焼成

焼成とは、固体化学化合物（例えば混合炭酸塩鉱石）を熱処理するもので、酸素（すなわち空気中の気体状のO₂_成分）の供給を制限した状態で、化合物を溶融させずに高温に加熱する処理であり、一般的には不純物や揮発性物質を除去したり、熱分解を誘発したりする目的で行われる。^{[ 1 ]}

焼成という言葉の語源は、その最も顕著な用途、すなわち、加熱によって石灰石（炭酸カルシウム）から炭素と酸素を除去し、酸化カルシウム（生石灰）を生成することに由来します。この焼成反応（吸熱反応）は、CaCO₃ ₍ s) → CaO(s) + CO₂ ₍ g) です。

酸化カルシウムは現代のセメントの重要な成分であり、製錬における化学フラックスとしても使用されます。工業的な焼成では一般的に二酸化炭素（CO₂ ）_が排出されます。

焼成炉は、加熱された炉内で回転する鋼鉄製の円筒で、制御された雰囲気下で間接的な高温処理（550～1150  ℃、または1000～2100 °F）を行う。 ^{[ 2 ]} 

焼成のプロセスは、最も一般的な用途である炭酸カルシウム（石灰石）を酸化カルシウム（石灰）と二酸化炭素に分解してセメントを作ることから、ラテン語のcalcinare「石灰を焼く」^{[ 3 ]}に由来しています。焼成生成物は、熱処理を受ける実際の鉱物に関係なく、一般的に「焼成物」と呼ばれます。

焼成は、シャフト炉、ロータリーキルン、多段炉、流動床反応器など、さまざまな設計の炉または反応器（キルンまたは焼成炉と呼ばれることもある）で行われます。

焼成プロセスの例としては、以下のようなものがある。

• 炭酸塩鉱石の分解、例えば二酸化炭素を放出するための石灰石の焼成など。
• 水和鉱物の分解、例えばボーキサイトや石膏、炭酸塩鉱石の焼成において結晶水を水蒸気として除去すること。
• 原油コークスに含まれる揮発性物質の分解。
• アナターゼからルチルへの相転移やガラス材料の失透など、相転移を引き起こすための熱処理。
• ゼオライト合成におけるアンモニウムイオンの除去；
• フッ化ウラニルの脱フッ素化により、二酸化ウランとフッ化水素酸ガスを生成する。
• 電気炉による焼成またはガス焼成による無煙炭の熱処理により、黒鉛構造が形成される。

焼成反応は通常、熱分解温度（分解反応および揮発反応の場合）または相転移温度（相転移の場合）以上で起こります。この温度は通常、特定の焼成反応の標準ギブズ自由エネルギーがゼロになる温度として定義されます。

錬金術において、焼成は物質の変容に必要な12の重要な過程の一つであると考えられていた。

錬金術師は、実際の焼成と潜在的な焼成の 2 種類を区別しました。実際の焼成とは、木材、石炭、またはその他の燃料を一定の温度まで加熱した実際の火によって引き起こされるものです。潜在的な焼成とは、腐食性化学物質などの潜在的な火によって引き起こされるものです。たとえば、金は反射炉で水銀と塩化アンモニウムとともに焼成され、銀は食塩とアルカリ塩とともに、銅は食塩と硫黄とともに、鉄は塩化アンモニウムと酢とともに、錫はアンチモンとともに、鉛は硫黄とともに、水銀は硝酸とともに焼成されました。^{[ 8 ]}

また、哲学的な焼成もあり、角や蹄などを沸騰したお湯やその他の液体の上に吊るして粘液を失わせ、容易に粉末状にすることができるようになったときに起こると言われていた。^{[ 8 ]}

時代遅れのフロギストン説によれば、「カルクス」は燃焼の過程でフロギストンが追い出された後に残った真の元素物質であった。^{[ 9 ]}