Кальцинирование

Кальцинирование, также называемое прокаливание, является термическим процессом. При этом твердое вещество подвергается воздействию высоких температур. Они обычно находятся в диапазоне от 400 °C до 1000 °C, но всегда ниже температуры плавления материала. Цель состоит в том, чтобы вызвать химические или физические изменения в веществе. Как правило, процесс происходит в атмосферных условиях. В большинстве случаев работа ведется в непрерывном режиме. Часто присутствует воздух или кислород, поскольку это необходимо для многих реакций. Однако это не является обязательным условием. В некоторых случаях кальцинирование проводится в атмосфере защитного газа, чтобы избежать окисления.

Кальцинирование — это общий термин для различных термических процессов. К ним относятся, например, деацидирование, восстановление, окисление или дегидратация кристаллических компонентов воды. Родственными процессами являются пиролиз и термическое разложение органических компонентов. Схожими процессами являются спекание, обжиг или сжигание. Как правило, кальцинирование протекает эндотермически. При этом выделяются продукты реакции, такие как углекислый газ, вода или аммиак.

В зависимости от требований используются различные типы печей. В вращающихся трубчатых печах время выдержки обычно составляет от 0,5 до 3 часов. Туннельные печи работают с временем выдержки от 2 до 12 часов. В шахтных печах время выдержки может составлять от 4 до 30 часов. Печи с псевдоожиженным слоем позволяют добиться особо короткого времени выдержки — от 0,5 до 10 минут.

Как правило, перед прокаливанием сырье измельчают и гомогенизируют. Цель состоит в том, чтобы добиться равномерного распределения частиц по размеру. Чем мельче частицы, тем больше их реакционная поверхность. Это также улучшает теплопередачу в реакторе. Однородный состав сырьевой смеси является необходимым условием для полной реакции. Gyraton^® силосные смесители могут идеально гомогенизировать большие партии. После прокаливания часто происходит охрупчивание и агломерация. Поэтому после этого часто проводится измельчение.

Для экономии энергии и ресурсов в отдельных случаях используются альтернативные методы. К ним относятся мокрые химические или биологические методы. Они различаются по продолжительности процесса, селективности и экологической совместимости. Термическая кальцинация обеспечивает высокую скорость реакции и стерилизующий эффект, однако для этого не требуется вода. С другой стороны, энергопотребление высокое. Мокрые химические методы, напротив, точно регулируются и являются селективными. В большинстве случаев они требуют использования экологически опасных веществ, таких как кислоты или щелочи. Остатки должны быть очищены. Биологические методы, такие как биолизинг, являются энергоэффективными и экологически безопасными. Однако они требуют много времени и применимы только к небольшому числу систем веществ. В особых случаях Gyraton^®-смесительный силос может работать в качестве ферментера.

Аппараты amixon^® могут повысить эффективность процессов кальцинирования. Пыльные порошки можно непрерывно агломерировать в кольцевом слое смесителя-агломератора. При этом сохраняется пористость твердых веществ. Это снижает потери материала.

В Gyraton^®-смесительных силосах можно гомогенизировать большие количества сырья. Равномерный состав облегчает управление процессом.

С помощью интенсивных смесителей amixon^® можно точно распределять мельчайшие добавки в порошковых смесях. Даже очень малые количества можно надежно ввести в смесь. Это улучшает процессы кальцинирования и спекания.

После влажной химической обработки контактные сушилки amixon^® сокращают время сушки. Это возможно как в периодическом, так и в непрерывном режиме. Во многих случаях целесообразно проводить сушку с применением вакуума. Это особенно актуально для термочувствительных солей, в которых необходимо сохранить ферменты или микроорганизмы.