Qu'est-ce qu'une fonderie?

Une fonderie est un site industriel où le métal est extrait pour le minerai brut. Les exemples courants de fonte des métaux comprennent l'étain, le plomb, le cuivre, le bronze et le fer. L’extraction de l’aluminium pur est également appelée fusion, bien que le procédé soit sensiblement différent de celui des autres minerais.

Les métaux commencent leur vie de traitement en tant que minerai. Un minerai est généralement défini comme une roche ou un groupe de minéraux ayant une valeur économique potentielle. Le minerai ne contient pas que le métal d'intérêt. Par exemple, le minerai de fer est une roche qui contient du fer lié à d'autres composés chimiques et minéraux. La fusion du minerai consiste à extraire le métal d’intérêt de sa roche d’origine.

La fusion, comme son son le suggère peut-être, implique la fusion partielle du minerai. Le minerai doit être chauffé dans un environnement oxydant jusqu'à ce que les produits chimiques commencent à se mobiliser ou deviennent disponibles. Certaines impuretés peuvent être chassées par la chaleur et, si le métal en question se présente sous la forme d'un sulfure, la chaleur et la présence d'oxygène peuvent suffire à le transformer en oxyde. Cependant, il n'est pas possible de simplement faire fondre le métal du minerai.

En plus de la chaleur, la fusion nécessite également un agent réducteur. Le métal d’intérêt existe probablement sous forme d’oxyde ou sera transformé en oxyde lors du chauffage initial. Un agent réducteur suffisamment puissant sera capable de convertir l'oxyde en métal pur et en certains déchets.

L'un des premiers exemples d'une fonderie était la bloomery, utilisée par un forgeron pour fondre le minerai de fer. Dans une bloomery, le minerai de fer est chauffé en présence de charbon de bois, ou de combustible à base de carbone pur, et d'air en mouvement. Lorsque le minerai est chauffé, le monoxyde de carbone contenu dans le charbon de bois réduit l’oxyde de fer.

La réaction de fusion dans un bloomery produit un fer métallique relativement pur et du dioxyde de carbone en tant que déchet. Lorsque le soufflet traverse la floraison, le dioxyde de carbone est évacué, permettant ainsi à la réaction de se poursuivre. Le métal et les impuretés, appelés scories, tombent au fond du four lorsque le minerai de fer est réduit. Généralement, le fer à repasser est chauffé une deuxième fois pour extraire le laitier du fer forgé.

Le haut fourneau, qui a une histoire particulièrement ancienne en Chine, constitue une autre forme précoce de fonte du fer. Au milieu des années 1800, cependant, le minerai de fer était fondu pour former de l'acier, qui est une forme beaucoup plus pure du fer. Cette transition industrielle vers la fabrication de l'acier a été rendue possible par le développement du procédé Bessemer, dans lequel l'air insufflé dans le fer en fusion est capable d'éliminer la plupart des impuretés. À partir de 1950, la méthode d'extraction dominante trouvée dans une fonderie de fer donnée est devenue la fabrication d'acier à base d'oxygène (BOS). BOS améliore le procédé de base Bessemer en insufflant de l'oxygène pur à travers le fer en fusion, ce qui améliore considérablement l'efficacité de l'usine de fusion.

De nombreux autres métaux sont soumis à la fusion en tant que méthode d'extraction, et bon nombre des techniques des diverses fonderies et de leurs équipements suivent les mêmes principes de base. De plus, l'extraction de l'aluminium s'appelle également fusion. Les fonderies d’aluminium se différencient par le fait qu’elles effectuent un processus électrolytique. Le courant électrique passe à travers une cryolite liquide en fusion dans laquelle de l'oxyde d'aluminium a été dissous. L'oxydation et la réduction correspondantes qui se produisent à l'anode et à la cathode électriques convertissent l'oxyde d'aluminium en aluminium pur.