Prosess kalsinering, typer, applikasjoner

De kalsinering Det er en prosess der en fast prøve er underlagt høye temperaturer i nærvær eller fravær av oksygen. I analytisk kjemi er det et av de siste trinnene i den gravimetriske analysen. Utvalget kan derfor være av enhver art, uorganisk eller organisk; Men spesielt er dette mineraler, leire eller gelatinøse oksider.

Når kalsinering utføres under luftstrømmer, sies det at det forekommer i en oksygenert atmosfære; Som bare oppvarming av et fast stoff med ild som et resultat av forbrenning i åpne områder, eller i ovner som de ikke kan påføres ugyldige.

Rudimentær eller alkymisk kalsinering på den åpne himmelen. Kilde: Pixabay.

Hvis oksygen erstattes av nitrogen eller edelgass, sies det at kalsinering oppstår under inert atmosfære. Forskjellen mellom atmosfærene som samhandler med det oppvarmede faststoffet, avhenger av dets følsomhet for å oksidere; det vil si å reagere med oksygen for å transformere til en annen mer oksidert forbindelse.

Det som søkes med kalsinering er ikke å smelte det faste stoffet, men å endre det kjemisk eller fysisk for å oppfylle egenskapene som kreves for dets applikasjoner. Det mest kjente eksemplet er det av kalkstein kalsinering, Caco₃, For å gjøre det til kalk, Cao, nødvendig for betong.

[TOC]

Prosess

Forholdet mellom varmebehandlingen av kalksteinen og begrepet kalsinering er så nært at det faktisk ikke er uvanlig å anta at nevnte prosess bare gjelder for kalsiumforbindelser; Dette er imidlertid ikke sant.

Alle faste stoffer, uorganiske eller organiske, kan beregnes så lenge de ikke er grunnlagt. Derfor må oppvarmingsprosessen være under prøveledningspunktet; Med mindre det er en blanding der en av komponentene er basert mens de andre forblir solide.

Kalkineringsprosessen varierer avhengig av prøve, skalaer, målet og kvaliteten på faststoffet etter dets termotratasjon. Dette kan deles globalt i to typer: analytisk og industriell.

Kan tjene deg: jern (element): egenskaper, kjemisk struktur, bruk

Analytisk

Når kalsineringsprosessen er analytisk, er det generelt et av de siste trinnene som er uunnværlig for gravimetrisk analyse.

For eksempel, etter en serie kjemiske reaksjoner, er det oppnådd et bunnfall, som under dannelsen ikke ser ut som et rent fast stoff; Åpenbart forutsatt at forbindelsen er kjent på forhånd.

Uansett renseteknikker har bunnfallet fortsatt vann som må elimineres. Hvis disse vannmolekylene er på overflaten, vil det ikke være nødvendig med høye temperaturer for å eliminere dem; Men hvis de er "fanget" inne i krystallene, kan det hende at ovnstemperaturen må overstige 700-1000 ºC.

På denne måten er det garantert at bunnfallet er tørt og vanndampene elimineres; Følgelig blir sammensetningen definert.

Hvis bunnfallet lider av termisk nedbrytning, må temperaturen som det må beregnes beregnes høy nok til å sikre at reaksjonen er fullført; Ellers ville det være et fast stoff av ubestemt komposisjon.

Følgende ligninger oppsummerer de to foregående punktene:

A · NH₂O => a +nh₂O (damp)

A +q (varme) => b

Ubestemte faste stoffer ville være blandinger a/a · nh₂ELLER og A/B, når de ideelt sett må være A og B Pure,.

Industriell

I en industriell kalsinasjonsprosess er kvaliteten på det kalsinerte like viktig som i den gravimetriske analysen; Men forskjellen er i forsamlingen, metoden og mengdene som er produsert.

Den analytiske søker å studere ytelsen til en reaksjon, eller egenskapene til kalsin; Mens du er i den industrielle, er det viktigere at så mye oppstår og hvor mye tid.

Den beste representasjonen av en industriell kalsinasjonsprosess blir varmebehandlingen av kalksteinen for å lide følgende reaksjon:

Kan tjene deg: Kjemiske endringer: Kjennetegn, eksempler, typer

Tyv₃ => CAO + CO₂

Kalsiumoksid, Cao, er kalk som er nødvendig for sementutslipp. Hvis den første reaksjonen kompletteres av disse to:

Cao + H₂O => ca (å)₂

CA (OH)₂ + Co₂ => Caco₃

Størrelsen på Caco -krystaller kan tilberedes og kontrolleres₃ som følge av robuste masser av samme forbindelse. Dermed blir ikke bare Cao produsert, men også Caco -mikrokristale oppnås₃, nødvendig for filtre og andre raffinerte kjemiske prosesser.

Alle metallkarbonater brytes sammen på samme måte, men ved forskjellige temperaturer; det vil si at dens industrielle kalsineringsprosesser kan bli veldig forskjellige.

Typer kalsinering

I seg selv er det ingen måte å klassifisere kalsinering på, med mindre vi baserer oss på prosessen og endringene som blir lidd mot temperaturøkningen. Fra dette siste perspektivet kan det sies at det er to typer kalsinering: en kjemi og en annen fysikk.

Kjemi

Kjemisk kalsinering er at der prøven, det faste eller bunnfallet lider av en termisk nedbrytning. Dette ble forklart for CACO₃. Forbindelsen er ikke den samme etter at høye temperaturer er blitt påført.

Fysisk

Fysisk kalsinering er at der prøven ikke blir endret på slutten når vanndamp eller andre gasser har frigjort.

Et eksempel er den totale dehydrering av et bunnfall uten å lide en reaksjon. På samme måte kan størrelsen på krystallene endre seg avhengig av temperaturen; Ved en høyere temperatur har krystallene en tendens til å være større, og strukturen kan "svamp" eller sprekke som et resultat av dette.

Dette siste aspektet av kalsinering: kontrollen av størrelsen på krystallene har ikke blitt adressert i detalj, men det er verdt å nevne det.

Kan tjene deg: syntetiske polymerer

applikasjoner

Til slutt vil en serie generelle og spesifikke applikasjoner av kalsinering bli oppført:

-Nedbrytning av metallkarbonater i sine respektive oksider. Det samme gjelder oksalater.

-Dehydrering av mineraler, gelatinøse oksider eller annen prøve for gravimetrisk analyse.

-Sender et fast stoff til en faseovergang, som kan være metastabil ved romtemperatur; Det vil si, selv om de nye krystallene deres er avkjølte, ville de ta for å komme tilbake til det de var før kalsinering.

-Aktiver aluminiumoksyd eller kull for å øke størrelsen på porene og oppføre seg så vel som absorberende faste stoffer.

-Endrer strukturelle, vibrasjonelle eller magnetiske egenskaper til mineral nanopartikler som MN_0.5Zn_0.5Tro₂ENTEN₄; det vil si at de lider av en fysisk kalsinering, der varme påvirker størrelsen eller formene på krystaller.

-Den samme tidligere effekten kan observeres i enklere faste stoffer som SNO -nanopartikler₂, som øker i størrelse når de blir tvunget til agglomerat på grunn av høye temperaturer; eller i uorganiske pigmenter eller organiske fargestoffer, der temperatur og korn påvirker fargene sine.

-Og Desulfura -prøver av koks av oljeolje, så vel som enhver annen flyktig forbindelse.

Referanser

1. Dag, r., & Underwood, a. (1989). Kvantitativ analytisk kjemi (Fifth ed.). Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedia. (2019). Beregning. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Elsevier. (2019). Beregning. Scientedirect. Hentet fra: Scientedirect.com
4. Hubbe Martin. (s.F.). Mini-Encyclopedia of Papermaking Wet-End Chemistry. Gjenopprettet fra: prosjekter.NCSU.Edu
5. Indrayana, i. P. T., Siregar, n., Suharyadi, e., Kato, t. & Iwata, s. (2016). Kalsineringstemperaturavhengigheten av mikrostrukturelle, vibrasjonsspektre og magnetiske egenskaper til nanokrystallinsk MN_0.5Zn_0.5Tro₂ENTEN₄. Journal of Physics: Conference Series, bind 776, utgave 1, artikkel -ID. 012021.
6. Feeco International, Inc. (2019). Beregning. Gjenopprettet fra: Feeco.com
7. Gaber, m. TIL. Abdel-Rahim, a. OG. Abdel-Latief, Mahmoud. N. Abdel-Salam. (2014). Påvirkning av kalsineringstemperatur på strukturen og porøsiteten til nanokrystallinsk Sno₂ Syntetisert ved en konvensjonell nedbørmetode. International Journal of Electochemical Science.