Περιγραφή διαδικασίας φρύξης

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς παράγεται ο ασβέστης από τον ασβεστόλιθο; Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται απουσία οξυγόνου, γνωστή ως διαδικασία πύρωσης. Με απλά λόγια, η διαδικασία κατά την οποία το μετάλλευμα οποιουδήποτε μετάλλου θερμαίνεται απουσία οξυγόνου ή αέρα σε υψηλή θερμοκρασία ονομάζεται διαδικασία πύρωσης.

Αυτή η διαδικασία έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στη βιομηχανία και τη χημεία. Μπορείτε να πραγματοποιήσετε αυτή τη διαδικασία εύκολα στο εργαστήριο χημείας σας υπό επίβλεψη. Η θέρμανση με την απουσία οξυγόνου και αέρα μπορεί να κάνει τέτοια προϊόντα. Χρησιμοποιείται επίσης για τη μετατροπή της ανατάσης σε ρουτίλιο και την απουαλοποίηση των γυάλινων υλικών. Οι κάμινοι σιγαστήρα, αντήχησης και άξονας είναι τρία κοινά εργαλεία που χρησιμοποιούνται για τη διεξαγωγή της διαδικασίας φρύξης. Η φρύξη είναι επίσης μια ευρέως χρησιμοποιούμενη θερμοχημική διεργασία που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία τσιμέντου. Η πρωταρχική προϋπόθεση για να πραγματοποιηθεί αυτή η διαδικασία είναι να γίνει χωρίς οξυγόνο. Αντίθετα, μπορεί να έχει αδρανή αέρια.

Είναι μια μοναδική χημική διαδικασία, μια θερμική επεξεργασία που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό των χημικών ουσιών. Ένας ασβεστοποιητής είναι ένας χαλύβδινος κύλινδρος που διατηρείται μέσα σε έναν κλίβανο θέρμανσης. Περιστρέφεται και εκτελεί επεξεργασία σε υψηλή θερμοκρασία έμμεσα σε ελεγχόμενη ατμόσφαιρα.

Διεργασίες που προκαλούνται κατά τη διαδικασία πύρωσης

Η φρύξη χρησιμοποιεί θερμότητα μερικές φορές και απουσία οξυγόνου. Η διαδικασία πύρωσης μπορεί να οδηγήσει σε οποιαδήποτε από τις ακόλουθες διαδικασίες:

• Αλλαγή φάσης

Η παρουσία ή η απουσία θερμότητας κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας μπορεί να αλλάξει την κατάσταση της χημικής ουσίας ή του μετάλλου, το οποίο μπορεί να παράγει ένα διαφορετικό προϊόν.

• Αφαίρεση πτητικών κλασμάτων

Η διαδικασία πύρωσης λαμβάνει χώρα κάτω από το σημείο τήξης, αλλάζοντας την κατάσταση από στερεά σε υγρή ή υγρή μορφή σε αέρια. Αυτές οι μεταβαλλόμενες καταστάσεις υλικού πρέπει να αφαιρεθούν, ώστε η διαδικασία να μπορεί να πραγματοποιηθεί ομαλά.

• Αποσύνθεση

Η αποσύνθεση κατά τη διαδικασία πύρωσης σημαίνει κυρίως τον διαχωρισμό των αντιδρώντων για να σχηματιστούν περισσότερα προϊόντα στα οποία ένα προϊόν θα ήταν το επιθυμητό προϊόν.

• Απομάκρυνση κρυσταλλικού νερού

Το νερό της κρυστάλλωσης μπορεί να αφαιρεθεί με θέρμανση για να ληφθούν καθαροί κρύσταλλοι μιας ουσίας από ένα ακάθαρτο μείγμα.

Παραδείγματα διαδικασίας πύρωσης

• Απομάκρυνση ιόντων αμμωνίου κατά την παραγωγή ζεόλιθων
• Αποσύνθεση πτητικού υλικού που περιέχεται στο ακατέργαστο κοκ πετρελαίου
• Αποσύνθεση ένυδρων ορυκτών (σε πύρωση βωξίτη και γύψου) για την απομάκρυνση του νερού κρυστάλλωσης με τη μορφή υδρατμών
• Αποσύνθεση ανθρακικών μεταλλευμάτων (σε φρύξη ασβεστόλιθου) για την απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα

Διαδικασία φρύξης γύψου

Το διένυδρο θειικό ασβέστιο, γνωστό ως γύψος (CaSo4.2H2O), είναι ένα ορυκτό ασβεστίου που εξορύσσεται σε όλο τον κόσμο. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει τη θέρμανση του γύψου για την εξάτμιση του κρυσταλλικού νερού. Εάν η φρύξη γίνει πάνω από τη θερμοκρασία των 130oC, αφαιρείται όλο το νερό. Εδώ είναι η αντίδραση για την πύρωση του γύψου.

CaSO 4 . 2H 2 O → CaSO 4 + 2H 2 O

Διαδικασία ασβεστοποίησης ασβεστόλιθου

Ο ασβεστόλιθος είναι το βασικότερο υλικό που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή τόσο σιδήρου όσο και χάλυβα. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει σε μια θερμοκρασία όπου η τυπική ελεύθερη ενέργεια του Gibbs είναι ίση με μηδέν. Η χημική αντίδραση για την πύρωση του ασβεστόλιθου είναι:

CaCO 3 =CaO + CO 2 (ζ)

Αυτή η διαδικασία αποσύνθεσης δίνει οξείδιο του ασβεστίου (CaO).

 Ορισμένες χημικές αντιδράσεις της διαδικασίας πύρωσης

• ZnCO3 -> ZnO + CO2
• CuCO3 -> CuO + CO2
• CaCO3 -> CaO + CO2
• CaCO3 , MgCO3 -> CaO + MgO + 2CO2
• 2Fe2O33H2O -> 2Fe2O3 + 3H2O

 Εφαρμογές της διαδικασίας πύρωσης

• Η φρύξη γίνεται για να αλλάξει η φυσική ή χημική κατάσταση ενός υλικού.
• Γίνεται για την οξείδωση μιας ουσίας κατά τη διαδικασία θέρμανσης στερεών.
• Γίνεται για τη μετατροπή του συμπυκνωμένου μεταλλεύματος σε οξείδιο του.
• Για την παραγωγή πολλών χρήσιμων ουσιών όπως γύψος, οξείδιο του ασβεστίου κ.λπ.

Συμπέρασμα

Η διαδικασία πύρωσης πραγματοποιείται ευρέως σε βιομηχανίες που σας δείχνουν πώς χρησιμοποιείται η χημεία για την παραγωγή ενός ευρέος φάσματος προϊόντων που χρησιμοποιείτε στην καθημερινή ζωή. Η φρύξη πραγματοποιείται απουσία οξυγόνου, όπου το μετάλλευμα του μετάλλου θερμαίνεται για να ληφθεί το επιθυμητό προϊόν.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα πύρωσης είναι η κατασκευή ασβέστη από ασβεστόλιθο. Ο ασβεστόλιθος έρχεται σε επαφή με μια αρκετά υψηλή θερμοκρασία για να διαχωρίσει το διοξείδιο του άνθρακα από αυτόν. Σε σπάνιες περιπτώσεις, η φρύξη πραγματοποιείται σε φούρνους για να αποκλειστεί ο αέρας και μπορεί να προστεθούν αδρανή αέρια.

Χρησιμοποιείται για την κατασκευή σκληρών αγαθών, όπως μηχανήματα και πρώτες ύλες για βιομηχανίες. Χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή μαλακών προϊόντων, όπως χημικά προϊόντα, τρόφιμα, είδη ένδυσης κ.λπ. Μερικά από τα συνήθως πυρωμένα υλικά είναι πυρίμαχα, αλουμίνα, μετάλλευμα σποδουμενίου, άργιλος καολίνης, τεχνικά κεραμικά κ.λπ.  

Η φρύξη μπορεί επίσης να προωθήσει την κλιματική αλλαγή, γιατί σε κάθε διαδικασία πύρωσης, απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και είναι επιβλαβές αέριο για το περιβάλλον και το οικοσύστημά μας.

Ο γύψος είναι ένα σημαντικό προϊόν που παράγεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας. Χρησιμοποιείται σε κατασκευές κτιρίων, πρόσθετα τροφίμων, ιατρικές συσκευές κ.λπ.