При сжигании в Ёоздухе 45%-го колчедана с получением теоретической концентрации сернистого ангидрида (а = 1) температура в зоне горения колчедана может достигать 1570 °С.
Практически температура обжига колчедана устанавливается равной 750— 800 °С из следующих соображений: выше нижнего предела воспламенения и ниже температуры спекания колчедана.
В настоящее время обжиг колчедана осуществляется в печах с кипящим слоем, где производительность доведена до 450 т/сутки. Концентрация сернистого газа при обжиге в печах КС составляет 14—14,5%.
В реакционном объеме печи КС установлены теплообменные элементы котла-утилизатора для снижения температуры процесса.
Обжиг керамической массы. Получение фарфора основано на обжиге керамической массы и представляет собой большой комплекс термотехнологических процессов.
Процессы, протекающие в керамической массе при обжиге, могут быть представлены последовательными реакциями дегидратации, диссоциации, окисления, восстановления и синтеза новых фаз из исходных. Только в результате реакций керамическая масса (смесь минеральных компонентов) становится керамическим материалом.
Обжиг керамической массы начинается при постепенном нагреве до температуры 250 °С, при которой удаляется гигроскопическая влага. Далее происходит удаление конституционной влаги в интервале температур 450—850 °С, остатки ее удаляются при 1000 °С. Максимум удаления конституционной влаги у каолинов имеет место при температуре 580—600 °С.
Термодинамическое изучение протекающих в каолинах процессов показало наличие при температуре до 1000 °С двух тепловых эффектов: при 550—800 °С — эндотермического, которому соответствует дегидратация, и около 980 °С — экзотермического.
Декарбонизация происходит главным образом в фаянсовых и майоликовых массах и состоит в диссоциации MgC03 и СаС03. Диссоциация магнезиальной составляющей доломита (MgC03-CaC03) начинается при 500 °С. Известковая составляющая доломита и известняк заметно диссоциирует при температуре выше 920 °С. Обе реакции заканчиваются практически при 1000 °С.
При температуре от 200 до 400 °С в порах обжигаемого изделия адсорбируется сажистый углерод из дымовых газов. При 400 °С начинается выгорание этого углерода, заканчивается оно при температуре 1000 °С.
При температурах 1000—1250 °С протекают реакции восстановления оксидных соединений железа и сульфатов, расплавление метакаолина и кварца, кристаллизация муллита и кристобалита. Восстановительная среда создается увеличением концентрации СО в продуктах горения топлива. Схемы этих реакций:
Образуются файалит (FeO-Si02) — бесцветное легкоплавкое соединение и другие алюмосиликатные бесцветные соединения оксида железа (II), что создает эффект отбеливания фарфора. Восстановительная среда способствует также восстановлению сульфатов в сульфиты и сульфатов в оксиды:
Изменение фазового состава керамической массы при обжиге, сопровождаемое изменением текстуры и структуры кристаллических составляющих, повышением плотности фарфора, должно обеспечить необходимые эксплуатационные его свойства, что является основной задачей спекания.
Последующим этапом термотехнологического процесса является охлаждение обожженных изделий. Здесь большое значение имеет точка перехода стеклофазы