Process Calcination, Types, Applications

De kalcinering Det är en process där ett fast prov är föremål för höga temperaturer i närvaro eller frånvaro av syre. I analytisk kemi är det ett av de sista stegen i gravimetrisk analys. Provet kan därför vara av vilken natur som helst, oorganisk eller organisk; Men särskilt är det mineraler, leror eller gelatinösa oxider.

När kalcinering utförs under luftströmmar sägs det att det förekommer i en syresatt atmosfär; som helt enkelt värmer ett fast ämne med eld som ett resultat av förbränning i öppna utrymmen eller i ugnar som de inte kan appliceras tom.

Rudimentär eller alkemisk kalcination i den öppna himlen. Källa: Pixabay.

Om syre ersätts av kväve eller ädla gas, sägs det att kalcinering inträffar under inert atmosfär. Skillnaden mellan atmosfärerna som interagerar med det uppvärmda fasta ämnet beror på dess känslighet för att oxidera; det vill säga att reagera med syre för att förvandlas till en annan mer oxiderad förening.

Det som söks med kalcinering är inte att smälta det fasta ämnet, utan att modifiera det kemiskt eller fysiskt för att uppfylla de egenskaper som krävs för dess tillämpningar. Det mest kända exemplet är det av kalksten kalcination, caco₃, Att förvandla den till kalk, Cao, nödvändig för betong.

[TOC]

Bearbeta

Förhållandet mellan värmebehandlingen av kalkstenen och termen kalcination är så nära att det i själva verket inte är ovanligt att anta att nämnda process endast gäller för kalciumföreningar; Detta är dock inte sant.

Alla fasta ämnen, oorganiska eller organiska, kan beräknas så länge de inte är grundade. Därför måste uppvärmningsprocessen vara under provsmältpunkten; såvida det inte är en blandning där en av dess komponenter är baserad medan de andra förblir solida.

Kalineringsprocessen varierar beroende på prov, skalor, målet och kvaliteten på det fasta ämnet efter dess termotratation. Detta kan delas upp globalt i två typer: analytisk och industriell.

Kan tjäna dig: järn (element): egenskaper, kemisk struktur, användningar

Analytisk

När kalcineringsprocessen är analytisk är den i allmänhet ett av de senaste stegen nödvändig för gravimetrisk analys.

Till exempel, efter en serie kemiska reaktioner, har en fällning erhållits, som under dess bildning inte ser ut som ett rent fast ämne; Uppenbarligen antar att föreningen är känd i förväg.

Oavsett reningstekniker har fällningen fortfarande vatten som måste elimineras. Om dessa vattenmolekyler är på ytan krävs inte höga temperaturer för att eliminera dem; Men om de är "fångade" inuti kristallerna, kan ugntemperaturen behöva överstiga 700-1000 ° C.

På detta sätt är det garanterat att fällningen är torr och vattenångorna elimineras; Följaktligen definieras dess sammansättning.

Om fällningen lider av termisk nedbrytning måste temperaturen vid vilken den måste beräknas vara tillräckligt hög för att säkerställa att reaktionen är klar; Annars skulle det finnas ett fast ämne av obestämd komposition.

Följande ekvationer sammanfattar de två tidigare punkterna:

A · nh₂O => a +nh₂O (ånga)

A +q (värme) => b

Obestämda fasta ämnen skulle vara blandningar A/A · NH₂Respektive A/B, när de idealiskt måste vara en respektive B -ren.

Industriell

I en industriell kalkineringsprocess är kvaliteten på det kalkinerade lika viktigt som i den gravimetriska analysen; Men skillnaden är i monteringen, metoden och de producerade beloppen.

Den analytiska syftar till att studera prestandan för en reaktion, eller egenskaperna hos Calcine; Medan det är i den industriella är det viktigare att så mycket inträffar och hur mycket tid.

Den bästa representationen av en industriell kalkineringsprocess blir värmebehandlingen av kalkstenen för att drabbas av följande reaktion:

Kan tjäna dig: kemiska förändringar: egenskaper, exempel, typer

Tjuv₃ => Cao + co₂

Kalciumoxid, CAO, är kalk som krävs för cementutarbetande. Om den första reaktionen kompletteras av dessa två:

Cao + h₂O => ca (OH)₂

Ca (oh)₂ + Co₂ => Caco₃

Storleken på Caco -kristallerna kan framställas och kontrolleras₃ till följd av robusta massor av samma förening. Således produceras inte bara CAO, utan också Caco -mikrokryssisten erhålls₃, nödvändigt för filter och andra förfinade kemiska processer.

