Kalsinazioan zehar petrolio-kokean sodioa (Na), vanadioa (V), nikela (Ni) eta kaltzioa (Ca) bezalako oligoelementuen migrazio eta lurruntze-ereduak tenperaturak, agerpen-formek eta erreakzio kimikoek batera eragiten dute. Eredu espezifikoak hauek dira:
1. Sodioaren (Na) migrazioa eta lurruntzea
- Tenperatura baxuko etapa (<1000 °C): Sodioa batez ere gatz ez-organikoen (adibidez, sodio sulfatoa, sodio kloruroa) edo konplexu organikoen moduan existitzen da, lurrunkortasun txikiarekin. Tenperatura igotzen den heinean, pixkanaka oxido gaseosoetan (adibidez, Na₂O) edo hidroxidoetan (adibidez, NaOH) deskonposatzen da.
- Tenperatura altuko etapa (>1000 °C): Sodioaren lurrunkortasuna nabarmen handitzen da. Sufrearekin eta kloroarekin eratutako konposatuak (adibidez, Na₂S, NaCl) erraz sublimatzen edo deskonposatzen dira tenperatura altuetan, sodioa gas forman ihes egitea eraginez.
- Eragile faktoreak: Sodioaren lurrunketa kalsinazio-atmosferak (oxidatzailea/erreduzitzailea) eragiten du nabarmen. Erreduzitzaile-baldintzetan, sodioa sulfuro moduan lurruntzeko aukera gehiago dago.
2. Vanadioaren (V) migrazioa eta lurruntzea
- Agerpen formak: petrolio-kokean dagoen vanadioa batez ere forma organikoetan (adibidez, vanadio porfirinak) eta forma egonkorretan (adibidez, vanadio oxidoak, silikatoak) existitzen da.
- Tenperatura baxuko etapa (<1100 °C): Banadio organikoki lotuta pixkanaka deskonposatzen da tenperatura handitu ahala, uretan disolbagarriak, ioi-trukagarriak edo karbonatoz lotutako formetan eraldatuz. Banadio batzuk kaltzio eta burdin mineralekin erreakzionatzen dute urtze-puntu baxuko eutektikoak sortzeko.
- Tenperatura altuko etapa (>1100°C): Vanadioaren lurrunkortasuna nabarmen handitzen da. Konposatu organikoei lotutako vanadioa azkar deskonposatzen da VOₓ espezie gaseosoetan (adibidez, VO, V₂O₅), eta vanadio egonkorra (adibidez, V₂O₃) partzialki urtzen da eta vanadio kantitate txiki bat askatzen du tenperatura altuetan.
- Eragile faktoreak: Vanadioaren lurrunketa tenperaturak, errekuntza-tasak eta mineralen konposizioak eragiten dute. Tenperatura altuetan, vanadioak nanokristalino-egitura eratzen ditu silizioarekin eta sufrearekin, eta horrek gas forman partzialki lurruntzea eragiten du.
3. Nikelaren (Ni) migrazioa eta lurruntzea
- Agerpen motak: Nikela petrolio-kokean batez ere sulfuro (Ni₃S₂), oxido (NiO) edo silikato moduan agertzen da.
- Tenperatura baxuko etapa (<900 °C): Nikela Ni₃S₂ gisa existitzen da, lurrunkortasun txikiarekin.
- Tenperatura ertaineko etapa (900–1200 °C): Ni₃S₂ pixkanaka NiS bihurtzen da zepa likidoan, % 22,4 inguruko NiS edukiera lortuz 1200 °C-tan, eta tenperatura gehiago igotzen den heinean Ni₃S₂ bihurtuz berriro.
- Tenperatura altuko etapa (>1400 °C): Nikela konposatu gaseoso moduan lurruntzen da (adibidez, Ni(g), NiS(g)), baina Ni₃S₂ ez da zuzenean Ni(s) solido bihurtzen.
- Eragile faktoreak: Nikelaren lurrunketa gasifikatzaileen eraginpean dago nabarmen (adibidez, O₂, H₂O). O₂ gehitzeak Ni₃S₂-ren Ni elemental bihurtzea inhibitzen du eta espinela konposatuen (adibidez, NiAl₂O₄) eraketa murrizten du.
4. Kaltzioaren (Ca) migrazioa eta lurruntzea
- Agerpen motak: petrolio-kokearen kaltzioa batez ere karbonato (CaCO₃), sulfato (CaSO₄) edo silikato moduan dago.
- Tenperatura baxuko etapa (<800 °C): Karbonatoak CaO eta CO₂-tan deskonposatzen dira, eta sulfatoak, berriz, CaO eta SO₃-tan, eta horrek kaltzioa oxido moduan aberastea eragiten du.
- Tenperatura ertaineko etapa (800–1200 °C): CaO-k silizioarekin eta aluminioarekin erreakzionatzen du urtze-puntu baxuko mineralak sortzeko (adibidez, anortita CaAl₂Si₂O₈), kaltzio pixka bat forma solidoan geratzen delarik.
- Tenperatura altuko etapa (>1200 °C): Kaltzioaren lurrunkortasuna txikia da, baina urtze-puntu baxuko mineralak partzialki urtu edo deskonposatu daitezke tenperatura altuetan, kaltzioa gas edo likido moduan migratzea eraginez.
- Eragile faktoreak: Kaltzioaren migrazioa silize-alumina erlazioak eta burdin-kaltzio erlazioak eragin handia dute. Silize-alumina erlazioaren igoerak FeV₂O₄ V₂O₃ bihurtzea sustatzen du, eta burdin-kaltzio erlazioaren igoerak CaAl₂Si₂O₈-ren eraketa inhibitzen du.
Eredu integralak
- Tenperaturarekiko menpekotasuna: oligoelementuen lurruntze-tasa tenperaturarekin handitzen da, baina lurruntze-tenperaturen tarteak nabarmen aldatzen dira elementuen artean (adibidez, vanadioa nabarmen lurruntzen da 1100 °C-tik gora, eta nikela, berriz, nabarmen bihurtzen da 1400 °C-tik gora).
- Agerpen formen eragina: Elementu organikoen arrastoak (adibidez, vanadio organikoa) forma egonkorrak (adibidez, vanadio oxidoak) baino lurrunkorragoak dira.
- Erreakzio kimikoen kontrola: oligoelementuen lurruntzea sufrearekin eta kloroarekin erreakzionatzen da, urtze-puntu baxuko edo gaseoso konposatuak sortuz (adibidez, Na₂S, VOₓ).
- Prozesuaren optimizazio norabideak: Kalsinazio-tenperatura, atmosfera eta gehigarriak (adibidez, silize-alumina erlazioaren aldatzaileak) kontrolatzeak elementu kaltegarrien lurrunketa murriztu eta kalsinatutako kokearen kalitatea hobetu dezake.
Argitaratze data: 2026ko apirilaren 17a