muy diversas: cáscara de huevo, conchas, perlas, corales, creta, piedra caliza, mármol, estalactitas, estalagmitas siendo su composición química: CO2 44%, CO 56%.

ComercializaciónVariedades comerciales de las calizas:

Carbonato de calcio molido Producto obtenido del proceso de molienda de roca caliza.

Carbonato de calcio precipitado Producto obtenido del proceso de carbonatación, en el cual se precipita el calcio en forma de carbonato de calcio. Se caracteriza por tener menos impurezas, mayor brillo y una morfología controlada, se utiliza como relleno y extensor en plástico así como en pintura, papel, adhesivos, recubrimientos, elastómeros, productos aplicados en los sectores alimenticio y farmacéutico.

Usos del carbonato de calcio

Farmacéutica Pintura

Cosméticos y artículos de aseo Plástico

Cerámica y vidrio Hule

Alimentos Otros

Papel

Cemento Material inorgánico finamente pulverizado, que al agregarle agua, ya sea sólo o mezclado con arena, grava u otros materiales similares; tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la hidratación. Una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad. Cuando el cemento es mezclado con agua y arena forma mortero, cuando es mezclado con arena y piedras pequeñas forma una piedra artificial llamada concreto.

Tipos de cemento

La clasificación de los tipos de cemento está proporcionada por la norma NMX-C-414-ONNCCE-1999. Según su composición, el cemento puede ser:

Tipo Denominación

CPO Cemento Portland Ordinario

CPP Cemento Portland Ordinario

CPP Cemento Portland Puzolánico

TPEG Cemento Portland con Escoria Granulada de alto horno

CPC Cemento Portland Compuesto

CPS Cemento Portland con humo de sílice

CEG Cemento con Escoria Granulada de alto horno

De acuerdo a sus características especiales, éstos pueden ser:

Nomenclatura Características especiales de los cementos

BRA Baja reactividad álcali agregado

RS Resistente a los sulfatos

BCH Bajo calor de hidratación

B Blanco

De acuerdo a sus resistencia

La resistencia normal del cemento es la resistencia mínima mecánica a la compresión a los 28 días y se indica como 20, 30 ó 40 en Newtons por milímetro cuadrado (N/mm2).

En un saco de cemento, la clasificación del cemento estará integrada por lo siguiente: Composición + Característica especial 

Ejemplo: Cemento CPO 40 R. Esta clasificación indica que se trata de un cemento Pórtland ordinario, con alta resistencia inicial.

Cemento TPEG 30 RS Esta clasificación indica un cemento con adición de escoria, con una resistencia normal y resistente a los sulfatos.

Cemento CPP 30 BRA / BCH Esta clasificación indica un cemento pórtland puzolánico, con una resistencia normal, de baja reactividad álcali agregado y de bajo calor de hidratación.

La producción de calcita se encuentra muy relacionada con la producción de carbonato de calcio precipitado artificial, dolomita, caliza, creta, o cal, por lo tanto es difícil determinar que proporción de la producción de dichos productos se refiere a la calcita. No obstante, podemos inferir que los mayores productores de dichos minerales, serán los principales productores de calcita, entre los cuales se destacan los siguientes países: Japón (450 mil t), Estados Unidos (265 mil t), China (261 mil t), Reino Unido (76 mil t) y Alemania (75 mil t) entre otros como productores de CCP.

BIBLIOGRAFIA

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distribución y perspectivas en la Mixteca Oaxaqueña

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