Différence entre la torréfaction et la calcination
Share
Différence principale - torréfaction vs calcination
Bien que le résultat final de la torréfaction et de la calcination soit identique, il existe deux procédés différents utilisés pour obtenir des métaux à partir de minerais métalliques. Le résultat final des deux processus est la conversion d'un minerai en un minerai oxydé. La torréfaction est le processus de chauffage du minerai en présence d'air. Il s'agit de réactions gaz-solides se déroulant à des températures très élevées. La calcination chauffe à des températures élevées dans l'air ou l'oxygène. Cependant, la quantité d'air ou d'oxygène est limitée. Par conséquent, la principale différence entre la torréfaction et la calcination est que la torréfaction implique le chauffage du minerai en présence d'air ou d'oxygène en excès, tandis que la calcination implique le chauffage du minerai en présence d'air ou d'oxygène limité.
Zones clés couvertes
1. Qu'est-ce que la torréfaction
- Définition, processus, exemples
2. Quelle est la calcination
- Définition, processus, exemples
3. Quelle est la différence entre la torréfaction et la calcination
- Comparaison des différences clés
Termes clés: calcination, calcinateur, four, métal, minerai, oxyde, torréfaction oxydante, rôtissage
Qu'est-ce que la torréfaction
Le rôtissage consiste à chauffer un minerai métallique en présence d'un excès d'air ou d'oxygène. Ce processus implique des réactions solides-gaz. Le but de ce processus est de purifier les métaux de leur minerai. Un minerai est un type de roche qui contient suffisamment de minéraux avec des éléments importants, notamment des métaux. Lors de la torréfaction, le minerai est chauffé en dessous de son point de fusion.
Figure 1: Une partie d'un minerai grillé
Rôtissage oxydant
La torréfaction oxydante est la forme de torréfaction la plus courante. Ici, le minerai métallique est chauffé en présence d'oxygène en excès. La torréfaction provoque la combustion des impuretés, partiellement ou totalement, par l'oxygène. La torréfaction se fait en traitant le minerai à l'air très chaud. Cette technique est principalement utilisée pour les minerais sulfurés.
Les réactions qui se produisent pendant le processus de torréfaction peuvent inclure:
Oxydation
L'oxydation a lieu lors du processus de grillage oxydant. Ici, les impuretés liées au métal sont remplacées par de l'oxygène. Ex: le soufre est remplacé par l'oxygène.
Réduction
Les réactions de réduction peuvent partiellement réduire un minerai oxydé avant le processus de fusion (le processus de fusion est le processus qui consiste à extraire un métal de son minerai par chauffage et fusion).
Sulfatation
Les réactions de sulfatation entraînent la formation de sulfures métalliques du fait de la réaction entre les sulfures contenus dans la charge (le minerai) et le métal. Ces réactions se produisent dans des conditions de température et de gaz contrôlées.
Mais si les conditions de température et de gaz sont maintenues, nous pouvons obtenir un oxyde de métal et un sulfure de métal à partir d’une alimentation en sulfures mélangés (un mélange de sulfures de différents métaux. Ex: mélange de sulfure de fer et de sulfure de cuivre). Ce processus est appelé «sulfatation sélective».
Pyro-hydrolyse
La pyrohydrolyse est un processus chimique qui se produit en présence de vapeur d’eau (à environ 300oC) Il est utile dans la formation de l'oxyde métallique à partir d'un chlorure métallique. (Mais tous les chlorures de métaux ne peuvent pas subir de pyrohydrolyse s'ils ne possèdent pas une énergie de Gibbs négative pour la décomposition et une faible volatilité).
Ex: MXCly + nH2O → MXOz + yHCl
M est un métal, n est le nombre de molécules d'eau qui réagissent, y est le nombre de molécules d'HCl formées et x et z sont le nombre d'atomes de métal et d'oxygène présents dans chaque molécule, respectivement.
La torréfaction des minerais sulfurés transforme le sulfure en oxyde et le soufre en anhydride sulfureux. Cependant, ce processus libère une grande quantité de gaz toxiques et de substances toxiques telles que l'arsenic.
Quelle est la calcination
La calcination est le chauffage d'un minerai métallique en présence d'air ou d'oxygène limité. Lors de la calcination, le minerai est chauffé à une température inférieure à son point de fusion. Ce processus vise principalement à éliminer les impuretés volatiles. Le nom de calcination est dérivé d'un nom latin en raison de sa principale application. le chauffage des minerais de carbonate de calcium.
Lors de la calcination, le minerai est chauffé à une température inférieure à son point de fusion. La calcination est effectuée dans un réacteur, qui est une structure cylindrique appelée calcinateur. Dans ce réacteur, la calcination est effectuée dans des conditions contrôlées. Ici, le dioxyde de carbone est produit et libéré pendant la calcination et le carbonate de calcium est converti en oxyde de calcium. Ce processus est fait principalement pour éliminer les impuretés volatiles.
Figure 2: Four utilisé pour la calcination
Mais parfois, un four est utilisé pour la calcination car le chauffage d'une substance à de très hautes températures se fait à l'intérieur d'un four..
Un exemple typique de calcination est la production de chaux à partir de calcaire. Là, le calcaire est soumis à une température élevée suffisante pour former et libérer du dioxyde de carbone. La chaux est produite dans un état facilement en poudre.
Différence entre la torréfaction et la calcination
Définition
Grillage: Le rôtissage consiste à chauffer un minerai métallique en présence d'un excès d'air ou d'oxygène.
Calcination: La calcination est le chauffage d'un minerai métallique en présence d'air ou d'oxygène limité.
Oxygène ou air
Grillage: La torréfaction nécessite une quantité excessive d'air ou d'oxygène.
Calcination: La calcination est faite à l'air ou à l'oxygène limité.
Application majeure
Grillage: La torréfaction est principalement faite pour les minerais sulfurés.
Calcination: La calcination est faite pour les minerais de carbonate.
Toxicité
Grillage: La torréfaction libère des gaz et des substances toxiques.
Calcination: La calcination libère des composés toxiques et volatils.
Conclusion
La torréfaction et la calcination sont des processus thermiques. La principale différence entre le grillage et la calcination est que le grillage implique le chauffage du minerai en présence d’air ou d’oxygène en excès, tandis que la calcination implique le chauffage du minerai en présence d’air ou d’oxygène limité..
Références:
1. “Torréfaction (Métallurgie).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 6 décembre 2017, disponible ici.
2. «Calcination». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 6 décembre 2017, disponible ici..
Courtoisie d'image:
1. «Minerai d'or rôti de Cripple Creek» par James St. John - Minerai d'or rôti de Cripple Creek, Diatreme de Cripple Creek (Oligocène précoce, 32 Ma), centre de Colorado 1 (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
2. “LDLimeShaftKilnBasic” Par LinguisticDemographer - Originaire de en.wikipedia (Domaine Publique) via Commons Wikimedia
