Il processo di calcinazione rotante prevede l'utilizzo di un forno rotante. Si tratta di un forno cilindrico rotante utilizzato per i processi di trattamento termico. Questi processi includono la calcinazione, la sinterizzazione, la pirolisi e la cottura.
Il forno rotativo funziona facendo rotolare il materiale in un tamburo rotante riscaldato. Il tamburo può essere riscaldato direttamente (all'interno della camera del forno) o indirettamente (dall'esterno). Il metodo di riscaldamento dipende dai requisiti specifici dell'applicazione.
La temperatura e il tempo di ritenzione sono predeterminati. Si basano su analisi chimiche e termiche. L'obiettivo è garantire che il materiale venga lavorato in modo omogeneo e secondo le specifiche desiderate.
1. Processo di calcinazione
La calcinazione è un processo di trattamento termico. In questo processo, un materiale viene riscaldato a una temperatura elevata per provocare la dissociazione o la separazione chimica.
Questo processo è comunemente utilizzato per la creazione di materiali inorganici. Ne sono un esempio il calcare, la dolomite e la magnesite.
Nel caso della calcinazione del calcare, il forno rotante è preferito per le particelle di dimensioni pari o inferiori a 60 mm. Questo perché fornisce un prodotto più uniforme a un tasso più elevato.
La calce viva prodotta è adatta ad applicazioni come la siderurgia e la desolforazione dei gas di scarico.
2. Produzione di clinker di cemento
I forni rotativi sono utilizzati quasi esclusivamente per la produzione di clinker di cemento.
Il processo prevede il riscaldamento di una miscela di materie prime ad alta temperatura. Questo fa sì che esse si fondano parzialmente e si trasformino nel materiale granulare noto come clinker.
Questo processo è ad alta intensità energetica. Rappresenta fino al 50% dei costi totali di produzione.
Le innovazioni nella tecnologia dei forni rotativi mirano a migliorare l'efficienza termica e a ridurre il consumo energetico. Tra gli esempi vi sono l'utilizzo del carbone come fonte di energia e lo sviluppo di forni con scambiatore di calore.
3. Arrostimento per riduzione
L'arrostimento per riduzione in un forno rotativo comporta la rimozione dell'ossigeno da un componente del minerale utilizzando un riduttore come il monossido di carbonio.
Il forno rotativo funge da forno di riduzione. È in grado di utilizzare un'ampia gamma di vettori di carbonio.
La carica (minerale e riduttore) si muove nel forno in controcorrente rispetto ai gas caldi. Ciò facilita le reazioni che riducono il minerale e rigenerano il monossido di carbonio.
4. Forni per processi a secco precalcificatori
I significativi progressi nella tecnologia dei forni rotativi hanno portato allo sviluppo di forni per processi a secco precalcificatori.
In questi forni, la fase di decarbonatazione del calcare nella miscela grezza, che richiede molta energia, viene completata prima che l'alimento entri nel forno rotativo.
Questo processo di precalcificazione offre vantaggi quali un'elevata resa del forno da un forno rotativo relativamente corto e di piccolo diametro. È la scelta preferita dagli anni '80.
In sintesi, il processo di calcinazione rotativa è una tecnologia versatile e fondamentale in diversi settori industriali. Facilita i trattamenti termici essenziali per la produzione di materiali come cemento, calce e minerali lavorati.
Il processo è in continua evoluzione per migliorare l'efficienza e ridurre l'impatto ambientale.
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