Diferencia entre tostado y calcinación

Diferencia Principal - Tueste vs Calcinación

Aunque el resultado final del tostado y la calcinación es el mismo, son dos procesos diferentes utilizados para obtener metales a partir de minerales metálicos. El resultado final de los dos procesos es la conversión de un mineral en un mineral de óxido. El tostado es el proceso de calentar el mineral en presencia de aire. Se trata de reacciones gas-sólido que tienen lugar a temperaturas muy altas. La calcinación es calentamiento a altas temperaturas en aire u oxígeno. Sin embargo, la cantidad de aire u oxígeno aquí es limitada. Por lo tanto, la principal diferencia entre tostado y calcinación es que el tostado implica el calentamiento del mineral en presencia de exceso de aire u oxígeno, mientras que la calcinación implica el calentamiento del mineral en presencia de aire u oxígeno limitado.

Áreas clave cubiertas

1. Qué es el asado
     - Definición, Proceso, Ejemplos
2. ¿Qué es la calcinación?
     - Definición, Proceso, Ejemplos
3. ¿Cuál es la diferencia entre tostado y calcinación?
     - Comparación de diferencias clave

Términos clave: calcinación, calcinador, horno, metal, mineral, óxido, tostado oxidante, tostado

Qué es el asado

El tostado es el calentamiento de un mineral de metal en presencia de exceso de aire u oxígeno. Este proceso involucra reacciones de gas sólido. El objetivo de este proceso es purificar los metales de su mineral. Un mineral es un tipo de roca que contiene suficientes minerales con elementos importantes, incluidos los metales. En el tostado, el mineral se calienta por debajo de su punto de fusión.

Figura 1: Una porción de un mineral tostado

Asado oxidante

El tostado oxidante es la forma más común de asar. Aquí, el mineral de metal se calienta en presencia de exceso de oxígeno. El tostado provoca la quema de impurezas, parcial o totalmente por el oxígeno. El tostado se realiza tratando el mineral con aire muy caliente. Esta técnica se utiliza principalmente para minerales de sulfuro..

Las reacciones que tienen lugar durante el proceso de tostado pueden incluir:

Oxidación

La oxidación se produce en el proceso de tostado oxidante. Aquí, las impurezas unidas con el metal son reemplazadas por oxígeno. Ej: El azufre es reemplazado por oxígeno..

Reducción

Las reacciones de reducción pueden reducir parcialmente un mineral de óxido antes del proceso de fundición (el proceso de fundición es el proceso mediante un metal extraído de su mineral mediante calentamiento y fusión).

Sulfatación

Las reacciones de sulfatación causan la formación de sulfuros metálicos debido a la reacción entre los sulfuros en la alimentación (mineral) y el metal. Estas reacciones ocurren bajo temperaturas controladas y condiciones de gas..

Pero si la temperatura y las condiciones del gas se mantienen, podemos obtener un óxido de metal y un sulfuro de metal a partir de una alimentación de sulfuro mixta (una mezcla de sulfuros de diferentes metales. Ejemplo: sulfuro de hierro y mezcla de sulfuro de cobre). Este proceso se conoce como “sulfatación selectiva”..

Pirrohidrólisis

La pirohidrólisis es un proceso químico que tiene lugar en presencia de vapor de agua (a aproximadamente 300^oDO). Es útil para formar el óxido metálico a partir de un cloruro de metal. (Pero todos los cloruros metálicos no pueden sufrir pirohidrólisis si no tienen una energía de Gibbs negativa para la descomposición y una baja volatilidad).

Ex: M_XCl_y +  Nueva Hampshire₂O → M_XO_z   +  yHCl

M es metal, n es el número de moléculas de agua que reaccionan, y es el número de moléculas de HCl formadas y x y z son el número de átomos de metal y oxígeno presentes en cada molécula respectivamente.

El tostado de minerales de sulfuro convierte el sulfuro en óxido y el azufre en dióxido de azufre. Sin embargo, este proceso libera una gran cantidad de gases tóxicos y sustancias tóxicas como el arsénico..

¿Qué es la calcinación?

La calcinación es el calentamiento de un mineral de metal en presencia de aire u oxígeno limitado. En la calcinación, el mineral se calienta a una temperatura por debajo de su punto de fusión. Este proceso se realiza principalmente para eliminar las impurezas volátiles. El nombre de calcinación se deriva de un nombre latino debido a su aplicación principal; Calentamiento de minerales de carbonato de calcio.. 

En la calcinación, el mineral se calienta a una temperatura por debajo de su punto de fusión. La calcinación se realiza en un reactor, que es una estructura cilíndrica llamada calcinador. En este reactor, la calcinación se realiza bajo condiciones controladas. Aquí, el dióxido de carbono se produce y libera durante la calcinación y el carbonato de calcio se convierte en óxido de calcio. Este proceso se realiza principalmente para eliminar las impurezas volátiles..

Figura 2: Horno utilizado para calcinación.

Pero a veces se usa un horno para la calcinación porque el calentamiento de una sustancia a temperaturas muy altas se realiza dentro de un horno..

Un ejemplo típico de calcinación es la producción de cal a partir de piedra caliza. Allí, la piedra caliza recibe una temperatura alta que es suficiente para formar y liberar gas de dióxido de carbono. La cal se produce en una condición fácilmente en polvo.

Diferencia entre tostado y calcinación

Definición

Asado: El tostado es el calentamiento de un mineral de metal en presencia de exceso de aire u oxígeno.

Calcinación: La calcinación es el calentamiento de un mineral de metal en presencia de aire u oxígeno limitado.

Oxígeno o aire

Asado: El tostado requiere un exceso de aire u oxígeno..

Calcinación: La calcinación se realiza a aire u oxígeno limitado..

Aplicación principal

Asado: El tostado se realiza principalmente para minerales de sulfuro..

Calcinación: La calcinación se realiza para minerales carbonatados..

Toxicidad

Asado: El tostado libera gases y sustancias tóxicas..

Calcinación: La calcinación libera compuestos volátiles y tóxicos..

Conclusión

El tostado y la calcinación son procesos térmicos. La principal diferencia entre el tostado y la calcinación es que el tostado implica el calentamiento del mineral en presencia de exceso de aire u oxígeno, mientras que la calcinación implica el calentamiento del mineral en presencia de aire u oxígeno limitado..

Referencias:

1. “Tostado (metalurgia)”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 6 de diciembre de 2017, disponible aquí.
2. "Calcinación". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 6 de diciembre de 2017, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "Mineral de oro de Cripple Creek asado" Por James St. John - Mineral de oro de Cripple Creek asado, Diatrema de Cripple Creek (Oligoceno temprano, 32 ma), Colorado central 1 (CC BY 2.0) a través de Commons Wikimedia
2. “LDLimeShaftKilnBasic” por LinguisticDemographer - Originalmente de en.wikipedia (dominio público) a través de Commons Wikimedia