Что входит в плавку руды?

Плавка руды - это процесс, при котором порода, содержащая металлы в минеральной форме, нагревается, часто с добавлением других химикатов или газов, чтобы отделить самородный металл для дальнейшего использования и переработки. Считается, что медь и серебро были самыми ранними металлами, когда-либо выплавляемыми человечеством, и происхождение этого процесса можно проследить за многие тысячи лет до зари цивилизации. Ранняя плавка руд на основе оксидов, таких как железо, включала в себя введение углерода в плавильную печь в форме древесного угля, где углерод связывался с кислородом в руде при высоких температурах и высвобождал бы основной металл. Многие ранние века в развитии цивилизации названы в честь обычной технологии плавки того периода или ее отсутствия, такой как каменный век, бронзовый век и железный век.

Современная плавильная печь обычно представляет собой большую реакторную камеру из термообработанной стали, футерованную углеродом и часто называемую восстановительной камерой. Камера нагревается до температуры плавления металла, и она вступает в реакцию с химическими веществами, которые связываются с его окислителями. Металл сливается, а твердые отходы, известные как шлак, хранятся для безопасной утилизации. Известно, что методы плавки являются серьезными загрязнителями окружающей среды, поскольку они могут создавать сточные воды и загрязнители тяжелых металлов, такие как мышьяк, кадмий и ртуть, которые загрязняют местные водные пути.

Распространенной жалобой на плавку руды является то, что оборудование также создает опасное загрязнение воздуха, которое приводит к кислотным дождям. Потенциально нанося ущерб атмосфере в виде серно-кислотного тумана, результатом плавки сульфидов металлов является выделение газообразного диоксида серы, который реагирует с атмосферой. Примером этого является сульфид меди CuFeS ₂ , который выплавляется почти так же, как и столетия назад. Кислотные дожди не только вредны для людей и животных, но также могут повысить уровень кислотности в почве, так как большинство растений не могут процветать в сильнокислых средах. Современные инструменты для плавки теперь включают использование электрофильтров, которые служат в качестве воздушных скрубберов для снижения выбросов, и рециркуляцию выплавленных сточных вод обратно в процесс вместо их сброса в окружающую среду.

Более новый метод плавки руды включает в себя так называемую мгновенную печь, которая используется для плавки всего, от меди до олова или алюминия. Это скорее закрытая система охраны окружающей среды, чем традиционные плавильные печи, и в значительной степени экзотермическая, где металлургический завод генерирует тепло посредством химических реакций, а не за пределами источников. Таким образом, глиноземистая руда перерабатывается в алюминий в реакционной ячейке, которая работает при температуре от 1778 до 2 102 ° по Фаренгейту (от 970 до 1150 ° С). Реакционная ячейка также электрически заряжена, что помогает удалять примеси и реагирует оксид алюминия с углеродом с образованием алюминия и диоксида углерода.

Печь мгновенного действия получила свое название от процесса плавки руды, где оксиды серы в руде мгновенно превращаются в газообразный диоксид серы. Этот газ откачивается новыми печами в печи, хранится и продается для других промышленных целей. Несмотря на то, что это повышает безопасность плавки, переход на печи плавления из конструкций агломерации более старого типа и доменной печи для плавки руды начался только в середине 1990-х годов. Загрязнение по-прежнему является серьезной проблемой в металлургической промышленности, и земля вокруг металлургических заводов традиционно была пустынной территорией, где не будет процветать ничего естественного.