La reducción química, o la fundición, es una forma de la metalurgia extractiva . El uso principal de la fundición es producir un metal de su Oregón. Esto incluye la extracción del hierro (para la producción del acero ) del mineral del hierro, y la extracción de cobre y otros metales de la base de sus minerales hace uso de un reductor químico, comúnmente un combustible que sea una fuente del carbón tal como coque, o en el carbón de leña anterior de las épocas, para cambiar el estado de oxidación del mineral de metal; sin embargo, las plantas para la reducción electrolítica del aluminio también se refieren generalmente como fundidores. El monóxido del carbón o de carbono derivó de él quita el oxígeno del mineral para dejar el metal. Se oxida el carbón, produciendo el dióxido de carbono y el monóxido de carbono . Pues la mayoría de los minerales son impuros, es a menudo necesario utilizar el flujo, tal como piedra caliza para quitar la ganga de acompañamiento de la roca como escoria (también llamada el Scoria o la escoria ).
Fundamentos de la fundición
Los 7 metales que eran sabidos en las épocas antiguas (mercurio, lata, plomo, de cobre, de plata, oro, e hierro ) se pueden en principio fundir con reacciones químicas similares de sus minerales:; Óxido del Mercury: ; Casiterita: ; Minio: ; Óxido de plata: ; Cuprite: ; Hematites:
Diversos minerales requieren diversas reacciones en diversas temperaturas, pero el reductor es casi siempre carbón. La lista antedicha se clasifica en orden cada vez mayor de la temperatura, así que el hierro es el metal más difícil a fundir de los que está en la lista (que es porqué la fundición del hierro era históricamente el último que se descubrirá).
Un error común es pensar que el metal está obtenido del mineral porque en la temperatura alta el metal apenas derrite fuera del Oregón. Eso es incorrecto: si un herrero apenas calienta para arriba el mineral sin el reductor (carbón) apropiado, él apenas obtendrá Oregón fundido. También, uno puede fundir algunos minerales en una temperatura más bajo que la temperatura requerida para derretir el metal. Generalmente, aunque, estas reacciones suceden en las temperaturas arriba bastante derretir el metal resultante, así que el metal puede apenas ser echado directo fuera del horno.
La excepción al párrafo anterior es que algunos óxidos metálicos apenas se descomponen en las temperaturas relativamente bajas, así que en vez de intentar fundir el mercurio fuera del óxido del mercurio, uno puede apenas calentar para arriba el óxido del mercurio alrededor a 500°C, y el óxido se descompondrá en el mercurio y el oxígeno; como ebulliciones del mercurio en 357C, esto hará el óxido descomponerse y hervir hacia fuera, produciendo el mercurio gaseoso alto tóxico. Esto es posible solamente para el mercurio y un puñado de otros óxidos metálicos; la mayoría de los óxidos metálicos deben ser eperlano con el carbón como el reductor.
Primera fundición: hogueras
La fundición es una reacción química que requiere un mineral particular (que la mirada tenga gusto a veces de cualquier otra roca sedimentaria común), un contenido particular del carbón y una temperatura particular para producir el metal. Sin el conocimiento de la química, es imposible predecir si una roca dada se puede fundir o no, y qué producirá. Por lo tanto, hay discusión continuo para entender cómo la gente antigua aprendió cómo fundir.La primera fundición fue hecha probablemente accidentalmente haciendo una hoguera encima de los minerales de la lata o de plomo. Eso puede producir accidentalmente la lata y el plomo metálicos en la parte inferior de la hoguera, pues las temperaturas para fundir la lata y el plomo se obtienen fácilmente en una hoguera. Estos metales pueden entonces ser fundidos y molde en una hoguera.
Los granos más tempranos del plomo del molde sabidos hoy fueron encontrados en el sitio de Çatal Höyük en el Anatolia ( Turquía ), y eran anticuados de 6500BC. Es confuso cuando los artefactos más tempranos de la lata del molde fueron hechos, dado que la lata es mucho más infrecuente que lleva, y artefactos anteriores de la lata se pudieron haber reutilizado para hacer de bronce.
