煅燒和焙燒

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簡介

煅燒和焙燒是將礦石轉化為氧化物形式的兩種工藝。礦石是地殼中的一種天然物質。這些礦石集中了各種礦物和有價值的金屬。從礦石中提取的金屬需要在有氧或無氧的情況下施加熱量才能獲得。礦石轉化為氧化物的過程包括煅燒和焙燒。以下是將礦石轉化為氧化物並獲得純金屬的分步示意圖。

需要將原礦石轉化為氧化物。在此轉化過程中，它會排出揮發性物質和氣體。固體和氣體形式中揮發性雜質的去除導致從礦石中獲得的氧化物中提取金屬。此外，金屬透過電解精煉進行純化。

什麼是煅燒？

它是在沒有空氣或氧氣供應有限的情況下，透過加熱作用將碳酸鹽礦石在低於其熔點的情況下轉化為氧化物的過程。它也被稱為熱分解過程，因為它會分解礦石或固體物質，而不改變其化學性質，只去除揮發性和有機雜質。

例如 -

$$\mathrm{ZnCO_3 →ZnO +CO_2}$$

定義煅燒

煅燒是一種熱或加熱過程，當碳酸鹽礦石等固體物質在沒有或有限的氧氣供應下，在低於其熔點的較高溫度下進行時發生。煅燒一詞來源於 Calcinare，意為“燒製石灰”。因此，最常用的礦石石灰石（碳酸鈣）在沒有空氣或氧氣的情況下，在 900 至 1050 °C 的溫度下會產生生石灰（氧化鈣）。以下反應為 -

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

煅燒的目的

煅燒是提純礦石的過程。在低於其熔點的較高溫度下加熱礦石或固體物質會導致揮發性雜質、水分和水以及有機物的分解或去除。例如 -

• 從碳酸鹽礦石中去除二氧化碳。

• 從鋁土礦和石膏中去除水合分子。反應如下 -

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

• 從石油和焦炭中去除揮發性液體。

• 在沸石的製備中去除銨離子。

什麼是焙燒？

它是在有空氣或氧氣存在的情況下，將主要是硫化礦石在加熱下轉化為其相應的金屬氧化物的過程。它是冶金中使用的一種工藝。

定義焙燒？

焙燒是在有空氣或氧氣存在的情況下，將硫化礦石在低於其熔點的溫度下轉化為金屬氧化物的加熱過程。礦石轉化為氧化物會改變固體礦石的化學性質，並透過去除雜質形成新的產物。硫化鋅焙燒成氧化鋅，反應如下 -

$$\mathrm{2ZnS + 3O_2→2ZnO +2SO_2}$$

焙燒的目的

焙燒過程 - 它在氧氣存在下於高溫下進行，並將硫化礦石轉化為氧化物。它用於冶金過程中，透過去除礦石中以揮發性物質形式存在的金屬、非金屬、有毒和水分雜質來獲得金屬或其氧化物。在轉換過程中，將去除以下雜質 -

• 從硫化礦石中去除硫。

• 去除助熔劑中存在的磷和矽。新增助熔劑以去除雜質作為爐渣。

焙燒和煅燒的區別

焙燒	煅燒
礦石在過量氧氣或空氣存在下加熱。	礦石在沒有氧氣或氧氣供應有限的情況下加熱。
此方法用於硫化礦石。	此方法用於碳酸鹽礦石。
在此過程中，氧氣與硫化礦石發生反應。	在此過程中，僅發生分解，氧氣不參與反應。
排出有毒雜質。	有機物和水作為雜質排出。
除金屬氧化物外還產生二氧化硫。	除金屬氧化物外還產生二氧化碳。
它在反射爐中進行。爐中的孔保持開啟以供氧氣或空氣進入。	它也在反射爐中進行。爐中的孔保持關閉。

為什麼煅燒在沒有氧氣的情況下進行？

煅燒過程 - 天然存在的礦石（碳酸鹽礦石）經過此過程形成其氧化物和二氧化碳。它需要在沒有氧氣的情況下在高溫下進行，因為它只會分解形成金屬氧化物和二氧化碳，因為氧氣的存在會導致形成新的產物。例如，碳酸鋅（菱鋅礦）在加熱下分解形成氧化鋅和二氧化碳。

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

因此，煅燒始終在沒有氧氣的情況下進行。

結論

焙燒和煅燒方法適用於金屬的提取。含有金屬的礦石或礦物並不總是以氧化物的形式存在，在這種情況下，它們會進行焙燒和煅燒過程。這兩種過程都將礦石轉變為氧化物形式。這使得提取過程更容易。它們只有在施加高溫時才會發生變化。然而，焙燒在氧氣存在下進行，而煅燒在沒有氧氣的情況下進行。焙燒在熱分解過程中會產生新的產物，而煅燒則會分解固體物質。兩者都會產生金屬氧化物，金屬氧化物進一步還原為金屬。

常見問題

1. 煅燒是什麼型別的反應？

煅燒是一個熱分解過程。在此過程中，固體物質在沒有空氣的情況下受到高溫以進行相變。這有助於固體物質轉變為液體和氣體雜質，這些雜質很容易透過此過程去除。

2. 煅燒是吸熱還是放熱？

這是一個將熱量施加到礦石以將其轉化為各自金屬氧化物的過程。因此，它是一個吸熱過程。

3. 煅燒是一個物理過程嗎？

這是一個分解過程，其中固體物質在施加高溫時會分解。在此過程中，不會形成新的產物。因此，它只是一個物理變化或物理過程。

4. 煅燒反應是如何進行的？

煅燒反應在蒸餾瓶和爐中進行。在此過程中，礦石或固體物質被攪拌以製成均勻的產物。

5. 為什麼焙燒和煅燒在低於熔點下進行？

如果礦石在高於其熔點的溫度下加熱，它們會熔化並與難以分離的碳酸鹽和硫雜質混合。

6. 哪些型別的礦物質會進行焙燒和煅燒過程？

對於焙燒硫化礦石和煅燒碳酸鹽礦石。