煅烧和焙烧

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简介

煅烧和焙烧是将矿石转化为氧化物形式的两种工艺。矿石是地壳中的一种天然物质。这些矿石集中了各种矿物和有价值的金属。从矿石中提取的金属需要在有氧或无氧的情况下施加热量才能获得。矿石转化为氧化物的过程包括煅烧和焙烧。以下是将矿石转化为氧化物并获得纯金属的分步示意图。

需要将原矿石转化为氧化物。在此转化过程中，它会排出挥发性物质和气体。固体和气体形式中挥发性杂质的去除导致从矿石中获得的氧化物中提取金属。此外，金属通过电解精炼进行纯化。

什么是煅烧？

它是在没有空气或氧气供应有限的情况下，通过加热作用将碳酸盐矿石在低于其熔点的情况下转化为氧化物的过程。它也被称为热分解过程，因为它会分解矿石或固体物质，而不改变其化学性质，只去除挥发性和有机杂质。

例如 -

$$\mathrm{ZnCO_3 →ZnO +CO_2}$$

定义煅烧

煅烧是一种热或加热过程，当碳酸盐矿石等固体物质在没有或有限的氧气供应下，在低于其熔点的较高温度下进行时发生。煅烧一词来源于 Calcinare，意为“烧制石灰”。因此，最常用的矿石石灰石（碳酸钙）在没有空气或氧气的情况下，在 900 至 1050 °C 的温度下会产生生石灰（氧化钙）。以下反应为 -

$$\mathrm{CaCO_3 (s)→ CaO(s) + CO_2 (g)}$$

煅烧的目的

煅烧是提纯矿石的过程。在低于其熔点的较高温度下加热矿石或固体物质会导致挥发性杂质、水分和水以及有机物的分解或去除。例如 -

• 从碳酸盐矿石中去除二氧化碳。

• 从铝土矿和石膏中去除水合分子。反应如下 -

  $$\mathrm{Al_2 SO_3.2H_2 O →Al_2 O_3 +2H_2 O }$$

• 从石油和焦炭中去除挥发性液体。

• 在沸石的制备中去除铵离子。

什么是焙烧？

它是在有空气或氧气存在的情况下，将主要是硫化矿石在加热下转化为其相应的金属氧化物的过程。它是冶金中使用的一种工艺。

定义焙烧？

焙烧是在有空气或氧气存在的情况下，将硫化矿石在低于其熔点的温度下转化为金属氧化物的加热过程。矿石转化为氧化物会改变固体矿石的化学性质，并通过去除杂质形成新的产物。硫化锌焙烧成氧化锌，反应如下 -

$$\mathrm{2ZnS + 3O_2→2ZnO +2SO_2}$$

焙烧的目的

焙烧过程 - 它在氧气存在下于高温下进行，并将硫化矿石转化为氧化物。它用于冶金过程中，通过去除矿石中以挥发性物质形式存在的金属、非金属、有毒和水分杂质来获得金属或其氧化物。在转换过程中，将去除以下杂质 -

• 从硫化矿石中去除硫。

• 去除助熔剂中存在的磷和硅。添加助熔剂以去除杂质作为炉渣。

焙烧和煅烧的区别

焙烧	煅烧
矿石在过量氧气或空气存在下加热。	矿石在没有氧气或氧气供应有限的情况下加热。
此方法用于硫化矿石。	此方法用于碳酸盐矿石。
在此过程中，氧气与硫化矿石发生反应。	在此过程中，仅发生分解，氧气不参与反应。
排出有毒杂质。	有机物和水作为杂质排出。
除金属氧化物外还产生二氧化硫。	除金属氧化物外还产生二氧化碳。
它在反射炉中进行。炉中的孔保持打开以供氧气或空气进入。	它也在反射炉中进行。炉中的孔保持关闭。

为什么煅烧在没有氧气的情况下进行？

煅烧过程 - 天然存在的矿石（碳酸盐矿石）经过此过程形成其氧化物和二氧化碳。它需要在没有氧气的情况下在高温下进行，因为它只会分解形成金属氧化物和二氧化碳，因为氧气的存在会导致形成新的产物。例如，碳酸锌（菱锌矿）在加热下分解形成氧化锌和二氧化碳。

$$\mathrm{ZnCO_3 (s)→ ZnO(s) + CO_2 (g)}$$

因此，煅烧始终在没有氧气的情况下进行。

结论

焙烧和煅烧方法适用于金属的提取。含有金属的矿石或矿物并不总是以氧化物的形式存在，在这种情况下，它们会进行焙烧和煅烧过程。这两种过程都将矿石转变为氧化物形式。这使得提取过程更容易。它们只有在施加高温时才会发生变化。然而，焙烧在氧气存在下进行，而煅烧在没有氧气的情况下进行。焙烧在热分解过程中会产生新的产物，而煅烧则会分解固体物质。两者都会产生金属氧化物，金属氧化物进一步还原为金属。

常见问题

1. 煅烧是什么类型的反应？

煅烧是一个热分解过程。在此过程中，固体物质在没有空气的情况下受到高温以进行相变。这有助于固体物质转变为液体和气体杂质，这些杂质很容易通过此过程去除。

2. 煅烧是吸热还是放热？

这是一个将热量施加到矿石以将其转化为各自金属氧化物的过程。因此，它是一个吸热过程。

3. 煅烧是一个物理过程吗？

这是一个分解过程，其中固体物质在施加高温时会分解。在此过程中，不会形成新的产物。因此，它只是一个物理变化或物理过程。

4. 煅烧反应是如何进行的？

煅烧反应在蒸馏瓶和炉中进行。在此过程中，矿石或固体物质被搅拌以制成均匀的产物。

5. 为什么焙烧和煅烧在低于熔点下进行？

如果矿石在高于其熔点的温度下加热，它们会熔化并与难以分离的碳酸盐和硫杂质混合。

6. 哪些类型的矿物质会进行焙烧和煅烧过程？

对于焙烧硫化矿石和煅烧碳酸盐矿石。