か焼

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本来の表記は「煆焼」です。この記事に付けられた題名は記事名の制約から不正確なものとなっています。

煆焼(かしょう、calcination、calcining)とは、鉱石などの固体を加熱して熱分解相転移を起こしたり、揮発成分を除去したりする熱処理プロセスである。煆焼は通常その物質の融点より低い温度で行う。煆焼は焙焼とは異なる。後者は炉内の空気と対象物質の化学反応を必要とする。

工業生産プロセス[編集]

煆焼を英語で calcination と呼ぶのは、炭酸カルシウム(石灰石)を酸化カルシウム石灰)と二酸化炭素に分解しセメントの原料を作るプロセスに由来する。煆焼によって生成されたものを総称して「焼鉱 (calcine)」という(何を熱したかは問わない)。煆焼はあるいは反応器を使って行う。

工業生産に使われる煆焼プロセスには、例えば次のようなものがある。

煆焼反応[編集]

煆焼反応は通常、熱分解温度(熱分解や揮発の場合)または転移温度(相転移の場合)かそれ以上の温度で行われる。この温度は、特定の煆焼反応の標準ギブス自由エネルギーがゼロになる温度と定義できる。例えば石灰石の煆焼は熱分解プロセスの一種だが、その化学反応は次の通りである。

CaCO3 → CaO + CO2(気体)

この場合の標準ギブス自由エネルギーはおおよそ ΔG°r = 177,100 − 158 T (J/mol) である[1]。この反応の標準自由エネルギーがゼロになるのは、温度 T が1121K(848℃)になったときということになる。

煆焼で化学分解反応を起こさせる場合、それに対応する熱分解温度を次のように化学反応式に添えて示す。

CaCO3 → CaO + CO2; 848 ℃

酸化[編集]

金属の煆焼では、その金属の酸化を生じる場合がある。17世紀の科学者 Jean Reyスズを煆焼すると重量が増えることから、空気の一部が金属と結合しているのではないかと推測した。100年以上の後、ラヴォワジエによりそれが酸化のプロセスであることが明確にされた。

錬金術[編集]

錬金術では、煆焼は物質の形質転換に必要な12の重要なプロセスの1つと信じられていた。

錬金術師は煆焼を「実在 (actual)」と「潜在 (potential)」の2種類に分けていた。実在の煆焼は、木や石炭などを燃料とした実在する火である温度に加熱することでなされる。潜在の煆焼は、腐食性の薬品などがもつ潜在的な火を使う。例えば、水銀塩化アンモン石反射炉に入れて煆焼することで生成されるとした。また、は塩とアルカリ塩、は塩と硫黄は塩化アンモン石とスズアンチモンから、は硫黄から、水銀は硝酸から煆焼によって生成されるとしていた[2]

さらに「哲学的 (philosophical)」煆焼と呼ばれるものがあり、動物の角や蹄などを熱湯その他の液体を熱した鍋の上に吊るし、粘液が完全に抜けきるまでにして、粉末にしやすくすることを指した[2]

脚注・出典[編集]

  1. ^ Gilchrist, J.D. (1989). Extraction Metallurgy (3rd ed.). Oxford: Pergamon Press. p. 145. ISBN 0080366120. 
  2. ^ a b この記述はパブリック・ドメインの百科事典 1728 Cyclopaedia に基づいています。