Rafinarea unui metal este o operație ce constă în purificarea unui metalic . Metalul final este același cu cel de pornire, dar cu elemente chimice mai puțin nedorite.
Există un număr mare de procese de rafinare, inclusiv pirometalurgie , hidrometalurgie și tehnici de electroliză .
Un metal, adesea produs prin reducerea oxidului său, nu este în general obținut într-un grad suficient de puritate pentru a fi utilizat într-o singură etapă. În general, există impurități care trebuie îndepărtate, fie pentru că degradează proprietățile metalului (de exemplu, urme de carbon și fosfor din oțel care îi reduc proprietățile mecanice), fie pentru că au valoare (aur și argint în cupru , de exemplu).
Rafinarea se poate face într - un cuptor (de oțel , de exemplu) , în care metalul lichid este purificat prin oxidarea impurităților, sau prin distilare ( zinc , germaniu ), prin electroliza ( cupru , aluminiu ), prin hidrometalurgia , etc. În cazurile în care sunt necesare purități extreme (electronice), se folosește tehnica zonei topite, care permite realizarea unei impurități de 10-11 %.
Metalurgie | Produs de pornire | Proces | Produs rafinat | Observații |
---|---|---|---|---|
Fier |
Fontă brută 93-95% Fe |
Mazéage |
Fontă albă ~ 96% Fe |
Proces care a fost utilizat în general pentru a transforma fonta gri în fontă albă, prin arderea siliciului. Dispare în timpul XIX - lea secol. |
Fontă brută 93-95% Fe |
Bălăcire |
Fier pudd > 99% Fe |
Procesul a dispărut. Folosit pe tot parcursul XIX - lea secol. | |
Fonta hematitul 93-95% Fe |
Procesul Bessemer |
Oțel > 99,8% Fe |
Procesul a dispărut. Folosit din 1860 până în 1970. | |
Fosforul porc fier 93-95% Fe |
Procesul Thomas |
Oțel > 99,8% Fe |
Procesul a dispărut. Folosit din 1880 până în 1980. | |
Fontă brută 93-95% Fe |
Procesul Martin-Siemens |
Oțel > 99,8% Fe |
Proces în curs de dispariție. Folosit din 1870. | |
Cupru |
Cupru mat 20-70% Cu |
Proces Manhès-David | Blister > 97% Cu |
Cele cilindrice convertoarele Peirce-Smith furnizează 90% din matele de rafinare coppery. |
Blister > 97% Cu |
Electroliză | Cupru > 99,9% Cu |
||
Nichel |
Nichel mat 30-60% Ni |
Proces Manhès-David | Matte rafinat 40-80% Ni |
Preocupări 2/3 din extracția nichelului . |
Matte rafinat 40-80% Ni |
Solidificare fracționată | Matte mat 50-80% Ni |
||
Aliaj de nichel-cupru 65% Ni |
Procesul Mond | Nichel > 99% Ni |
Rafinarea chimică se referă la 1/5 din extracția de nichel. | |
Sulfură de nichel 55% Ni, 5% Co , 35% S |
Electroliză | Nichel > 99,9% Ni |
Preocupă 13% din extracția de nichel. | |
Siliciu | Siliciul metalurgic > 99% Si |
Metoda zonei topite | Siliciul electronic 99,99999999% Si |
Proces tehnic aplicabil tuturor metalelor. |
Procesele de rafinare sunt dezvoltate din două constrângeri: