煅烧

    煅烧是矿物或人造化合物的热离解或晶形转变过程。此时，化合物在一定温度下热离解为组成较简单的化合物或发生晶形转变，以利于后续处理或使化选产品转变为适于用户需要的形态。其反应可表示为：

    影响煅烧的主要因素为温度、气相组成、矿物的热稳定性等。现以碳酸盐的煅烧(焙解)为例，讨论化合物热离解的一般原理。化合物的热离解一般为可逆反应：
                            MCO₃====MO+CO₂
    在固相间无液相存在的条件下，反应的平衡常数为：
                            K_P=P_co2(MCO₃)
    某一温度下，化合物热离解的平衡分压称为该化合物的离解压，其值可作为该化合物热稳定性的度量。某些碳酸盐的离解压与温度的关系如图1所示，从图中曲线可知，当气相中P_co2相同时，方解石最稳定，菱铁矿最易焙解。焙解体系的自由能变化

                  △G=△G°+RtinQ
                  =-RTinK₂+RtinQ
                  =RTinP_co2-RtinP_co2(MCO3)
                  =4.576[lgp_co2-lgp_co2(MOC3)]
    式中  P_co2(MCO3)———碳酸盐的平衡离解压；
          P_co2———气相中二氧化碳的实际分压。[next]
    碳酸盐焙解时，可用体系自由能的变化值来衡量金属氧化物对二氧化碳亲和力的大小。当P_co2=101325帕, △G=△G°,此时的亲和力称为标准化学亲和力，因此，可用△G°衡量碳酸盐的。热稳定性或金属氧化物对二氧化碳的亲和力。当P_co2＞P_co2(MCO3)时，反应向生成碳酸盐的方向进行，否则，碳酸盐则离解为金属氧化物和二氧化碳。图2为某些碳酸盐的离解压曲线，若操作条件选在a点，则菱铁矿、菱镁矿焙解，而方解石不焙解。要使方解石焙解可采用提高温度或降低气相中二氧化碳的分压的方法来实现。但工业上皆采用加温法使方解石焙解。自云石的开始分解温度为750～800℃,生成的菱镁矿于600℃开始裂解并瞬时析出二氧化碳，方解石于950℃条件下分解完金，当温度高于1000℃时开始生成密实的烧结块，故碳酸盐的焙解温度应低于1000℃.降低气相中二氧化碳的分压，可以降低碳酸盐焙解的起始温度，细P_co2=101325帕时，方解石的起始焙解温度为910℃,在空气中(P_co2=303.98帕)则为800℃.

    某些氧化物的离解压曲线如图3所示，从曲线可知，在空气中，磁铁矿最稳定，银和汞的氧化物较易热离解，故银、汞可呈金属态存在于地壳中。从图3可知，硅、钒、钛、锆，铝、钡、钙等对氧的亲和力较大，而银、汞、铜、铅等对氧的亲和力较小。在高温时，铜、锌、钙等对硫有较大的亲和力，而且金属对氧的亲和力较对硫的亲和力大。高价化合物热离解时，开始分解为较低价的化合物。

    由于各种化合物的热稳定性不同，控制煅烧温度和气相组成可使某些化合物热离解或发生晶形转化，然后进行适当处理可达到除杂或富集有用组分的目的。如菱铁矿可在中性气氛于300～400℃下热离解为磁铁矿而可用弱场强磁选机选别，石灰石和菱镁矿可在约900℃条件下焙解为氧化钙和氧化镁，氧化钙可用消化法分离，氧化镁可用重选法回收，碳酸盐型磷矿可用煅烧一消化工艺进行分选而得高质量磷精矿，锰矿物可在600～1000℃条件下煅烧使所有锰矿物转变为黑锰矿，此工艺可用于处理难选锰中矿而获得锰精矿，顺磁性黄铁矿可在700～1000℃下煅烧为单斜系的磁黄铁矿，此工艺可用于除去钼中矿中的黄铁矿,a-锂辉石(与硫酸不起反应)在约1000℃条件下煅烧可转变为能被硫酸有效分解的β-锂辉石,在a→β转变的同时，锂辉石的围岩体积发生变化，可用空气分级法从围岩中分选出细级别的β-锂辉石，绿柱石在1700℃于电弧炉中进行热处理，随后进行造粒淬火，可使绿柱石转变为易溶于硫酸的无定形态(玻璃状)绿柱石。