Một cây luyện kim là gì?

Một cây luyện kim là một vị trí công nghiệp nơi kim loại được chiết xuất cho quặng thô.Các ví dụ phổ biến về luyện kim loại bao gồm thiếc, chì, đồng, đồng và sắt.Việc chiết xuất nhôm tinh khiết còn được gọi là luyện kim, mặc dù quá trình này khác biệt đáng kể so với các quặng khác. Kim loại bắt đầu tuổi thọ xử lý của chúng như một quặng.Một quặng thường được định nghĩa là một loại đá, hoặc nhóm khoáng sản, có giá trị kinh tế tiềm năng.Quặng không chỉ chứa kim loại quan tâm.Ví dụ, quặng sắt là một loại đá chứa sắt liên kết với các hợp chất và khoáng chất hóa học khác.Quặng luyện kim là quá trình loại bỏ kim loại quan tâm khỏi đá ban đầu của nó.Quặng phải được làm nóng trong môi trường oxy hóa cho đến khi các hóa chất bắt đầu huy động hoặc có sẵn.Một số tạp chất có thể được điều khiển bằng nhiệt, và nếu kim loại quan tâm ở dạng sunfua, nhiệt và sự hiện diện của oxy có thể đủ để chuyển đổi nó thành oxit.Tuy nhiên, không thể chỉ đơn giản là làm tan chảy kim loại ra khỏi quặng. Ngoài nhiệt, làm nóng cũng cần một chất khử.Kim loại quan tâm có thể tồn tại dưới dạng oxit, hoặc sẽ được chuyển đổi thành oxit trong quá trình gia nhiệt ban đầu.Một chất khử đủ mạnh sẽ có khả năng chuyển đổi oxit thành kim loại nguyên chất và một số sản phẩm chất thải.Trong một lần nở, quặng sắt được làm nóng trước sự có mặt của than củi, hoặc nhiên liệu carbon nguyên chất và không khí di chuyển.Khi quặng được nung nóng, carbon monoxide từ than củi làm giảm oxit sắt. Phản ứng luyện kim trong một chiếc Bloomery tạo ra một kim loại sắt tương đối tinh khiết và carbon dioxide như một sản phẩm chất thải.Khi ống thổi thổi qua Bloomery, carbon dioxide được sơ tán, cho phép phản ứng tiếp tục.Các kim loại và tạp chất, được gọi là xỉ, rơi xuống đáy lò khi quặng sắt bị giảm.Thông thường, bàn ủi được làm nóng lần thứ hai để tạo ra xỉ từ sắt hiện đang rèn.Tuy nhiên, vào giữa những năm 1800, quặng sắt đã được nấu chảy vào thép, đây là một dạng tinh khiết hơn của kim loại sắt.Sự chuyển đổi công nghiệp này để làm thép đã được thực hiện bằng sự phát triển của quá trình Bessemer, trong đó không khí thổi qua sắt nóng chảy có thể loại bỏ hầu hết các tạp chất.Bắt đầu từ năm 1950, phương pháp chiết xuất chi phối được tìm thấy trong một nhà máy luyện sắt nhất định đã trở thành sản xuất thép oxy cơ bản (BOS).BOS cải thiện quá trình bessemer cơ bản bằng cách thổi oxy tinh khiết qua sắt nóng chảy, giúp cải thiện mạnh mẽ hiệu quả của nhà máy luyện.Thiết bị luyện kim theo các nguyên tắc cơ bản tương tự.Ngoài ra, việc chiết bằng nhôm cũng được gọi là nấu chảy.Các nhà máy luyện nhôm khác nhau ở chỗ chúng đang thực hiện một quá trình điện phân.Dòng điện được truyền qua cryolite nóng chảy chất lỏng, trong đó oxit nhôm đã được hòa tan.Sự oxy hóa và khử tương ứng xảy ra ở cực dương điện và catốt chuyển đổi oxit nhôm thành nhôm tinh khiết.