Calcination

La calcination est un processus thermique. Elle consiste à traiter une matière solide à des températures élevées. Celles-ci sont généralement comprises entre 400 °C et 1000 °C, mais toujours inférieures au point de fusion du matériau. L'objectif est de provoquer des transformations chimiques ou physiques dans la matière. En règle générale, le processus se déroule dans des conditions atmosphériques. Le travail est généralement effectué en continu. La présence d'air ou d'oxygène est souvent nécessaire, car de nombreuses réactions l'exigent. Elle n'est toutefois pas indispensable. Dans certains cas, la calcination s'effectue sous une atmosphère protectrice afin d'éviter toute oxydation.

La calcination est un terme générique qui désigne différents processus thermiques. Il s'agit par exemple de la désacidification, de la réduction, de l'oxydation ou de la déshydratation des composants cristallins de l'eau. La pyrolyse et la décomposition thermique des composants organiques sont des procédés apparentés. Le frittage, le grillage ou l'incinération sont également des procédés similaires. En règle générale, la calcination est un processus endothermique. Elle libère des produits de réaction tels que le dioxyde de carbone, l'eau ou l'ammoniac.

Différents types de fours sont utilisés en fonction des exigences. Dans les fours tubulaires, le temps de séjour est généralement de 0,5 à 3 heures. Les fours à tunnel fonctionnent avec des temps de 2 à 12 heures. Dans les fours à cuve, les temps de séjour peuvent aller de 4 à 30 heures. Les fours à lit fluidisé permettent des temps de séjour particulièrement courts, de 0,5 à 10 minutes.

En règle générale, les matières premières sont broyées et homogénéisées avant la calcination. L'objectif est d'obtenir une répartition homogène de la taille des particules. Plus les particules sont fines, plus leur surface de réaction est grande. Cela améliore également le transfert de chaleur dans le réacteur. Une composition homogène du mélange de matières premières est une condition préalable à une réaction complète. Les mélangeurs de silo Gyraton^® permettent d'homogénéiser de grandes charges avec une précision idéale. Après la calcination, il se produit souvent une fragilisation et une agglomération. C'est pourquoi un broyage est souvent effectué par la suite.

Afin d'économiser de l'énergie et des ressources, des procédés alternatifs sont parfois utilisés. Il s'agit notamment de méthodes chimiques humides ou biologiques. Celles-ci diffèrent en termes de durée du processus, de sélectivité et de compatibilité environnementale. La calcination thermique offre une vitesse de réaction élevée et un effet stérilisant, mais ne nécessite pas d'eau. En revanche, la consommation d'énergie est élevée. Les procédés chimiques humides sont en revanche faciles à contrôler et sélectifs. Ils nécessitent généralement des fluides dangereux pour l'environnement, tels que des acides ou des bases. Les résidus doivent être purifiés. Les procédés biologiques tels que la biolixation sont efficaces sur le plan énergétique et respectueux de l'environnement. Ils sont toutefois longs et ne peuvent être utilisés que pour quelques systèmes de substances. Dans des cas particuliers, le Gyraton^®-silo mélangeur peut fonctionner comme un fermenteur.

Les appareils amixon^® peuvent améliorer l'efficacité des processus de calcination. Les poudres poussiéreuses peuvent être agglomérées en continu dans l'agglomérateur à mélange en couche annulaire. La porosité des solides est ainsi préservée. Cela permet de réduire les pertes de matière.

Les silos mélangeurs Gyraton^® permettent d'homogénéiser de grandes quantités de matières premières. Une composition homogène facilite le contrôle du processus.

Les mélangeurs intensifs amixon^® permettent de répartir avec précision les additifs les plus fins dans les mélanges de poudres. Même les plus petites quantités peuvent être incorporées de manière fiable. Cela améliore les processus de calcination et de frittage.

Après un traitement chimique humide, les sécheurs à contact amixon^® réduisent le temps de séchage. Cela est possible aussi bien par lots qu'en continu. Dans de nombreux cas, un séchage sous vide est recommandé. Cela vaut en particulier pour les sels sensibles à la température, dans lesquels les enzymes ou les micro-organismes doivent être préservés.