Hvad er en smelteanlæg?
En smelteanlæg er et industrielt sted, hvor metal ekstraheres til rå malm. Almindelige eksempler på metalsmeltning inkluderer tin, bly, kobber, bronze og jern. Ekstraktionen af rent aluminium kaldes også smeltning, skønt processen er signifikant forskellig fra processen for de andre malm.
metaller begynder deres behandlingsliv som malm. En malm er generelt defineret som en klippe eller gruppe af mineraler, der har potentiel økonomisk værdi. Malmen indeholder ikke kun metal af interesse. For eksempel er jernmalm en klippe, der indeholder jern, der er bundet til andre kemiske forbindelser og mineraler. Smeltning malm er processen med at fjerne metallet af interesse fra sin oprindelige klippe.
Smeltning, som dens lyd måske antyder, involverer delvist smeltning af malmen. Malmen skal opvarmes i et oxiderende miljø, indtil kemikalierne begynder at mobilisere eller blive tilgængelig. Visse urenheder kan køres af med varme, og hvis metallet af interesse er i form af et sulfid, er hanved og tilstedeværelsen af ilt kan være tilstrækkeligt til at omdanne det til et oxid. Det er imidlertid ikke muligt at blot smelte metallet ud af malmen.
Ud over varme kræver smeltning også et reduktionsmiddel. Interessens metal eksisterer sandsynligvis som et oxid eller omdannes til et oxid under den indledende opvarmning. Et stærkt nok reduktionsmiddel vil være i stand til at omdanne oxidet til det rene metal og noget affaldsprodukt.
Et af de tidlige eksempler på et smelteanlæg var en blomstrer, der blev brugt af en smed til at smelte jernmalm. Inden for en blomstrende opvarmes jernmalm i nærvær af trækul eller rent kulstofbrændstof og bevægende luft. Efterhånden som malmen opvarmes, reducerer kulilte fra kulsulken jernoxidet.
Smelteaktionen inden for en blomstrende producerer et relativt rent jernmetal og kuldioxid som affaldsprodukt. Når bælgen blæser gennem blomstringen,Kuldioxid evakueres, hvilket gør det muligt for reaktionen at fortsætte. Metal- og urenhederne, kaldet slagge, falder til bunden af ovnen, når jernmalmen reduceres. Typisk opvarmes jernet en anden gang for at hamre slaggen ud fra det nu smedende jern.
En anden tidlig form for jernsmeltning er den høje ovn, der har en særlig gammel historie i Kina. I midten af 1800-tallet blev jernmalm imidlertid smeltet i stål, hvilket er en meget mere ren form for jernmetal. Denne industrielle overgang til at gøre stål blev muliggjort ved udviklingen af Bessemer -processen, hvor luft, der er sprængt gennem smeltet jern, er i stand til at fjerne de fleste urenheder. Fra 1950 blev den dominerende metode til ekstrahering, der blev fundet i et givet jernsmeltningsanlæg, grundlæggende iltstålfremstilling (BOS). BOS forbedrer den grundlæggende Bessemer -proces ved at sprænge rent ilt gennem det smeltede jern, hvilket drastisk forbedrer effektiviteten af smelteanlægget.
Mange andre metaller gennemgår smeltningSom en metode til ekstraktion og mange af teknikkerne i de forskellige smelteplanter og smelteudstyr følger de samme grundlæggende principper. Derudover kaldes ekstraktionen af aluminium også smeltning. Aluminiumsmeltningsanlæg adskiller sig, idet de udfører en elektrolytisk proces. Elektrisk strøm føres gennem flydende smeltet kryolit, hvor aluminiumoxid er blevet opløst. Den tilsvarende oxidation og reduktion, der forekommer ved den elektriske anode og katode, konverterer aluminiumoxidet til rent aluminium.