Alla metallkarbonater bryts ner på samma sätt, men vid olika temperaturer; det vill säga dess industriella kalcineringsprocesser kan bli mycket olika.

Typer av kalcinering

I sig finns det inget sätt att klassificera kalcinering, såvida vi inte baserar oss på processen och de förändringar som det fasta delen lidit mot temperaturökningen. Ur detta sista perspektiv kan man säga att det finns två typer av kalcinering: en kemi och en annan fysik.

Kemi

Kemisk kalcination är det där provet, det fasta eller utfällningen lider av en termisk nedbrytning. Detta förklarades för Caco -fallet₃. Föreningen är inte densamma efter att höga temperaturer har applicerats.

Fysisk

Fysisk kalcination är att där provets natur inte modifieras i slutet när vattenånga eller andra gaser har släppts.

Ett exempel är den totala uttorkningen av en fällning utan att drabbas av en reaktion. På samma sätt kan kristallernas storlek förändras beroende på temperaturen; Vid en högre temperatur tenderar kristallerna att vara större och strukturen kan "svamp" eller spricka till följd av detta.

Denna sista aspekt av Calcination: Kontrollen av kristallernas storlek har inte tagits upp i detalj, men det är värt att nämna det.

Kan tjäna dig: syntetiska polymerer

Ansökningar

Slutligen kommer en serie allmänna och specifika tillämpningar av kalcinering att listas:

-Nedbrytning av metallkarbonater i sina respektive oxider. Detsamma gäller för oxalater.

-Dehydrering av mineraler, gelatinösa oxider eller något annat prov för gravimetrisk analys.

-Överlämnar ett fast till en fasövergång, som kan vara metastabla vid rumstemperatur; Det vill säga, även om deras nya kristaller svalna, skulle de ta för att återvända till vad de var före kalcinering.

-Aktivera aluminiumoxid eller kol för att öka storleken på sina porer och bete sig såväl som absorberande fasta ämnen.

-Modifierar de strukturella, vibrations- eller magnetiska egenskaperna hos mineral nanopartiklar som MN_0.5Zn_0.5Tro₂ANTINGEN₄; det vill säga de lider av en fysisk kalcination, där värme påverkar kristallernas storlek eller former.

-Samma tidigare effekt kan observeras i enklare fasta ämnen som SNO -nanopartiklar₂, vilken ökning i storlek när de tvingas agglomerat på grund av höga temperaturer; eller i oorganiska pigment eller organiska färgämnen, där temperatur och korn påverkar deras färger.

-Och Desulfura -prover av koks av olje -råolja, liksom alla andra flyktiga föreningar.

Referenser

1. Dag, r., & Underwood, a. (1989). Kvantitativ analytisk kemi (femte ED.). Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedia. (2019). Beräkning. Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. Annars. (2019). Beräkning. Vetenskaplig. Hämtad från: Scientedirect.com
4. Hubbe martin. (s.F.). Mini-Acclopedia of Papermaking Wet-End Chemistry. Återhämtat sig från: projekt.Ncsu.Edu
5. Indrayana, i. P. T., Sirear, n., Suharyadi, E., Kato, T. & Iwata, s. (2016). Kalineringstemperaturberoendet för mikrostrukturella, vibrationsspektra och magnetiska egenskaper hos nanokristallint MN_0.5Zn_0.5Tro₂ANTINGEN₄. Journal of Physics: Conference Series, Volym 776, nummer 1, Artikel -ID. 012021.
6. Feeco International, Inc. (2019). Beräkning. Återhämtat sig från: feeco.com
7. Gaber, m. TILL. Abdel-Rahim, a. OCH. Abdel-latief, Mahmoud. N. Abdel-salam. (2014). Påverkan av kalcinationstemperatur på strukturen och porositeten hos nanokristallin SNO₂ Syntetiserad med en konventionell nederbördsmetod. International Journal of Electochemical Science.