Den raffinering af et metal er en operation, der består i at oprense et metal . Det endelige metal er det samme som det udgående, men med mindre uønskede kemiske grundstoffer.
Der er et stort antal raffineringsprocesser, herunder pyrometallurgi , hydrometallurgi og elektrolyseteknikker .
Et metal, der ofte fremstilles ved reduktion af dets oxid, opnås generelt ikke i en tilstrækkelig grad af renhed til at blive anvendt i et trin. Der er generelt urenheder, der skal fjernes, enten fordi de nedbryder metalets egenskaber (for eksempel spor af kulstof og fosfor i stålet, der reducerer dets mekaniske egenskaber), eller fordi de har værdi (guld og sølv i kobber , for eksempel).
Raffinering kan gøres i en ovn (for stål for eksempel), hvor det flydende metal renses ved oxidation af urenheder, eller ved destillation ( zink , germanium ), ved elektrolyse ( kobber , aluminium ), ved hydrometallurgiske , etc. I tilfælde, hvor der kræves ekstrem renhed (elektronisk), anvendes den smeltede zonteknik, som opnår 10-11 % urenhed.
Metallurgi | Startprodukt | Behandle | Raffineret produkt | Bemærkninger |
---|---|---|---|---|
Jern |
Grisejern 93-95% Fe |
Mazéage |
Hvidt støbejern ~ 96% Fe |
Fremgangsmåde, der generelt blev brugt til at omdanne grå støbejern til hvidt støbejern ved forbrænding af silicium. Forsvinder i det XIX th århundrede. |
Grisejern 93-95% Fe |
Puddling |
Plettejern > 99% Fe |
Processen forsvandt. Bruges hele XIX th århundrede. | |
Råjern hæmatit 93-95% Fe |
Bessemer-processen |
Stål > 99,8% Fe |
Processen forsvandt. Brugt fra 1860 til 1970. | |
Fosfor gris jern 93-95% Fe |
Thomas-processen |
Stål > 99,8% Fe |
Processen forsvandt. Brugt fra 1880 til 1980. | |
Grisejern 93-95% Fe |
Martin-Siemens-processen |
Stål > 99,8% Fe |
Process i færd med at forsvinde. Brugt siden 1870. | |
Kobber |
Mat kobber 20-70% Cu |
Manhès-David proces | Blister > 97% Cu |
De cylindriske Peirce-Smith-konvertere giver 90% raffinering af matte coppery. |
Blister > 97% Cu |
Elektrolyse | Kobber > 99,9% Cu |
||
Nikkel |
Mat nikkel 30-60% Ni |
Manhès-David proces | Mat raffineret 40-80% Ni |
Gælder 2/3 af nikkelekstraktionen . |
Mat raffineret 40-80% Ni |
Fraktioneret størkning | Mat mat 50-80% Ni |
||
Nikkel-kobberlegering 65% Ni |
Mond-proces | Nikkel > 99% Ni |
Kemisk raffinering vedrører 1/5 af nikkelekstraktion. | |
Nikkelsulfid 55% Ni, 5% Co , 35% S |
Elektrolyse | Nikkel > 99,9% Ni |
Vedrører 13% af nikkelekstraktion. | |
Silicium | Metallurgisk silicium > 99% Si |
Metode til smeltet zone | Elektronisk silicium 99,99999999% Si |
Process teknisk anvendelig på alle metaller. |
Raffineringsprocesserne er udviklet ud fra to begrænsninger: