Випалення (металургія)

Обертова піч для випалювання цементного клінкеру при виробництві цементу

Випа́лювання (випалабо випалення) (рос. обжиг, англ. roasting, нім. Rösten n) — технологічна операція, яку проводять з метою надати матеріалам (руда, концентрати тощо) необхідних властивостей (фізичних, хімічного кладу) для подальшого перероблення нагріванням з витримкою без розплавлення хоча б одного твердого компонента матеріалу.

Історія

Операція випалювання руд відома давно. Згадується в середньовічних виданнях з гірництва, зокрема, в книзі «De Re Metallica» Георга Агріколи (1556 р.): «З викопаної землі слід влаштувати досить просторий чотирикутний майданчик, відкритий спереду. На цей майданчик кладуть одне до іншого поліна, на них інші — поперек і так далі, в такому ж порядку. Тому таку споруду називають р і с т. Його кладку доводять до висоти одного-двох ліктів. Поверх нього кладуть шматки роздробленої молотами руди, спочатку найбільші, на них — середньої величини і, нарешті, дріб'язок. Утворюється конус. Для того щоб невеликий рудний пісок не розсипався, його змочують водою і збивають лопатами, а якщо такого піску немає, то покривають цю купу руди вугільним пилом, як це роблять вугільники. У Госларі цю купу покривають червоним шевським купоросом, який висівають зі спаленого колчедану, причому його також змочують водою».

Основні процеси

Випалювання супроводиться реакціями розкладання (при обробці природної сировини, що містить структурну воду, карбонати і сульфати), окиснення або відновлення (під час вигоряння органічних домішок, наприклад, в глинах, взаємодії з вуглецем і активними газами — воднем, киснем тощо), а також мінералоутворення.

Типові перетворення сульфідів при реакції з киснем:

MeS + O₂ → MeO + SO₂

2CuS + 3O₂ → 2CuO + 2SO₂

2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂

2PbS + 3O₂ → 2PbO + 2SO₂

Крім того, в процесі випалювання відбуваються фазові перетворення, часткове плавлення матеріалів, випаровування тощо. Випалювання проводять в окиснювальному, відновному або нейтральному газовому чи твердому середовищі (в разі потреби поєднуючи їх), а також у вакуумі.

Використання

Застосовують випалювання для перетворення дрібнозернистих і порошкоподібних матеріалів на грудкові. Руди випалюють, щоб перевести корисні складові частини або непотрібні і шкідливі домішки в зручну для використання чи видалення форму. Випалювання нерудних матеріалів зумовлює утворення щільного, однорідного або активнішого продукту чи напівфабрикату. Кермети і кераміку випалюють, щоб одержати вироби певної форми і розмірів з необхідними міцнісними, фізичними і хімічними властивостями.

Випалювання застосовують для підготовки руд і концентратів до подальшого переділу (збагачення, грудкування, дистиляції, плавки та ін.) або отримання кінцевих продуктів (вапна, цементу, пористих заповнювачів, керамічних виробів і інше).

Див. також

• Випалювання по дереву
• Гончарство
• Пірометалургія
• Шахтна піч

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.

Посилання

• Випал // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 46. — ISBN 978-966-7407-83-4.