La calcination et la torréfaction sont deux méthodes courantes utilisées pour chauffer le minerai. Leur différence réside dans la façon dont le minerai est chauffé avec l'air.
Le procédé de calcination est principalement utilisé pour chauffer les minerais carbonatés. En effet, les minerais carbonatés peuvent être chauffés avec un apport d'air limité. La torréfaction est utilisée pour les minerais sulfurés. En effet, ils sont chauffés en présence d'air.
Faits marquants
- La calcination est un processus thermique qui consiste à chauffer un matériau solide, tel qu'un minerai ou un minéral, en l'absence ou en présence limitée d'air pour éliminer les composants volatils ou modifier chimiquement le matériau. Dans le même temps, le grillage consiste à chauffer un matériau, un minerai, dans un excès d'air pour oxyder les impuretés ou convertir le matériau vers un autre état chimique.
- La calcination élimine l'humidité, le dioxyde de carbone ou d'autres substances volatiles des matériaux comme le calcaire ou le gypse. En revanche, le grillage est principalement utilisé en métallurgie pour oxyder les minerais sulfurés et améliorer leurs propriétés en vue d’un traitement ultérieur.
- La calcination et la torréfaction sont des techniques importantes dans diverses industries, notamment la métallurgie, la céramique et le traitement chimique, mais leurs conditions de fonctionnement et leurs objectifs diffèrent.
Calcination vs torréfaction
La calcination est utilisée pour décomposer un matériau et chasser les composants volatils, tandis que la torréfaction est utilisée pour convertir un matériau en oxyde. La calcination se fait à des températures plus basses que la torréfaction. La calcination est utilisée pour produire des matériaux oxydes, tandis que la torréfaction est utilisée pour extraire les métaux.
La calcination est le processus de conversion du minerai en oxyde en le chauffant. Il est chauffé en dessous de son point de fusion. Cela peut être fait soit dans un apport d'air limité, soit en l'absence d'air.
Il est couramment utilisé pour convertir les hydroxydes et les carbonates en leurs oxydes respectifs. Par exemple, les carbonates métalliques seront décomposés pour produire des oxydes métalliques. Il est considéré comme un processus de purification des métaux.
La torréfaction est l'une des étapes du traitement de certains minerais. C'est un processus métallurgique qui implique des réactions gaz-solide à des températures élevées.
Il est fait pour purifier les composants métalliques. Ce processus peut convertir un sulfure métallique en un oxyde métallique. Il peut également les convertir en métal libre. Le four utilisé pour la torréfaction est un haut fourneau.
Tableau de comparaison
| Paramètres de comparaison | Calcination | Grillage |
|---|---|---|
| Arrivée d'air | Le minerai sera chauffé avec une alimentation en air limitée. | Le minerai sera chauffé en présence d'air. |
| Oxyde de métal | Du dioxyde de carbone sera produit. | Du dioxyde de soufre sera produit. |
| Impuretés | Les impuretés organiques d'humidité seront éliminées. | Les impuretés volatiles sont éliminées. |
| Composés toxiques | Ils ne sont pas libérés. | Ils seront libérés. |
| Utilisé pour | Minerais carbonatés. | Minerais sulfurés. |
Qu'est-ce que la calcination ?
C'est un traitement thermique d'un composé chimique solide. Il est chauffé à haute température tout en restant en dessous du point de fusion. Ce processus aide à éliminer les substances volatiles.
Il oxyde également toute masse de la substance. Il élimine l'humidité ou l'eau des minerais humides ou hydratés. Lors de la calcination, le minerai devient poreux et sec.
Le processus de calcination se fait généralement, dans une cornue. Il comporte une chambre dans laquelle l'objet ou le matériau à traiter sera placé et chauffé.
Il ne fondra pas et ne s’oxydera pas au point de fondre. La cornue est étanche au gaz. Il possède une vanne d'eau qui permet aux substances volatiles d'être chassées de la chambre de la cornue.
Pendant ce processus, il ne laissera pas entrer d'air. Dans certains cas, ces autoclaves sont purgés avec du gaz rare ou de l'azote avant le chauffage.
Ceci afin d'empêcher l'oxydation ou toute autre réaction chimique avec les gaz atmosphériques ordinaires. Certains stérilisateurs peuvent également utiliser une pompe à vide pour évacuer le gaz généré pendant le processus de chauffage.
Certains des exemples de calcination sont la décomposition des minerais de carbonate et l'élimination du dioxyde de carbone. Ce processus est fait pour éliminer la calcination du calcaire.
Calcination de gypse et la bauxite est faite pour éliminer la cristallisation de l'eau sous forme de vapeur d'eau. Il est également utilisé pour décomposer les composants volatils du pétrole brut du Coca.
Qu'est-ce que la torréfaction ?
C'est le processus de chauffage d'un minerai de sulfure. Il sera chauffé à haute température en présence d'air. Pendant le processus de torréfaction, des impuretés non métalliques et de l'humidité sous forme de gaz volatils seront libérées.
Le processus consiste en une réaction thermique solide-gaz qui comprend la réduction, la chloration, l'oxydation, la sulfatation et la pyrohydrolyse. Pour le processus, il s'agissait de sulfures qui agissent comme une source majeure de pollution de l'air.
Mais le principal inconvénient est qu'il libère une grande quantité de composants métalliques, toxiques et acides. Il peut causer des dommages à l'environnement. Lorsque vous grillez du sulfure de zinc, il le convertit en oxyde de zinc.
Ce processus est appliqué aux minéraux sulfurés. Ce processus est effectué car la réduction directe du sulfure n’est pas la meilleure méthode. Ici, le minerai sera soumis à des températures très élevées lorsqu’il sera exposé à l’air.
Ainsi, le minerai réagit et forme un oxyde dans certains cas. Il forme également du métal. Elle se fait avec un excès d'air alors qu'en calcination l'apport d'air sera limité.
Elle ne peut donc pas être réalisée sur des minerais carbonatés. Ce processus est principalement utilisé dans les minerais sulfurés car, lors de l'élimination, le soufre peut s'échapper sous forme de gaz. La torréfaction empêchera la fuite d'air.
Principales différences entre la calcination et la torréfaction
- La calcination est utilisée pour la décomposition thermique ou le traitement des minerais carbonatés. D'autre part, la torréfaction est utilisée pour la décomposition thermique ou le traitement des minerais sulfurés.
- Les composés toxiques ne sont pas libérés pendant le processus de calcination. D'autre part, des composés toxiques et acides seront libérés lors du processus de torréfaction.
- Dans le processus de calcination, les impuretés organiques de l'humidité sont éliminées. D'autre part, dans le processus de torréfaction, les impuretés volatiles sont éliminées.
- Au cours du processus de calcination, du dioxyde de carbone sera produit avec de l'oxyde métallique. D'autre part, pendant le processus de torréfaction, du dioxyde de soufre sera produit avec de l'oxyde métallique.
- Lors de la calcination, le minerai sera chauffé avec un apport d'air limité. D'autre part, lors de la torréfaction, le minerai sera chauffé avec la présence d'air.
- https://journals.co.za/doi/abs/10.10520/AJA0038223X_1842
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0892687519304406
Dernière mise à jour : 24 juillet 2023
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Piyush Yadav a passé les 25 dernières années à travailler comme physicien dans la communauté locale. C'est un physicien passionné par l'idée de rendre la science plus accessible à nos lecteurs. Il est titulaire d'un baccalauréat en sciences naturelles et d'un diplôme d'études supérieures en sciences de l'environnement. Vous pouvez en savoir plus sur lui sur son page bio.