Aunque llevar sea un metal relativamente común, es demasiado suave estar de mucha utilidad, así que la primera fundición del plomo no tenía impacto significativo en el mundo antiguo.
Fundición de cobre: hornos
Había en el pasado algunas discusiones que el cobre era primer eperlano accidentalmente también en hogueras, pero eso parece tan improbables que las hogueras son sobre 200°C corto de la temperatura necesaria para fundir el cobre. Una trayectoria más probable pudo haber estado a través de los hornos de la cerámica, inventados en Irán por 6000BC. Los hornos de la cerámica producen la cerámica que se puede esmaltar con las tierras coloridas (sobre todo óxidos metálicos) para producir los floreros coloridos; sucede que la malaquita (óxido de cobre) es una piedra verde colorida, tan un alfarero que encrusts la malaquita en un florero de cerámica en un horno con carbón produzca algunas gotitas del cobre metálico (que arruina su florero). Eso pudo haber fijado la manera de fundir el cobre.El artefacto primero sabido del cobre del molde es una cabeza del macis encontrada adentro puede Hasan de 5000BC.
El cobre creó un cierto impacto en el mundo antiguo, como produce las buenas armas embotadas y la armadura razonable, pero sigue siendo demasiado suave producir las armas útiles de la lámina. Por lo tanto, la fundición del cobre no substituyó la fabricación de armas de piedra, que todavía produjeron las láminas superiores.
Fundición de bronce
El de bronce es un cobre /el arsénico o la aleación de cobre de la lata . La presencia de arsénico y de lata aumentó dramáticamente la dureza del cobre y produjo las armas guerra-que ganaban, como macis de bronce o el martillo parecía indestructible para entonces, con respecto a los maces y a los martillos de piedra que rompieron y formaron escamas con frecuencia en impacto. Cuando los smiths aprendidos para hacer las dagas y las espadas de bronce ellos encontraron que mantuvieron su más largo del borde mucho comparado a las dagas de la piedra existente y del vidrio volcánico. Por otra parte, mientras que uno no puede hacer la armadura de piedra (y por lo tanto los guerreros tuvieron que confiar en la armadura de cuero), el bronce se puede hacer fácilmente en una armadura que sea impermeable a todas las armas del período. Por lo tanto, conocimiento de la fundición de los reyes permitidos de bronce para superar a sus enemigos, y causado tal revolución que marcó el final de la Edad de Piedra y el principio de la edad de bronce. Sería milenios, aunque, hasta que el bronce se podría utilizar por los soldados comunes y los townsfolk, y eran durante mucho tiempo artículos de lujo usados por la nobleza.El primer de cobre/arsénico broncea la fecha de 4200BC Asia Menor, y fue utilizada durante mucho tiempo hasta que sea substituida por los bronces modernos del cobre/de la lata por 1500BC. Es confuso que si en un cierto punto a tiempo los smiths que produjeron el bronce de cobre/arsénico agregaron los óxidos arsénicos en propósito, o si exploraron algunas vetas de cobre que sucedieron tener arsénico como contaminación afortunada.
El primer cobre/lata broncea la fecha de 3200BC, otra vez Asia Menor. Los bronces del cobre/de la lata son más duros y más durables que el cobre/el arsénico unos, e hicieron éstos obsoletos. El proceso con el cual los smiths aprendieron producir los bronces del cobre/de la lata es de nuevo un misterio. El primeros tales bronces eran probablemente un accidente afortunado de la contaminación de la lata de los minerales de cobre, pero por 2000BC sabemos que la lata era minada en el propósito para la producción de bronce. Esto es asombroso, dado que la lata es un metal semi-raro, e incluso un mineral rico de la casiterita tiene solamente lata del 5%. También, la casiterita parece cualquier roca común, y toma habilidades especiales (o los instrumentos especiales) para encontrarla y para localizar las vetas más ricas. Pero, cualesquiera medidas fueron tomadas para aprender sobre la lata, éstos eran entendidos completamente por 2000BC.
