主な違い – 焙焼と脱炭酸
焙焼と脱炭酸は、最終的な結果は同じですが、金属鉱石から金属を得るために使用される2つの異なるプロセスです。
この2つのプロセスの最終結果は、鉱石を酸化鉱に変換することです。
焙焼は、空気の存在下で鉱石を加熱するプロセスです。
非常に高い温度で行われる気体-固体反応を伴う。
焼成は、空気または酸素の中で高温に加熱することである。
しかし、ここでいう空気や酸素の量には限りがあります。
したがって、焙焼と脱炭酸の大きな違いは、焙焼が過剰な空気または酸素の存在下で鉱石を加熱するのに対し、脱炭酸は限られた空気または酸素の存在下で鉱石を加熱することである。
焙煎とは
焙煎とは、金属鉱石を過剰な空気または酸素の存在下で加熱することである。
固体-気体反応を伴うプロセスです。
このプロセスの目的は、鉱石から金属を精製することである。
鉱石とは、金属を含む重要な元素を含む鉱物を十分に含んだ岩石の一種である。
焙煎は、鉱石を融点以下に加熱して行う。
：図1 焙煎した鉱石の一部
酸化焙煎
最も一般的な焙煎方法です。
金属鉱石を過剰な酸素の存在下で加熱する。
焙煎により、部分的または完全に酸素によって不純物が燃焼される。
焙煎は、鉱石を非常に熱い空気で処理することによって行われます。
この技術は、主に硫化鉱に使用される。
焙焼の過程で起こる反応には、以下のようなものがあります。
酸化
酸化は、酸化焙煎の工程で起こる。
ここでは、金属と結合している不純物が酸素に置き換わる。
例：硫黄が酸素に置換される。
削減
還元反応は、酸化鉱を部分的に還元してから製錬する（製錬とは、鉱石から金属を加熱・溶融して取り出すこと）ことがあります。
硫酸化
硫化反応は、原料（鉱石）中の硫化物と金属との反応により、金属硫化物を生成するものです。
これらの反応は、温度とガス条件を制御して行われる。
しかし、温度とガス条件を維持すれば、混合硫化物フィード（異なる金属の硫化物の混合物）から、金属酸化物と金属硫化物を得ることができる。
例：硫化鉄と硫化クーパーの混合硫化物）。
このプロセスは「選択的硫化」と呼ばれる。
パイロハイドロリシス
熱加水分解は、水蒸気の存在下（約300℃）で行われる化学プロセスです。
金属塩化物から金属酸化物を生成する際に有効です。
(ただし、金属塩化物は、分解のギブスエネルギーが負で揮発性が低くないと熱分解を起こすことができません）。
例：MxCly＋nH2O→MxOz＋yHCl
Mは金属、nは反応する水分子の数、yは生成するHCl分子の数、xとzはそれぞれ各分子に存在する金属原子と酸素原子の数です。
硫化鉱を焙焼すると、硫化物は酸化物に、硫黄は二酸化硫黄に変換される。
しかし、この工程では有毒ガスやヒ素などの有害物質が多量に排出される。
カルシネーションとは
焼成とは、金属鉱石を限られた空気または酸素の存在下で加熱することです。
焼成では、鉱石をその融点以下の温度まで加熱する。
この工程は、主に揮発性の不純物を除去するために行われる。
焼成という名称は、炭酸カルシウム鉱石の加熱という主な用途から、ラテン語の名前に由来している。
焼成では、鉱石を融点以下の温度まで加熱する。
脱炭酸は、カルシナーと呼ばれる円筒形の構造物であるリアクターで行われます。
このリアクターでは、制御された条件下で脱炭酸が行われます。
ここでは、脱炭酸中に二酸化炭素が生成・放出され、炭酸カルシウムは酸化カルシウムに変化します。
この工程は、主に揮発性不純物を除去するために行われる。
図2：焼成に使用する炉
しかし、炉の中で物質を高温に加熱するため、焼成に炉を使うこともあります。
典型的な例としては、石灰石から石灰を作ることが挙げられる。
石灰石を高温にすると、炭酸ガスが発生し、それを放出する。
石灰は簡単に粉になる状態で製造される。
焙焼と焼成の違い
定義
焙煎。
金属鉱石を、過剰な空気または酸素の存在下で加熱すること。
焼成。
限られた空気または酸素の存在下で、金属鉱石を加熱すること。
酸素または空気
焙煎。
焙煎は過剰な空気や酸素を必要とする。
焼成する。
焼成は、空気または酸素を制限した状態で行われる。
主なアプリケーション
焙煎 主に硫化鉱を焙焼する。
焼成。
炭酸塩鉱石を焼成する。
毒性
焙煎する。
焙煎すると有毒なガスや物質が発生する。
焼成する。
焼成することにより、有毒な揮発性化合物が発生する。
結論
焙焼と脱炭酸は熱処理です。
焙焼と脱炭酸の主な違いは、焙焼が過剰な空気または酸素の存在下で鉱石を加熱するのに対して、脱炭酸は限られた空気または酸素の存在下で鉱石を加熱することである。
