Hvad er involveret i smeltemalm?

Smeltemalm er en proces, hvor stenholdige metaller i mineralsk form opvarmes, ofte med tilsætning af andre kemikalier eller gasser, for at adskille det oprindelige metal til yderligere anvendelse og forarbejdning. Kobber og sølv antages at have været de tidligste metaller, der nogensinde er smeltet af menneskeheden, og oprindelsen af ​​processen kan spores mange tusinder tilbage til civilisationens morgen. Tidlig smeltning af oxidbaseret malm såsom jern involverede introduktion af kulstof i smelteovnen i form af trækul, hvor kulstoffet ville binde med ilt i malmen under høje temperaturer og frigøre basismetallet. Mange tidlige aldre i udviklingen af ​​civilisationen er opkaldt efter den fælles smelteteknologi i perioden eller manglen på dem, såsom stenalderen, bronzealderen og jernalderen.

En moderne smelteovn er typisk et stort, varmebehandlet stålreaktorkammer foret med kulstof og ofte kendt som en reduktionscelle. Kammeret opvarmes til metalets smeltepunkt, og det omsættes med kemikalier, der binder til dets oxidationsmidler. Metallet drænes, og det faste affaldsmateriale, kendt som slagger, opbevares til sikker bortskaffelse. Smelteteknikker har været kendt for at være tunge miljøforurenere, da de kan skabe spildevand og tungmetalforureninger såsom arsen, cadmium og kviksølv, der forurener lokale vandveje.

En almindelig klage over smeltning af malm har været, at udstyret også skaber farlig luftforurening, der fører til surt regn. Potentielt forårsager skade på atmosfæren i form af svovlsyretåge, resultatet af smeltning af metallsulfider er emissionen af ​​svovldioxidgas, der reagerer med atmosfæren. Et eksempel på dette er kobbersulfid, CuFeS ₂ , der smeltes på omtrent samme måde som det var århundreder siden. Surt regn er ikke kun skadeligt for mennesker og dyr, men det kan også øge surhedsgraden i jorden, da de fleste planter ikke kan trives i stærkt sure miljøer. Moderne smelteværktøjer involverer nu brugen af ​​elektrostatiske bundfældere, der tjener som luftskrubbere til at reducere emissioner, og genanvendelse af smeltet spildevand tilbage i processen i stedet for at frigive det i miljøet.

En nyere metode til smeltning af malm involverer det, der er kendt som en flashovn, der bruges til at smelte alt fra kobber til tin eller aluminium. Det er mere et lukket miljøsystem end traditionelle smelteværker og stort set eksotermisk, hvor smelteren genererer varme gennem kemiske reaktioner i stedet for primært uden for kilder. Smeltmalm af aluminiumoxid forarbejdes på denne måde til aluminium i en reaktionscelle, der arbejder ved temperaturer fra 1.778 ° til 2.102 ° Fahrenheit (970 ° til 1.150 ° Celsius). Reaktionscellen er også elektrisk ladet, hvilket hjælper med at fjerne urenheder og omsætter aluminiumoxidet med kulstof til dannelse af aluminium og kuldioxid.

Blitzovnen får sit navn fra processen med smeltning af malm, hvor svovloxiderne i malmen øjeblikkeligt omdannes til svovldioxidgas. Denne gas filtreres af nye typer smelteværktøjer i ovnen, opbevares og sælges til anden industriel anvendelse. Selvom dette øger smeltesikkerheden, begyndte omdannelsen til flashovne fra ældre sintrings- og højovnsdesign til smeltning malm først at finde sted i midten af ​​1990'erne. Forurening er stadig et væsentligt emne i smelteindustrien, og jorden omkring smelteværker har traditionelt været et ødemark, hvor intet naturligt ville trives.