焼成とは、材料(通常は金属鉱石)を加熱して揮発性不純物を除去し、相転移を達成するプロセスである。
このプロセスは、空気や酸素が制限された制御された環境下で、材料の融点以下の温度で行われる。
焼成の4つの主な結果
1.揮発性不純物の除去
焼成は主に、鉱石から水、二酸化炭素、硫黄化合物などの揮発性物質を除去するために行われる。
例えば、炭酸カルシウム(CaCO3)を焼成すると、酸化カルシウム(CaO)と二酸化炭素(CO2)に分解され、大気中に放出される。
このプロセスは、セメント製造のような産業では非常に重要であり、石灰岩からCO2を除去することは、セメントの主要成分である生石灰(CaO)を製造するために必要である。
2.相転移と化学変化
焼成は材料の相転移も引き起こす。
例えば、ゼオライトの合成では、最終的なゼオライト構造の形成に不可欠なアンモニウムイオンを除去するために脱炭酸が行われる。
同様に、ガラスの脱硝においても、脱炭酸は材料の特性に必要な相転移の達成に役立つ。
3.粉末化しやすい材料の製造
脱炭酸の結果、粉末化しやすい材料が得られることが多い。
例えば、石灰石から石灰を製造する場合である。脱炭酸後、生成された石灰は粉末状となり、取り扱いが容易になり、様々な工業プロセスで使用される。
4.熱脱着
熱を加えて揮発性有機化合物を無機物から分離する熱脱着に、脱炭酸が使われる場合もある。
このプロセスは燃焼を伴わないため焼却とは異なり、有害汚染物質の発生を抑えることができる。
この用途では、炎に直接さらされることなく材料を安全に加熱するため、一般的に間接式ロータリーキルンが使用されます。
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