Hutnictwo
Wytapianie to ogólny termin na pozyskiwanie metalu z jego naturalnej rudy. Wyjątek stanowi złoto, ponieważ jest ono zwykle spotykane jako czysty metal. Inne metale, takie jak żelazo, miedź, cynk i srebro, muszą być pozyskiwane z ich rudy.
Proces wytapiania zawsze wiąże się z podgrzaniem rudy, a także może wykorzystywać środek redukujący, taki jak koks lub węgiel drzewny. Większość rud to tlenki, siarczki lub węglany. Proces ten usuwa część niemetalową, pozostawiając za sobą metal. Rudy nie są czyste, dlatego dodaje się do nich topnik w celu odprowadzenia zanieczyszczeń. Wapień jest zwykłym topnikiem do tego celu. Usuwa on zanieczyszczenia w postaci żużla.
Poza tym, każdy metal ma swoje własne, specjalne metody. Produkcja żelaza z jego rudy odbywa się w wielkim piecu. Produkcja cynku lub aluminium z ich rud wymaga (oprócz ciepła) elektrolizy.
Żelazo wytapiane jest z rudy żelaza w dużych reaktorach zwanych wielkimi piecami. Wielki piec jest wysoką, pionową strukturą, zasilaną koksem, rudą żelaza i wapieniem. Kiedy w wielkim piecu wydmuchiwane jest gorące powietrze, koks spala się i zmniejsza ilość tlenu z rudy, tworząc gołe żelazo i dwutlenek węgla. Wapień wiąże się z pozostałą skałą macierzystą. Żelazo topi się w gorącej temperaturze i jest odciągane w fazie ciekłej na dnie. Następnie jest obrabiane w stal. Wapień i kamień węgielny tworzą związek zwany żużlem. Może być używany do produkcji cegieł, betonu lub nawierzchni dróg. Wcześniejsze metody to Bloomery.
Aluminium wytapiane jest w piecach elektrycznych zwanych elektrycznymi piecami łukowymi. Ruda aluminium wylewana jest na dno pieca, a prąd elektryczny prowadzony jest przez rudę. Temperatura wzrasta tak wysoko, że tlen oddziela się, pozostawiając metaliczne aluminium.
Miedź wylewana jest na goły płomień, który spala siarkę i inne zanieczyszczenia, pozostawiając surową miedź. Elektroliza wykorzystuje prąd elektryczny do oddzielenia miedzi w dużych basenach, które zawierają roztwór wodny zwany elektrolitem. Prąd elektryczny jest prowadzony w basenie, a cała miedź gromadzi się na elektrodzie zwanej katodą.
Hutnictwo, a zwłaszcza wytapianie jest kluczem do wczesnych cywilizacji. Najwcześniejsze dowody na wytapianie miedzi pochodzą z okresu od 5500 r. p.n.e. do 5000 r. p.n.e. Miejsca te znajdują się w Pločniku i Belovode w Serbii.
Komin do wytapiania miedzi - geografia.org.uk - 827814
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest wytapianie?
O: Wytapianie to proces wydobywania metalu z jego naturalnej rudy.
Q: Jakie metale wymagają wytopu?
A: Metale takie jak żelazo, miedź, cynk i srebro muszą być wydobywane ze swojej rudy poprzez wytapianie.
P: Co jest wykorzystywane w procesie wytapiania?
O: Proces wytapiania polega zazwyczaj na podgrzaniu rudy i może również wykorzystywać środek redukujący, taki jak koks lub węgiel drzewny. Dodaje się topnik, taki jak wapień, aby odprowadzić zanieczyszczenia.
P: Jak produkuje się żelazo z jego rudy?
O: Żelazo produkuje się z jego rudy w wielkim piecu, który jest zasilany koksem, rudą żelaza i wapieniem. Następnie do pieca wdmuchiwane jest gorące powietrze, które powoduje, że koks spala się i redukuje tlen z rudy, tworząc gołe żelazo i dwutlenek węgla, podczas gdy wapień wiąże resztki skały macierzystej. Żelazo topi się w gorącej temperaturze na dnie pieca i może być następnie przerabiane na stal.
P: Jak wydobywa się aluminium z jego rudy?
O: Aluminium wydobywa się z rudy za pomocą pieców elektrycznych, zwanych elektrycznymi piecami łukowymi, w których ruda aluminium jest wsypywana na dno pieca i przepuszczany jest przez nią prąd elektryczny, co powoduje powstanie wysokiej temperatury, która oddziela tlen, pozostawiając metaliczne aluminium.
P: Jak wydobywa się miedź z jej rud?
O: Miedź wydobywa się z rud poprzez wrzucenie jej do otwartego ognia, który spala siarkę i inne zanieczyszczenia, pozostawiając surową miedź, lub poprzez elektrolizę, która wykorzystuje prąd elektryczny do oddzielenia miedzi w dużych basenach zawierających roztwór wodny zwany elektrolitem, gdzie cała miedź gromadzi się na elektrodzie zwanej katodą.
P: Kiedy zaczęła się metalurgia?
O: Metalurgia rozpoczęła się około 5500 r. p.n.e.-5000 r. p.n.e., kiedy znaleziono dowody na wytapianie miedzi na stanowiskach w Pločniku i Belovode w Serbii.
