El principio de funcionamiento, las características, las diferencias y la practicidad del tostado y la sinterización.

Horneado de una sola vez

Tostado: proceso de reacción en el que los materiales sólidos no se funden a altas temperaturas, que puede incluir oxidación, pirólisis, reducción, halogenación, etc. , generalmente utilizado en industrias metalúrgicas y químicas inorgánicas.

Existen dos procesos de tostado, con y sin aditivos.

1) Tostado sin aditivos

También conocido como calcinación, se puede dividir en:

(1) Descomponer minerales, como la piedra caliza, y producir óxido de calcio al mismo tiempo y dióxido de carbono gaseoso;

(2) Activando el mineral, el propósito es cambiar la estructura del mineral para facilitar su descomposición. Por ejemplo, el caolín se tuesta y deshidrata para hacer que su estructura sea suelta y porosa, lo que es conveniente para su posterior procesamiento para producir alúmina;

③Eliminar impurezas, como la desulfuración, la eliminación de materia orgánica y el agua adsorbida; p>

(4) La transformación de la forma cristalina, como la tostación del dióxido de titanio, cambia su forma cristalina y mejora su rendimiento.

Según el proceso de producción, se puede dividir en dos tipos: método de hinchamiento y método de sinterización. El método de expansión por combustión consiste en calentar las materias primas hasta la temperatura de fusión y generar gas para expandirlas. El método de sinterización utiliza calor para derretir algunas materias primas y unir toda la partícula.

2) Adición de aditivos para tostar

Los aditivos pueden ser gases o sólidos. Los aditivos sólidos actúan como fundentes, reduciendo el punto de fusión del material y acelerando la reacción. Existen muchos tipos según los aditivos:

Tostación oxidativa

Las materias primas sólidas pulverizadas se tuestan en oxígeno para convertir los componentes útiles en óxidos, y al mismo tiempo eliminar el arsénico, Antimonio, selenio, telurio y otras impurezas volátiles. En la industria del ácido sulfúrico, la tostación de pirita para producir dióxido de azufre es una tostación oxidativa típica. La tostación oxidativa se usa ampliamente en la industria metalúrgica, como la tostación oxidativa de minerales de sulfuro de cobre y minerales de sulfuro de zinc, y simultáneamente obtiene óxido de cobre, óxido de zinc y dióxido de azufre.

Tostación reductora

Se añade un agente reductor al mineral o a la sal para el tratamiento a alta temperatura. El agente reductor común es el carbono. Al preparar productos de alta pureza, se pueden utilizar hidrógeno, monóxido de carbono o metano como agentes reductores de tostado. Por ejemplo, cuando el mineral pobre de óxido de níquel se reduce con agua y gas bajo calentamiento, la mayor parte del óxido de hierro que contiene se puede reducir a óxido de hierro, y una pequeña cantidad se puede reducir a óxido ferroso y óxidos de hierro metálico; el cobalto se reduce a metales níquel y cobalto. Debido a que el óxido de hierro tiene un magnetismo débil y el óxido de hierro tiene un magnetismo fuerte durante este proceso, esta diferencia se puede utilizar para la separación magnética, por lo que este proceso también se denomina tostación por magnetización.

Tostación con cloro

El agente de cloración se agrega a minerales o sales para un tratamiento a alta temperatura, convirtiendo ciertos componentes del material en óxidos gaseosos o condensados, y luego se combina con otros ingredientes separados. El agente clorante puede ser cloro o cloruro (como cloruro de sodio, cloruro de calcio, etc.). Por ejemplo, el rutilo se clora y se tuesta con cloro gaseoso en un lecho fluidizado para generar tetracloruro de titanio, que puede procesarse adicionalmente para obtener dióxido de titanio. . Otro ejemplo es que en el procesamiento químico de la bauxita, se puede producir tricloruro de aluminio agregando polvo de carbón (carbón de alta calidad) para darle forma y tostar el cloruro. Si se agregan partículas de carbono como agente clorante al mismo tiempo, los minerales metálicos valiosos que son difíciles de seleccionar en los minerales se convertirán en metales y se unirán a las partículas de carbono después del tostado por cloración, y luego se beneficiarán y enriquecerán para hacer concentrados. Se puede mejorar el grado y la tasa de recuperación, que es la denominada tostación por segregación de cloruro.

