製錬工場とは

製錬工場は、鉱石用に金属が抽出される工業地帯です。 金属製錬の一般的な例には、スズ、鉛、銅、青銅、鉄が含まれます。 純アルミニウムの抽出は製錬とも呼ばれますが、プロセスは他の鉱石の抽出とは大きく異なります。

金属は、鉱石として加工寿命を始めます。 鉱石は一般に、潜在的な経済的価値を持つ岩または鉱物のグループとして定義されます。 鉱石には目的の金属のみが含まれているわけではありません。 たとえば、鉄鉱石は、他の化合物や鉱物と結合した鉄を含む岩石です。 製錬鉱石は、元の岩から目的の金属を除去するプロセスです。

おそらく製錬は、その音が示唆するように、鉱石を部分的に溶かすことを伴います。 鉱石は、化学物質が動員し始めるか利用可能になるまで、酸化環境で加熱する必要があります。 ある種の不純物は熱で追い出すことができ、対象の金属が硫化物の形である場合、熱と酸素の存在はそれを酸化物に変換するのに十分かもしれません。 ただし、金属を単純に鉱石から溶かすことはできません。

熱に加えて、製錬には還元剤も必要です。 対象の金属は、酸化物として存在する可能性が高いか、最初の加熱中に酸化物に変換されます。 十分に強力な還元剤は、酸化物を純粋な金属と廃棄物に変換することができます。

製錬工場の初期の例の1つは、鍛冶屋が鉄鉱石を製錬するために使用した花火でした。 ブルマリー内では、鉄鉱石は炭または純粋な炭素燃料と空気の存在下で加熱されます。 鉱石が加熱されると、炭からの一酸化炭素が酸化鉄を減らします。

ブルマリー内での製錬反応により、比較的純粋な鉄金属が生成され、二酸化炭素が廃棄物として生成されます。 ベローズがブルマリーを吹き抜けると、二酸化炭素が排出され、反応が継続します。 スラグと呼ばれる金属と不純物は、鉄鉱石が還元されると炉の底に落ちます。 通常、鉄は2回目に加熱され、現在の錬鉄からスラグを打ち出します。

鉄製錬のもう1つの初期の形態は高炉であり、中国では特に古代の歴史があります。 しかし、1800年代半ばまでに、鉄鉱石は製鉄されて鋼鉄になりました。これは、鉄金属のはるかに純粋な形です。 この鉄鋼製造への産業上の移行は、Bessemerプロセスの開発によって可能になりました。Bessemerプロセスでは、溶鉄に吹き付けられた空気がほとんどの不純物を除去できます。 1950年から、特定の製鉄プラントで見つかった主要な抽出方法は、塩基性酸素製鋼（BOS）になりました。 BOSは、溶鉄に純酸素を吹き込むことで基本的なベッセマープロセスを改善し、製錬プラントの効率を大幅に改善します。

他の多くの金属は、抽出方法として製錬を受けており、さまざまな製錬プラントと製錬設備の技術の多くは、同じ基本原則に従っています。 また、アルミニウムの抽出は製錬とも呼ばれます。 アルミニウム製錬プラントは、電解プロセスを実行しているという点で異なります。 電流は、酸化アルミニウムが溶解された液体溶融氷晶石に流されます。 電気陽極と陰極で発生する対応する酸化と還元により、酸化アルミニウムが純粋なアルミニウムに変換されます。