Τι είναι ένα εργοστάσιο τήξης;

Ένα εργοστάσιο τήξης είναι μια βιομηχανική τοποθεσία όπου το μέταλλο εξάγεται για ακατέργαστο μεταλλεύμα.Τα κοινά παραδείγματα της τήξης μετάλλων περιλαμβάνουν κασσίτερο, μόλυβδο, χαλκό, χάλκινο και σίδηρο.Η εκχύλιση καθαρού αλουμινίου ονομάζεται επίσης τήξη, αν και η διαδικασία είναι σημαντικά διαφορετική από εκείνη των άλλων μεταλλευμάτων.

Τα μέταλλα ξεκινούν τη ζωή επεξεργασίας τους ως μεταλλεύμα.Ένα μετάλλευμα ορίζεται γενικά ως βράχος ή ομάδα ορυκτών, που έχει πιθανή οικονομική αξία.Το μετάλλευμα δεν περιέχει μόνο το μέταλλο ενδιαφέροντος.Για παράδειγμα, το σιδηρομετάλλευμα είναι ένα βράχο που περιέχει σίδηρο που συνδέεται με άλλες χημικές ενώσεις και μέταλλα.Το μεταλλεύμα Smelting είναι η διαδικασία αφαίρεσης του μέταλλο που ενδιαφέρει από το αρχικό του βράχο. Η τήξη, όπως υποδηλώνει ο ήχος του, συνεπάγεται μερικώς λιώνει το μεταλλεύμα.Το μετάλλευμα πρέπει να θερμαίνεται σε ένα οξειδωτικό περιβάλλον μέχρι να αρχίσουν να κινητοποιούν ή να διατίθενται τα χημικά.Ορισμένες ακαθαρσίες μπορούν να απομακρυνθούν με θερμότητα και εάν το μέταλλο ενδιαφέροντος έχει τη μορφή σουλφιδίου, θερμότητας και η παρουσία οξυγόνου μπορεί να είναι επαρκής για να το μετατρέψει σε οξείδιο.Δεν είναι δυνατόν, ωστόσο, να λιώσει απλά το μέταλλο από το μεταλλεύμα.Το μέταλλο ενδιαφέροντος πιθανότατα υπάρχει ως οξείδιο ή θα μετατραπεί σε οξείδιο κατά τη διάρκεια της αρχικής θέρμανσης.Ένας αρκετά ισχυρός αναγωγικός παράγοντας θα είναι σε θέση να μετατρέψει το οξείδιο στο καθαρό μέταλλο και σε κάποιο απόβλητο προϊόν.

Ένα από τα πρώτα παραδείγματα ενός εργοστασίου τήξης ήταν ένα bloomery, που χρησιμοποιείται από έναν σιδηρουργείο για να μυρίσει το σιδερένιο μεταλλεύμα.Μέσα σε ένα ανθοφορία, το σιδηρομετάλλευμα θερμαίνεται παρουσία ξυλάνθρακα ή καθαρού καυσίμου άνθρακα και κινούμενου αέρα.Καθώς θερμαίνεται το μετάλλευμα, το μονοξείδιο του άνθρακα από το κάρβουνο μειώνει το οξείδιο του σιδήρου.

Η αντίδραση τήξης μέσα σε ένα ανθοφόρο παράγει ένα σχετικά καθαρό μεταλλικό σιδήρου και το διοξείδιο του άνθρακα ως απόβλητο προϊόν.Καθώς οι φυσητήρες χτυπούν μέσα από το bloomery, το διοξείδιο του άνθρακα εκκενώνεται, επιτρέποντας στην αντίδραση να συνεχιστεί.Τα μέταλλα και οι ακαθαρσίες, που ονομάζονται σκωρία, πέφτουν στο κάτω μέρος του κλιβάνου καθώς μειώνεται το σιδηρομετάλλευμα.Συνήθως, ο σίδηρος θερμαίνεται για δεύτερη φορά για να σφυρηλατήσει τη σκωρία από το τώρα σφυρήλατο σίδερο.

Μια άλλη πρώιμη μορφή τήξης σιδήρου είναι η υψικαμίνου, η οποία έχει μια ιδιαίτερα αρχαία ιστορία στην Κίνα.Μέχρι τα μέσα του 1800, ωστόσο, το σιδηρομετάλλευμα χτυπήθηκε σε χάλυβα, η οποία είναι μια πολύ πιο καθαρή μορφή του σιδήρου μετάλλου.Αυτή η βιομηχανική μετάβαση στην κατασκευή χάλυβα κατέστη δυνατή από την ανάπτυξη της διαδικασίας Bessemer, στην οποία ο αέρας που ανατινάχτηκε μέσω του τετηγμένου σιδήρου είναι σε θέση να απομακρύνει τις περισσότερες ακαθαρσίες.Αρχίζοντας το 1950, η κυρίαρχη μέθοδος εξαγωγής που βρέθηκε σε ένα δεδομένο εργοστάσιο τήξης σιδήρου έγινε βασική χαλύβδινη παραγωγή οξυγόνου (BOS).Το BOS βελτιώνεται στη βασική διαδικασία Bessemer με το να φυσάει καθαρό οξυγόνο μέσω του τετηγμένου σιδήρου, το οποίο βελτιώνει δραστικά την αποτελεσματικότητα του εργοστασίου τήξης.Ο εξοπλισμός τήξης ακολουθεί τις ίδιες βασικές αρχές.Επιπλέον, η εξαγωγή αλουμινίου ονομάζεται επίσης τήξη.Τα φυτά τήξης αλουμινίου διαφέρουν ότι εκτελούν μια ηλεκτρολυτική διαδικασία.Το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται μέσω υγρού τετηγμένου κρυολίτη, στον οποίο διαλύθηκε το οξείδιο του αργιλίου.Η αντίστοιχη οξείδωση και μείωση που εμφανίζεται στην ηλεκτρική άνοδο και την κάθοδο μετατρέπει το οξείδιο του αργιλίου σε καθαρό αλουμίνιο.