Co to jest wytapianie metali?

Wytapianie metali to proces tworzenia metalu przez ogrzewanie rudy metalu. Rudę, bez względu na to, czy jest to żelazo, miedź czy cyna, miesza się z węglem i mieszaninę ogrzewa się do punktu konwersji w postać płynną. Ciecz jest następnie mieszana z topnikiem, takim jak wapień, podczas wytapiania metalu. Topnik umożliwia usunięcie wszystkich zanieczyszczeń powstałych podczas wytapiania metalu z górnej części cieczy w postaci żużla. Pozostały ciekły metal jest przegrzany w celu usunięcia cząsteczek tlenu, a pozostały płyn wlewa się do form lub matryc i pozostawia do ostygnięcia.

Proces wytapiania metali rozpoczyna się od wydobycia rudy z ziemi. Istnieje kilka rodzajów rudy stosowanych w wytopie metali, przy czym konkretna ruda odpowiada rodzajowi wytapianego metalu. W przypadku rudy żelaza żelazo będzie efektem końcowym. Po wydobyciu rudę umieszcza się ją w pojemniku i miesza z innym związkiem chemicznym, takim jak węgiel, podczas wytapiania żelaza. W większości przypadków koks, produkt uboczny węgla, jest wykorzystywany do produkcji żelaza.

Po połączeniu rudy i koksu następnym etapem wytopu metali jest podgrzewanie dwóch chemikaliów, aż powstanie ciecz. Po podgrzaniu chemikaliów do postaci ciekłej dodaje się kolejną substancję chemiczną, topnik, aby umożliwić usunięcie zanieczyszczeń cieczy. Ten związek chemiczny jest zwykle wapieniem. Po dodaniu topnika lub wapienia do mieszaniny zanieczyszczenia w cieczy wznoszą się na górę i tworzą żużel. Żużel usuwa się, usuwając go z górnej części cieczy i odrzucając. Po usunięciu całego żużla z cieczy mieszaninę redukuje się przez przegrzanie materiałów.

Etap redukcji w wytapianiu metali polega na przegrzaniu ciekłych chemikaliów w celu usunięcia wszelkich cząsteczek tlenu, które mogą pozostać w mieszaninie. Redukcji tej dokonuje się przez wprowadzenie tlenku węgla do pieca. Powstała ciecz jest metalem elementarnym w postaci żelaza, cyny lub innego rodzaju wykorzystywanej rudy. Ciecz wlewa się do form i pozostawia do ostygnięcia i zestalenia w końcowy produkt, metal. Ilość ciepła wymagana do zajścia fazy redukcji różni się znacznie w zależności od rodzaju wytapianej rudy i temperatury topnienia konkretnego metalu nieszlachetnego.