Kalzinierung
AlsKalzinierung,CalcinierenoderCalcination(von lateinischcalcinatiovoncalxfürKalkstein[1]) bezeichnet man in derChemieund derVerfahrenstechnikallgemein das Umwandeln in eine kalkähnliche Substanz durch Erhitzen vonStoffeninLuft.Im Gegensatz zurPyrolyseist die Abwesenheit vonSauerstoffin diesem Verfahren nicht notwendig.[2][3]Das Verfahren wird z. B. bei der Herstellung von Aluminium ausBauxiteingesetzt. Der dabei entstehende Rohstoff wird bei über 1500 °C gebrannt und als kalzinierter Bauxit bezeichnet.
Eine spezifischere Bedeutung umfasst das Erhitzen (Brennen) voncalcium-undmagnesiumcarbonathaltigenMineralienmit dem Ziel, diese zu entwässern oder zu zersetzen.[4]
Die Kalzinierung erfolgt beimKalkbrennenals Teil destechnischen Kalkkreislaufs.Als Zersetzungsprodukte entstehen Wasser, dasCalciumoxid(oder andere Metalloxide) und das entweichendeKohlenstoffdioxid(CO2). Ähnlich verlaufen die Kalzinationsvorgänge beiMagnesitundDolomit.
Der Vorgang findet auch bei derGipsherstellungund grundsätzlich bei der Entfernung vonKristallwasseraushydratisiertenSalzen(Beispiel:Calcinierte Soda) statt. Beim Ton- undPorzellanbrennenentweicht ebenfalls gebundenes Wasser unter gleichzeitigem Zusammensinternder Teilchen.[5]
Technisch spielt die Kalzinierung z. B. bei der Herstellung vonZement,Aluminiumoxidoder der Verarbeitung vonPetrolkoks(sieheDelayed Coking) eine Rolle. Dabei werden vor allemDrehrohröfenverwendet.[4]Calciumoxid(Branntkalk) wird überwiegend inSchachtöfenhergestellt.
Die Kalzinierung wird bei derAnalyseglasfaserverstärkter Kunststoffegemäß DIN EN ISO 1172 zur Bestimmung des Textilglas- und Mineralfüllstoffgehalts eingesetzt. Diese Methode stellt einethermogravimetrische AnalysenachVeraschungdar.
Geschichte
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]In derAlchemiespielte die Kalzinierung eine wichtige Rolle. Der Begriff „calcinatio “bezeichnete dabei im weiten Sinne eine Pulverisierung eines Stoffes, oft durch das Rösten in einer Schale.[6][7]UnterKalzinationoderCalcinationversteht man in derSpagyrikdasVeraschenvon getrockneten Heilpflanzen.
Bereits in derrömischen Antikegewann man durch die KalzinierungCalciumoxidals Baustoff. Beispielsweise wurden entsprechende Öfen entlang desLimesgefunden.
Im 18. Jahrhundert verstand man unter Kalzinierung die Erhitzung von Feststoffen über dem Feuer und das damit verbundene „Austreiben von flüchtigen Stoffen “[8].Vor der Entdeckung desSauerstoffswar es nicht zu verstehen, dass es sich bei der „Kalzinierung “von Metallen und der „Kalzinierung “von Kalk um völlig unterschiedliche Reaktionen handelte. Im ersten Fall wird Sauerstoff aus der Luft mit dem Metall verbunden, was zu einer Gewichtszunahme führt. Im zweiten Fall wird Kohlenstoffdioxid abgespalten, wodurch sich das Gewicht des Feststoffs verringert. Die Gewichtszunahme im Falle der Kalzinierung von Metallen wurde fälschlich mit der Existenz einer hypothetischen Substanz aus dem Feuer („Phlogiston“) erklärt.
Einzelnachweise
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]- ↑Der Brockhaus, Naturwissenschaft und Technik,F. A. Brockhaus, Mannheim; Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2003.
- ↑J. Aleman, A. V. Chadwick, J. He, M. Hess, K. Horie, R. G. Jones, P. Kratochvil, I. Meisel, I. Mita, G. Moad, S. Penczek, R. F. T. Stepto:Definitions of Terms Relating to the Structure and Processing of Sols, Gels, Networks, and Inorganic-Organic Hybrid Materials (IUPAC Recommendations 2007).In:International Union of Pure and Applied Chemistry(Hrsg.):Pure and Applied Chemistry.Band30,Nr.1,Januar 2008,ISSN1365-2192,doi:10.1515/ci.2008.30.1.27b.
- ↑The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC):IUPAC – calcination (C00773).In:IUPAC Goldbook.Abgerufen am 20. Mai 2021.
- ↑abEintrag zuCalcinieren.In:Römpp Online.Georg Thieme Verlag, abgerufen am 7. April 2022.
- ↑Eintrag zuKeramik.In:Römpp Online.Georg Thieme Verlag, abgerufen am 7. April 2022.
- ↑Claus Priesner, Karin Figala (Hrsg.):Alchemie – Lexikon einer hermetischen Wissenschaft.C. H. Beck, München 1998, S. 53.
- ↑Vgl. auch Guido Jüttner:Alchemie. III: Verfahren und Geräte.In:Lexikon des Mittelalters.Band 1, Sp. 333–335, hier: S. 334.
- ↑Samuel Hahnemann:Apothekerlexicon.Leipzig 1793, S. 460 (Volltextin der Google-Buchsuche).