Fundición temprana del hierro
considera también: Historia ferroso de la metalurgia La evidencia más temprana hasta la fecha de la fundición de Bloomery del hierro se encuentra en el dice Hammeh, Jordania (véase también el acoplamiento externo), y fechas a 930 CalBC (datación C14). Sin embargo, basado en el expediente arqueológico de los artefactos del hierro, está claro que la reducción intencional del metal del hierro de los minerales terrestres (en el caso Hammeh un mineral del hematites ), debe haber comenzado cerca del final de la última edad de bronce (CA 1600– 1150 A. Donde y cómo la fundición del hierro fue descubierta se discute extensamente, y sigue siendo incierto debido a la carencia significativa de los hallazgos de la producción. Sin embargo, hay un cierto consenso que plancha la tecnología originada en Cercano Oriente, quizás en el del este Anatolia .
En el Egipto antiguo en alguna parte entre el tercer período intermedio y dinastía (CA 1100&ndash la 23ro; 750) hay A. indicaciones de la cerrajería. Perceptiblemente sin embargo, no se ha atestiguado ninguna evidencia de la fundición del hierro del mineral en a Egipto en ninguÌn período. Hay otras indicaciones de la fundición y del funcionamiento del hierro en las Áfricas occidentales al lado 1200 A. Además, los casos muy tempranos del acero de carbón fueron encontrados para estar en la producción alrededor de 2000 YBP en el del noroeste Tanzania, basada en principios complejos del precalientamiento. Estos descubrimientos son significativos para la historia de la metalurgia.
La mayoría de los procesos tempranos en Europa y África implicaron el mineral de hierro de la fundición en un Bloomery, donde se guarda la temperatura bajo bastante de modo que el hierro no derrita. Esto produce una masa esponjosa del hierro llamada una floración, que entonces tiene que ser consolidada con un martillo.
Fundición posterior del hierro
considera también: Historia ferroso de la metalurgia A partir del período medieval, el proceso de la reducción directa en bloomeries comenzó a ser substituido por un proceso indirecto. En esto un horno fue utilizado para hacer el hierro de cerdo, que entonces tuvo que experimentar otro proceso para hacer el hierro en barra forgeable. Otros detalles de esto serán encontrados en el artículo sobre el horno . Los procesos para la segunda etapa incluyen multar en una fragua de las galas y de la Revolución industrial que pudela . Sin embargo ambos procesos son obsoletos ahora, y el hierro labrado ahora se hace apenas. En lugar, el acero suave es producido de un convertidor de Bessemer o por otros medios.
Metales bajos
Los minerales de metales bajos son a menudo sulfuros. En siglos recientes, han utilizado a los fundidores de reverbero (a veces llamado las cúpulas). Éstos mantienen el combustible y la carga que son separados fundido. Éstos fueron utilizados tradicionalmente para realizar el primer paso: formación de dos líquidos, uno una escoria del óxido que contiene la mayor parte de los elementos de la impureza, y el otro un mate del sulfuro que contiene el sulfuro de metal valioso y algunas impurezas. Tal " reverb" Los hornos tienen hoy cerca de 40 m de largo, 3 m de alto y 10 m de ancho. El combustible se quema en un extremo y los derretimientos del calor que el sulfuro seco concentra (generalmente después de la asación parcial), que se alimenta con las aberturas en la azotea del horno. La escoria flota encima de la mata más pesada, y se quita y se desecha o se recicla. La mata del sulfuro entonces se envía al convertidor . Sin embargo los detalles exactos del proceso variarán para un metal a otro.| Random links: | J. Meade Falkner | Dave Allen (cómico) | Punto de la belleza, Nuevo Gales del Sur | SharpDevelop | Chipre Turkish Airlines |