Kalcinacija
Kalcinacija ili kalciniranje (lat. calcinare = spaliti kreč)[1] je proces koji stručnjaci definiraju na različite načine. IUPACova definicija je da je to "zagrijavanje do visokih temperatura u zraku ili kisiku".[2] Međutim, naziv kalcinacija se također koristi za označavanje procesa toplotne obrade u odsustvu ili ograničenom dovodu zraka ili kisika, koja se primjenjuje na rude i druge čvrste materijale da bi se termički razgradili. Kalciner je čelični cilindar koji rotira unutar grijne peći i obavlja indirektnu obradu na visokim temperaturama (550-1150 °C ili 1000-2100 °F), u kontroliranoj atmosferi.[3]
Industrijski procesi
uredi
Kalcinacija je imenovana po najčešćoj primjeni, razlaganju kalcij-karbonata (krečnjaka) na kalcij-oksid (kreč) i ugljen-dioksida, u cilju stvaranja cementa. Proizvodnja kreča se uobičajeno naziva "paljenje kreča", bez obzira na stvarni mineral koji prolazi termičku obradu. Pečenje se vrši u pećima ili reaktorima, koji se ponekad nazivaju kalcinerima, koji su različitih dizajna, uključujući vratilske, rotacijske, peći sa više ognjišta i fluidizirane reaktore.
Primjeri procesa kalcinacije uključuju postupke, kako slijedi:
- dekompozicija karbonatnih minerala, kao u kalcinaciji krečnjaka, kada se dobija ugljen-dioksid;
- razlaganje hidriranih minerala, kao pri kalcinaciji boksita i gipsa, za uklanjanje kristalne vode;
- razlaganje isparljivih materija sadržanih u sirovom naftnom koksu;
- termička obrada u fazi transformacije, kao u konverziji anatasa u rutil ili devitrifikacija staklenih materijala;
- uklanjanje amonijevih iona u sintezi zeolita.
Reakcije kalcinacije
urediReakcije kalcinacije se obično odvijaju na ili iznad temperature razgradnje (razlaganja i isparavanja) ili temperature tranzicije (za fazne tranzicije). Ova temperatura se obično definira kao temperatura na kojoj je standard Gibbsova slobodna energija za određenu reakciju kalcinacije jednaka nuli. Naprimjer, u kalcinaciji krečnjaka, procesu raspadanja, hemijska reakcija je:
- CaCO3 → CaO + CO2(g)
Standardna Gibbsova slobodna energija reakcije je približno
- ΔG°r = 177,100 − 158 T (J/mol).[4] Standardna slobodna energija reakcije iznosi =0 u slučajevina kada je temperatura, T = 1121 K, ili 848 °C.
Oksidacija
urediU nekim slučajevima, kalcinacija metala dovodi do njihove oksidacije. Zabilježeno je da su olovo i kalaj, kada kalciniranjem povećavaju težinu, vjerovatno oksidirani.
Alhemija
urediU alhemiji se za kalcinaciju vjerovalo da je jedan od 12 vitalnih procesa, potrebnih za transformaciju supstance.
Alhemičari razlikuju dvije vrste kalcinacije: stvarnu i potencijalnu. Stvarna kalcinacija dovodi do stvarne vatre, od drveta, uglja ili drugog goriva, podizanjem na određenu temperaturu. Potencijalna kalcinacija dovodi do potencijalne vatre, kao što je slučaj sa korozivnim hemikalijama. Naprimjer, zlato koje je pečeno u reverberacijskoj peći sa živom i nišadorom, a obična srebrena so i alkalne soli, soli bakra i sumpora, željezo sa nišadorom i sirćetom, kalaj sa antimonom, voda sa sumporom i živa sa aqua fortis.[5]
Postojala je i filozofska kalcinacija, za koju je rečeno da se pojavljuje kada rogovi, kopita, itd. vise iznad vrele vode ili drugih tečnosti, dok ne izgube sluz i postanu lahko pretvorivi u prah.
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ Mosby’s Medical, Nursing and Allied Health Dictionary, Fourth Edition, Mosby-Year Book Inc., 1994, p. 243
- ^ IUPAC. "Calcination".
- ^ "Arhivirana kopija". Arhivirano s originala, 19. 4. 2021. Pristupljeno 18. 7. 2016.CS1 održavanje: arhivirana kopija u naslovu (link)
- ^ Gilchrist, J.D. (1989). Extraction Metallurgy (3rd izd.). Oxford: Pergamon Press. str. 145. ISBN 0-08-036612-0.
- ^ http://digicoll.library.wisc.edu/cgi-bin/HistSciTech/HistSciTech-idx?type=turn&id=HistSciTech.Cyclopaedia01&entity=HistSciTech.Cyclopaedia01.p0291.
Vanjski linkovi
uredi