Kaj je pirometalurgija?

Pirometalurgija je postopek, pri katerem se rude in kovine segrejejo, da se proizvede končni izdelek iz delovnih spojin, čistejših kovin in zlitin. Postopek je lahko kateri koli od naslednjih: sušenje, praženje, taljenje, rafiniranje in legiranje, med drugim. Z uporabo visokih temperatur lahko povzročimo kemične in eksotermne reakcije v materialih. Izvajamo lahko različne metode ogrevanja, vse pa lahko imenujemo pirometalurgija. Vsi procesi uporabljajo toploto za spremembo nekaterih vidikov materiala, ki se obdeluje. Sprememba je lahko tako preprosta kot segrevanje vode ali drugih tekočin v plinasto stanje in nato odstranitev. Lahko pa je tako zapletena kot kovine, ki se kemično vežejo, na primer, ko se baker in kositer združita v bron.

Sušenje je vrsta pirometalurgije, pri kateri se iz materiala odstrani vlaga. Toplota se uporablja, da postane kovina bolj vroča od vrelišča vode, nato pa se lahko iz materiala izvleče vlaga. Praženje je druga vrsta pirometalurgije. To se zgodi, ko se kovinski sulfid segreje do točke, da kisik reagira, da nastane trdni kovinski oksid in plin žveplov dioksid.

Taljenje je druga oblika pirometalurgije, ki vključuje toplotne reakcije v staljeni fazi. Taljenje običajno poteka pri temperaturi, višji od tališča kovine, in odstrani ogljikov dioksid iz materiala, tako da ostane bolj rafinirana kovina. Rafiniranje je še en pirometalurški postopek, ki odstranjuje nečistoče s segrevanjem kovin.

Zlitine so kombinacije kovin z drugimi kovinami ali kovin z nekovinami. Pogost primer tega je bron, kombinacija bakra in kositra. Če baker segrejemo na približno 2000° Fahrenheita (1100° Celzija) in dodamo kositer, lahko naredimo bron. Legiranje je druga oblika pirometalurgije.

Pri vseh vrstah pirometalurgije je kot vir toplote potrebno gorivo ali elektrika. Včasih lahko eksotermne reakcije zagotovijo dovolj toplote za izvedbo pirometalurškega procesa. Na tej točki, ko za obdelavo kovine ni potrebno dodatno gorivo ali elektrika, je znano, da proces doseže avtogeno fazo.

Na splošno se pirometalurški postopki uporabljajo za materiale, ki ponavadi niso zelo reaktivni, saj lahko reaktivne materiale spodbudimo, da eksplodirajo pri uporabi toplote. Nereaktivni elementi se lahko ekstrahirajo s toploto in rafinirajo z uporabo toplote za nanašanje drugih materialov in povzročijo, da se nečistoče vežejo in jih je lažje odstraniti, kar omogoča bolj čisto obliko.