Smältverk
Smältning är den allmänna termen för att utvinna en metall ur dess naturliga malm. Guld är ett undantag eftersom det vanligtvis finns som en ren metall. Andra metaller, som järn, koppar, zink och silver, måste tas från sin malm.
Smältningsprocessen innebär alltid att malmen värms upp, och kan också använda ett reduktionsmedel som koks eller träkol. De flesta malmer är oxider, sulfider eller karbonater. Vid denna process avlägsnas den icke-metalliska delen och metallen lämnas kvar. Malmen är inte ren, så ett flussmedel tillsätts för att föra bort orenheterna. Kalksten är det vanliga flussmedlet för detta ändamål. Det avlägsnar orenheterna som slagg.
Utöver detta har varje metall sina egna speciella metoder. Järn framställs från sin malm i en masugn. För att framställa zink eller aluminium från deras malm krävs (förutom värme) elektrolys.
Järn smälts från järnmalm i stora reaktorer som kallas masugnar. En masugn är en hög vertikal konstruktion som matas med koks, järnmalm och kalksten. När varm luft blåses in i masugnen brinner koks och reducerar syret från malmen, vilket ger blankt järn och koldioxid. Kalkstenen binder bort eventuella rester av berggrunden. Järnet smälter i den heta temperaturen och tappas av i flytande fas i botten. Det bearbetas sedan till stål. Kalkstenen och berggrunden bildar en förening som kallas slagg. Den kan användas för att göra tegelstenar, betong eller vägbeläggning. Tidigare metoder är bland annat Bloomery.
Aluminium smälts i elektriska ugnar som kallas ljusbågsugnar. Aluminiummalmen hälls på botten av ugnen och elektrisk ström leds genom malmen. Temperaturen stiger så högt att syret separeras och metalliskt aluminium blir kvar.
Koppar hälls på en öppen låga som bränner bort svavel och andra föroreningar och lämnar rå koppar kvar. Vid elektrolys används elektrisk ström för att separera kopparen i stora bassänger som innehåller en vattenlösning som kallas elektrolyt. En elektrisk ström leds i bassängen och all koppar samlas på elektroden som kallas katod.
Metallurgi och särskilt smältning är en nyckel till de tidiga civilisationerna. De tidigaste bevisen på kopparsmältning finns från 5500 till 5000 f.Kr. Platserna finns i Pločnik och Belovode i Serbien.
Kopparsmältningsskorsten - geograph.org.uk - 827814
Frågor och svar
F: Vad är smältning?
S: Smältning är processen för att utvinna en metall ur dess naturliga malm.
F: Vilka metaller kräver smältning?
S: Metaller som järn, koppar, zink och silver måste utvinnas ur sin malm genom smältning.
F: Vad används i smältningsprocessen?
S: Smältningsprocessen innebär vanligen att malmen värms upp och kan också använda ett reduktionsmedel som koks eller träkol. Ett flussmedel, t.ex. kalksten, tillsätts för att transportera bort föroreningar.
F: Hur framställs järn från sin malm?
S: Järn framställs från malmen med hjälp av en masugn som matas med koks, järnmalm och kalksten. Varm luft blåses sedan in i ugnen, vilket gör att koks brinner och reducerar syre från malmen, vilket ger rent järn och koldioxid, medan kalkstenen binder bort eventuella återstående bergarter. Järnet smälter i varm temperatur i botten av ugnen och kan sedan bearbetas till stål.
F: Hur utvinns aluminium ur sin malm?
S: Aluminium utvinns ur sin malm med hjälp av elektriska ugnar, så kallade ljusbågsugnar, där aluminiummalm hälls på botten av ugnen och elektrisk ström leds genom den, vilket leder till höga temperaturer som separerar syre och lämnar metalliskt aluminium kvar.
F: Hur utvinns koppar ur sin malm?
S: Koppar utvinns ur sin malm genom att hälla den på öppen låga som bränner bort svavel och andra föroreningar och lämnar råkoppar kvar, eller genom elektrolys där elektrisk ström används för att separera koppar i stora bassänger som innehåller en vattenlösning, en så kallad elektrolyt, där all koppar samlas på en elektrod som kallas katod.
F: När började metallurgin?
S: Metallurgin började omkring 5500-5000 f.Kr. när man hittade bevis på kopparsmältning i Pločnik och Belovode i Serbien.
