焙燒

介紹

物料（礦石和精礦）在低於其熔化溫度的條件下，使其發生脫水、分解、氧化、還原、氯化、硫酸化、結塊或球團等過程。依據焙燒時所發生的化學過程的不同，分為煅燒、氧化焙燒、還原焙燒、氯化焙燒、硫酸化焙燒；依據其物理狀態的不同，分為粉狀焙燒和燒結（結塊焙燒）。大多數情況下，焙燒是冶金過程中礦石和精礦的第一個處理階段，是一種火法冶金過程，為熔煉或濕法冶金做準備，在這個過程中物料發生某種化學變化，但仍保持固體狀態。

焙燒作用

依據物料的性質和後序加工方法的不同，焙燒具有不同的目的：（1）使礦石中的非氧化物礦物變成氧化物，這些氧化物在濕法冶金過程中會轉入溶液中以提取金屬，在火法冶金過程中會還原成金屬狀態；（2）除掉礦石中對冶金過程有害的水分及其它易揮發組分（如砷、銻等）：（3）使粉狀物料變成塊狀或球團狀，利於冶煉過程的進行。任何類型的焙燒過程都是固相與氣相間的多相化學反應過程。硫化物焙燒為放熱過程，一般可不加熱或加少許熱量的條件下可自動進行。多價金屬的化合物焙燒時，先離解成低價化合物後再進行焙燒。焙燒溫度控制在硫化物和氧化物熔點以下，一般低於900℃—1000℃；有些硫化物焙燒溫度較低，為提高焙燒速度，常控制在500℃—600℃。故實際焙燒溫度控制在 500℃—1000℃。

焙燒分類

根據工藝的目的，焙燒大致可分為：氧化焙燒、鹽化焙燒、還原焙燒、揮發焙燒、燒結焙燒，其中的鹽化焙燒包括硫酸化焙燒、氯化焙燒和蘇打焙燒，磁化焙燒屬還原焙燒。按物料在熔煉過程中的運動狀態，分為固定床焙燒、移動床焙燒、流態化焙燒、飄浮焙燒。

氧化焙燒

粉碎後的固體原料在氧氣中焙燒，使其中的有用成分轉變成氧化物，同時除去易揮發的砷、銻、硒、碲等雜質。在硫酸工業中，硫鐵礦焙燒製備二氧化硫是典型的氧化焙燒。冶金工業中氧化焙燒套用廣泛，例如：硫化銅礦、硫化鋅礦經氧化焙燒得氧化銅、氧化鋅，同時得到二氧化硫。

還原焙燒

在礦石或鹽類中添加還原劑進行高溫處理，常用的還原劑是碳。在製取高純度產品時，可用氫氣、一氧化碳或甲烷作為焙燒還原劑。例如：貧氧化鎳礦在加熱下用水煤氣還原，可使其中的三氧化二鐵大部分還原為四氧化三鐵,少量還原為氧化亞鐵和金屬鐵；鎳、鈷的氧化物則還原為金屬鎳和鈷。因為該過程中的三氧化二鐵具有弱磁性，四氧化三鐵具有強磁性，利用這種差別可以進行磁選，故此過程又稱磁化焙燒。

氯化焙燒

在礦物或鹽類中添加氯化劑進行高溫處理,使物料中某些組分轉變為氣態或凝聚態的氧化物,從而同其他組分分離。氯化劑可用氯氣或氯化物（如氯化鈉、氯化鈣等）。例如：金紅石在流化床中加氯氣進行氯化焙燒，生成四氯化鈦，經進一步加工可得二氧化鈦。又如在鋁土礦化學加工中，加炭（高質煤）粉成型後氯化焙燒可製得三氯化鋁。若在加氯化劑的同時加入炭粒，使礦物中難選的有價值金屬礦物經氯化焙燒後，在炭粒上轉變為金屬，並附著在炭粒上，隨後用選礦方法富集，製成精礦，其品位和回收率均可以提高，稱為氯化離析焙燒。