Co se podílí na tavení rudy?
Tavná ruda je proces, při kterém se kovy obsahující horninu v minerální formě zahřívají, často s přídavkem jiných chemikálií nebo plynů, k oddělení přírodního kovu pro další použití a zpracování. Měď a stříbro jsou považovány za nejstarší kovy, které kdy lidstvo tála, a původ tohoto procesu lze vysledovat mnoho tisíc let až do úsvitu civilizace. Včasné tavení rud na bázi oxidů, jako je železo, znamenalo zavedení uhlíku do tavicí pece ve formě uhlí, kde se uhlík váže s kyslíkem v rudě při vysokých teplotách a uvolňuje základní kov. Mnoho raného věku v povýšení civilizace je pojmenováno po běžné technologii tavení v období nebo jeho nedostatku, jako je doba kamenná, doba bronzová a doba železná.
Moderní tavicí pec je obvykle velká, tepelně upravená ocelová reaktorová komora obložená uhlíkem a často známá jako redukční komůrka. Komora se zahřívá na teplotu tání kovu a reaguje s chemikáliemi, které se vážou na jeho oxidační činidla. Kov je vypuštěn a pevný odpadní materiál, známý jako struska, je skladován pro bezpečné odstranění. Techniky tavení jsou známé jako těžké znečišťovatelé životního prostředí, protože mohou vytvářet znečištění odpadními vodami a těžkými kovy, jako jsou arsen, kadmium a rtuť, které znečišťují místní vodní cesty.
Běžnou stížností na tavení rudy bylo to, že zařízení také vytváří nebezpečné znečištění ovzduší, které vede k kyselému dešti. Výsledkem tavení sulfidů kovů, které potenciálně způsobuje poškození atmosféry ve formě mlhy kyseliny sírové, je emise plynného oxidu siřičitého, který reaguje s atmosférou. Příkladem je sulfid mědi, CuFeS 2 , který se taví téměř stejným způsobem jako před staletími. Kyselý déšť neškodí pouze populaci lidí a zvířat, ale může také zvýšit úroveň kyselosti v půdě, protože většina rostlin se ve vysoce kyselém prostředí nemůže daří. Moderní tavicí nástroje nyní zahrnují použití elektrostatických odlučovačů, které slouží jako pračky vzduchu ke snížení emisí, a recyklaci vytavené odpadní vody zpět do procesu místo toho, aby se uvolňovaly do životního prostředí.
Novější metoda tavení rudy zahrnuje to, co je známé jako rychlá pec, která se používá k tavení čehokoliv od mědi po cín nebo hliník. Jedná se spíše o uzavřený environmentální systém než tradiční tavírny a do značné míry exotermní, kde tavírna generuje teplo chemickými reakcemi namísto primárně vnějších zdrojů. Hliníková tavící ruda se tímto způsobem zpracovává na hliník v reakční komoře, která pracuje při teplotách od 1 778 ° do 2 102 ° Fahrenheita (970 ° až 1 150 ° C). Reakční článek je také elektricky nabitý, což pomáhá odstraňovat nečistoty a reaguje aluminu s uhlíkem za vzniku hliníku a oxidu uhličitého.
Blesková pec dostane svůj název podle procesu tavení rudy, kde se oxidy síry v rudě okamžitě přeměňují na plynný oxid siřičitý. Tento plyn je sifonován novými typy tavicích nástrojů v peci, skladován a prodáván pro jiné průmyslové účely. I když to zvyšuje bezpečnost tavení, k přeměně na bleskové pece ze staršího slinování a návrhů vysokých pecí pro tavení rudy došlo až v polovině 90. let. Znečištění je stále významným problémem v hutním průmyslu a půda kolem hutí byla tradičně pustinou, kde by se nic přirozeného nedařilo.