Τα βασικά στάδια της μεταλλουργίας

Η παραλαβή ενός μετάλλου από ένα ορυκτό είναι μια πολύπλοκη χημική διαδικασία που ονομάζεται μεταλλουργία και απαιτεί εξειδικευμένες επιστημονικές και τεχνολογικές γνώσεις και ειδικές εγκαταστάσεις. Περιλαμβάνει τρία βασικά στάδια: τον εμπλουτισμό του μεταλλεύματος, τη χημική κατεργασία και τον καθαρισμό του μετάλλου. Με τον εμπλουτισμό το μετάλλευμα απαλλάσσεται από διάφορες προσμίξεις, όπως χώμα, πέτρες κ.λπ. Ο εμπλουτισμός μπορεί να γίνει με διάφορες τεχνικές όπως:
Xρωματική διαλογή με τα χέρια | Kοσκίνισμα
Έκπλυση με νερό | Επίπλευση
Εμπλουτισμός του μεταλλεύματος μπορεί να γίνει ακόμη και με μαγνητικό διαχωρισμό.
Μαγνητικός διαχωρισμός | Τεχνική μαγνητικού διαχωρισμού
Το δεύτερο στάδιο της μεταλλουργίας, το στάδιο της χημικής κατεργασίας, είναι το σπουδαιότερο. Με διάφορες χημικές τεχνικές παραλαμβάνεται το μέταλλο από το μετάλλευμα. Συνήθως, τα μέταλλα λαμβάνονται από τα οξείδιά τους. Θα πρέπει επομένως με κάποιο τρόπο να αφαιρεθεί το οξυγόνο. Αυτό επιτυγχάνεται με διάφορες ουσίες που έχουν την ικανότητα αυτή και ονομάζονται αναγωγικά μέσα. Αναγωγικά μέσα είναι το μεταλλουργικό κωκ, το υδρογόνο και τα διάφορα μέταλλα, όπως το αλουμίνιο. Σε μερικές περιπτώσεις τα μέταλλα μπορούν να λαμβάνονται από τα άλατά τους με ποικίλους τρόπους, όπως, για παράδειγμα, με ηλεκτρολυτική αναγωγή.
Κάντε κλικ στις εικόνες για να παρακολουθήσετε τα βίντεο
Παραλαβή Cr από Cr2O3. Αναγωγή με αργίλιο | Παραλαβή Cu από CuO. Αναγωγή με υδρογόνο | Παραλαβή Cu από CuCl2. Ηλεκτρόλυση
Το τρίτο και τελευταίο στάδιο της μεταλλουργίας είναι ο χημικός καθαρισμός. Εφαρμόζεται μόνο όταν το παραγόμενο προϊόν έχει διάφορες ανεπιθύμητες προσμίξεις. Το στάδιο αυτό αποβλέπει στην απομάκρυνση όλων των ξένων ουσιών που περιέχει το μέταλλο, οι οποίες δεν απομακρύνθηκαν με το δεύτερο στάδιο της χημικής κατεργασίας. Το τελικό προϊόν θα πρέπει πάντα να είναι καθαρό μέταλλο. Εφαρμόζονται διάφορες τεχνικές. Μία από τις πιο γνωστές μεθόδους για τον καθαρισμό του μετάλλου είναι η τεχνική της ηλεκτρόλυσης που συνήθως οδηγεί στην παραγωγή πολύ καθαρών προϊόντων. Έτσι, κατά τον ηλεκτρολυτικό καθαρισμό του χαλκού, ως κάθοδος χρησιμοποιείται καθαρός χαλκός, ως άνοδος το μη καθαρό μέταλλο και ως ηλεκτρολυτικό διάλυμα, διάλυμα θειικού χαλκού. Κατά την πορεία της ηλεκτρόλυσης μεταφέρεται ο χαλκός από την άνοδο στην κάθοδο, ενώ οι προσμίξεις και οι ξένες ύλες πέφτουν στον πυθμένα του δοχείου.