O que está envolvido na fundição de minério?

A fundição de minério é um processo em que rochas contendo metais em forma mineral são aquecidas, geralmente com a adição de outros produtos químicos ou gases, para separar o metal nativo para posterior utilização e processamento. Acredita-se que cobre e prata tenham sido os metais mais antigos já fundidos pela humanidade, e as origens do processo podem ser rastreadas muitos milhares de anos até o início da civilização. A fundição precoce de minérios à base de óxidos, como o ferro, envolveu a introdução de carbono no forno de fundição na forma de carvão, onde o carbono se ligaria ao oxigênio do minério sob altas temperaturas e liberaria o metal base. Muitas idades precoces no avanço da civilização recebem o nome da tecnologia comum de fundição do período, ou a falta dela, como a Idade da Pedra, a Idade do Bronze e a Idade do Ferro.

Um forno de fundição contemporâneo é tipicamente uma grande câmara de reator de aço tratada termicamente, revestida com carbono e freqüentemente conhecida como célula de redução. A câmara é aquecida até o ponto de fusão do metal e é reagida com produtos químicos que se ligam aos seus agentes oxidantes. O metal é drenado e o material sólido, conhecido como escória, é armazenado para descarte seguro. Sabe-se que as técnicas de fundição são poluidoras ambientais pesadas, pois podem criar águas residuais e contaminantes de metais pesados, como arsênico, cádmio e mercúrio, que poluem as vias navegáveis ​​locais.

Uma queixa comum de fundição de minério é que o equipamento também cria poluição perigosa do ar que leva à chuva ácida. Potencialmente causando danos à atmosfera na forma de névoa de ácido sulfúrico, o resultado da fusão de sulfetos metálicos é a emissão de gás dióxido de enxofre que reage com a atmosfera. Um exemplo disso é o sulfeto de cobre, CuFeS ₂ , fundido da mesma maneira que era séculos atrás. A chuva ácida não é apenas prejudicial às populações humanas e animais, mas também pode aumentar o nível de acidez no solo, pois a maioria das plantas não consegue prosperar em ambientes altamente ácidos. As modernas ferramentas de fundição agora envolvem o uso de precipitadores eletrostáticos que servem como lavadores de ar para reduzir as emissões e a reciclagem de águas residuais fundidas de volta ao processo, em vez de liberá-las no ambiente.

Um método mais recente de fundição de minério envolve o que é conhecido como um forno instantâneo, usado para fundir qualquer coisa, de cobre a estanho ou alumínio. É mais um sistema ambiental fechado do que as fundições tradicionais e amplamente exotérmico, onde a fundição gera calor através de reações químicas, em vez de fontes externas. O minério de fundição de alumina é processado dessa maneira em alumínio em uma célula de reação que opera a temperaturas de 1.778 ° a 2.102 ° Fahrenheit (970 ° a 1.150 ° Celsius). A célula de reação também é carregada eletricamente, o que ajuda a remover impurezas e reage a alumina com carbono para formar alumínio e dióxido de carbono.

O forno flash recebe esse nome do processo de fundição de minério, onde os óxidos de enxofre no minério são instantaneamente convertidos em gás dióxido de enxofre. Esse gás é aspirado por novos tipos de ferramentas de fundição no forno, armazenado e vendido para outros usos industriais. Embora isso aumente a segurança da fundição, a conversão em fornos flash dos projetos de sinterização e alto-forno de estilo antigo para a fundição de minério só começou a ocorrer em meados dos anos 90. A poluição ainda é um problema significativo na indústria de fundição, e a terra ao redor das fundições tem sido tradicionalmente um terreno baldio, onde nada natural prosperaria.