Tostación por sulfatación

La tostación de minerales de sulfuro generalmente utiliza un proceso de tostación que utiliza dióxido de azufre como reactivo para oxidar los sulfuros metálicos en sulfatos solubles en agua.

Si el metal está representado por mí, el tostado por sulfatación incluye principalmente los siguientes procesos:

2MeS+3O2─→2MeO+2SO2 Por ejemplo, el tostado por sulfatación de blenda de zinc produce sulfato de zinc, cobre sulfato de sulfuro La tostación química produce sulfato de cobre.

La tostación alcalina es un proceso de hidrólisis alcalina que utiliza sustancias alcalinas como la carbonato de sodio, la sosa cáustica o la piedra caliza como reactivos para tratar materias primas sólidas a altas temperaturas. Por ejemplo, al tostar pirolusita y potasa cáustica se produce permanganato de potasio; al tostar cromita y el potasio cáustico se produce cromato de potasio.

El tostado con sodio consiste en agregar una cantidad adecuada de cloruro de sodio, sulfato de sodio y otros agentes de sodio al material sólido. El producto tostado es una sal de sodio que es fácilmente soluble en agua. Por ejemplo, en el proceso de extracción húmeda de vanadio, la escoria de vanadio se muele finamente, se separa magnéticamente para eliminar el hierro y luego se le agrega un agente sódico y se tuesta en un horno rotatorio. El vanadio trivalente de la escoria se oxida a vanadio pentavalente.

Los principales factores que afectan la tasa de conversión de tostación y la velocidad de reacción de los materiales sólidos son la temperatura de tostación, el tamaño de las partículas de los materiales sólidos, las propiedades de la superficie externa de las partículas sólidas, la proporción del material y la presión parcial de cada componente de reacción en el fase gaseosa.

Según las características de movimiento de los materiales sólidos, los equipos utilizados en el proceso de tostación se pueden dividir en lechos fijos, lechos móviles y lechos fluidizados. Según el tipo de horno de calentamiento utilizado, se puede dividir en hornos de reverbero, hornos multicámara, hornos de cuba, hornos rotativos, hornos de ebullición, altos hornos, etc.

Sinterización secundaria

Definición de sinterización

A alta temperatura (por debajo del punto de fusión), las partículas sólidas del cuerpo cerámico se unen entre sí, los granos crecen y los poros (poros) y los límites de los granos disminuyen gradualmente. A través de la transferencia de materia, su volumen total se reduce y su densidad aumenta, convirtiéndose finalmente en un cuerpo sinterizado policristalino denso con una determinada microestructura. Este fenómeno se llama sinterización.

Definición microscópica: Existe una atracción mutua entre moléculas (o átomos) en estado sólido. El calentamiento hace que las partículas obtengan suficiente energía para migrar, provocando la unión de las partículas en el polvo, generando fuerza y ​​conduciendo a la densificación y. recristalización. Se llama sinterización.

Método para preparar materiales sólidos inorgánicos.

Cuando se utilizan reacciones en fase sólida para preparar compuestos sólidos inorgánicos, la velocidad de reacción se controla mediante el proceso de difusión y, a menudo, se requieren altas temperaturas para que la reacción se desarrolle de manera efectiva. Otros compuestos sólidos se componen de fase sólida y fase líquida y se producirán reacciones de descomposición al fundirse. Por lo tanto, la sinterización generalmente debe realizarse por debajo del punto de fusión del producto para garantizar una fase uniforme. Pero la temperatura de sinterización no puede ser demasiado baja, de lo contrario la velocidad de reacción en fase sólida será demasiado baja. En muchos casos, la sinterización debe realizarse en una atmósfera específica o al vacío. El control de la presión parcial de la fase gaseosa durante el proceso de sinterización es muy importante, especialmente cuando el sistema en estudio contiene iones con estados de valencia variables. La presión parcial de la fase gaseosa en reacciones en fase sólida afectará directamente la composición y estructura del producto. Por ejemplo, en la síntesis de superconductores de alta temperatura de óxido a base de cobre, la presión parcial de oxígeno debe controlarse estrictamente durante el proceso de sinterización para garantizar que se obtengan materiales superconductores con una estructura, composición y distribución del estado del cobre definidas.

Tres diferencias

Tostado: Para eliminar el agua cristalina es necesario secar.

Sinterización: Para eliminar el agua cristalina se requiere condensación.