Topirea
Topirea este termenul general pentru obținerea unui metal din minereul său natural. Aurul este o excepție, deoarece se găsește de obicei sub formă de metal pur. Alte metale, cum ar fi fierul, cuprul, zincul și argintul, trebuie să fie obținute din minereul lor.
Procesul de topire implică întotdeauna încălzirea minereului și poate folosi, de asemenea, un agent de reducere, cum ar fi cocsul sau cărbunele. Majoritatea minereurilor sunt oxizi, sulfuri sau carbonați. Acest proces îndepărtează partea nemetalică, lăsând în urmă metalul. Minereurile nu sunt pure, așa că se adaugă un fondant pentru a îndepărta impuritățile. Calcarul este un fondant obișnuit în acest scop. Acesta îndepărtează impuritățile sub formă de zgură.
Dincolo de aceasta, fiecare metal are propriile sale metode speciale. Producerea fierului din minereu se face într-un furnal. Producerea zincului sau a aluminiului din minereurile lor necesită (pe lângă căldură) electroliză.
Fierul este topit din minereu de fier în reactoare mari, numite furnale înalte. Un furnal înalt este o structură verticală înaltă care este alimentată cu cocs, minereu de fier și calcar. Atunci când se suflă aer cald în furnal, cocsul va arde și va reduce oxigenul din minereu, producând fierul gol și dioxid de carbon. Calcarul va lega orice rest de roca de bază rămasă. Fierul se topește la temperatura ridicată și este extras în fază lichidă la partea inferioară. Acesta este apoi prelucrat pentru a obține oțel. Calcarul și roca de bază formează un compus numit zgură. Acesta poate fi folosit pentru fabricarea cărămizilor, a betonului sau pentru acoperirea drumurilor. Printre metodele anterioare se numără Bloomery.
Aluminiul este topit în cuptoare electrice numite cuptoare cu arc electric. Minereul de aluminiu este turnat pe fundul cuptorului și curentul electric este condus prin minereu. Temperatura crește atât de mult încât oxigenul se separă, lăsând aluminiu metalic.
Cuprul este turnat pe o flacără goală care arde sulful și alte impurități, lăsând cuprul brut. Electroliza folosește curentul electric pentru a separa cuprul în bazine mari, care conțin o soluție de apă numită electrolit. Un curent electric este condus în bazin, iar tot cuprul se va aduna pe electrodul numit catod.
Metalurgia și, în special, topirea, reprezintă o cheie pentru civilizațiile timpurii. Cele mai vechi dovezi ale topiturii cuprului datează între 5500 și 5000 î.Hr. Siturile se află la Pločnik și Belovode, în Serbia.
Horn de topire a cuprului - geograph.org.uk - 827814
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este topirea?
R: Topirea este procesul de extragere a unui metal din minereul său natural.
Î: Ce metale necesită topire?
R: Metale precum fierul, cuprul, zincul și argintul trebuie extrase din minereul lor prin topire.
Î: Ce se folosește în procesul de topire?
R: Procesul de topire implică, de obicei, încălzirea minereului și poate utiliza, de asemenea, un agent de reducere, cum ar fi cocsul sau cărbunele. Se adaugă un fondant, cum ar fi calcarul, pentru a îndepărta impuritățile.
Î: Cum se produce fierul din minereu?
R: Fierul este produs din minereu prin utilizarea unui furnal care implică alimentarea acestuia cu cocs, minereu de fier și calcar. Aerul fierbinte este apoi suflat în cuptor, ceea ce face ca cocsul să ardă și să reducă oxigenul din minereu, producând fier brut și dioxid de carbon, în timp ce calcarul leagă orice rest de rocă. Fierul se topește la temperaturi ridicate în partea de jos a cuptorului și poate fi transformat în oțel.
Î: Cum se extrage aluminiul din minereu?
R: Aluminiul se extrage din minereu folosind cuptoare electrice numite cuptoare cu arc electric, în care minereul de aluminiu este turnat pe fundul cuptorului și este traversat de curent electric, ceea ce duce la temperaturi ridicate care separă oxigenul, lăsând în urmă aluminiu metalic.
Î: Cum se extrage cuprul din minereurile sale?
R: Cuprul se extrage din minereurile sale prin turnarea acestuia pe flacără liberă, care arde sulful și alte impurități, lăsând în urmă cupru brut sau prin electroliză, care utilizează un curent electric pentru a separa cuprul în bazine mari care conțin o soluție de apă numită electrolit, tot cuprul adunându-se pe un electrod numit catod.
Î: Când a început metalurgia?
R: Metalurgia a început în jurul anilor 5500 î.Hr.-5000 î.Hr., când au fost găsite dovezi de topire a cuprului în siturile din Pločnik și Belovode, Serbia.
