The pyrometallurgical adalah cabang metalurgi yang bertanggung jawab untuk produksi dan pemurnian logam melalui penggunaan panas . Ini adalah teknik ekstraksi logam yang paling tradisional, dari mineral, menghilangkan gangue , yaitu silikat atau mineral lain tanpa bunga, yang dibuang untuk mendapatkan logam dari mineral.
Metode memperoleh ini adalah yang pertama digunakan. Logam seperti besi, nikel, tembaga, emas, dll., diperoleh dari mineral berkat teknik ini, yang digunakan dalam proporsi besar karena prosesnya yang sangat cepat dibandingkan dengan yang lain, tetapi memiliki kelemahan karena cukup polusi Untuk lingkungan.
Dalam pirometalurgi, setelah gangue dihilangkan, atau setidaknya sebagian besar, proses memperoleh logam dimulai. Proses ini pada dasarnya terdiri dari reduksi kimia, karena logam perlu diubah dari bilangan oksidasi positifnya (yang muncul dalam mineral dalam keadaan bebas), menjadi bilangan oksidasi nol:
M ^ n + + ne ^ – → M
Pengurangan ini dapat dilakukan dengan dua cara berbeda:
- Pyrometallurgical atau termal , mencakup berbagai proses seperti kalsinasi, pemanggangan dan reduksi. Semua proses dengan cara ini terjadi pada suhu tinggi, yang dihasilkan oleh pembakaran berbagai bahan bakar. Sebagian besar logam diperoleh dengan cara ini.
- Elektrolisis garam atau oksida logam pereduksi , seperti logam alkali, logam alkali tanah atau juga dengan aluminium.
Kalsinasi:
Kalsinasi terdiri dari pemanasan mineral yang dibentuk oleh hidroksida, pada suhu yang sangat tinggi, untuk menguraikan mineral, menghilangkan air atau karbon dioksida sebagai gas. Dengan cara ini oksida logam diperoleh, misalnya:
2 Fe (OH) 3 (s) → Fe2O3 (s) + 3 H2O (g)
ZnCO3 (s) → ZnO (s) + CO2 (g)
Memanggang:
Ini adalah proses yang mengalami sulfida logam, terdiri dari pemanasan mineral dengan adanya oksigen (dari udara), yang mengarah pada pembentukan oksida logam dan sulfur dioksida dalam keadaan gas. Gas tersebut nantinya dapat digunakan untuk pembuatan asam sulfat, sehingga terhindar dari pencemaran lingkungan, karena merupakan salah satu gas penyebab hujan asam.
Pemanggangan dilakukan dalam oven pemanggang, yang memiliki bentuk berbeda.
Pemanggangan seng dan timbal sulfida terjadi melalui reaksi berikut:
2 ZnS (s) + 3 O2 (g) → 2 ZnO (s) + 2 SO2 (g)
2PbS (s) + 3 O2 (g) → 2 PbO (s) + 2 SO2 (g)
Merkuri diperoleh langsung dalam bentuk uap dari belerang, uap tersebut mengembun dan berubah menjadi keadaan cair:
HgS (s) + O2 (g) → SO2 (g) + Hg (g)
Ada banyak jenis pemanggangan seperti oksidatif, magnetisasi, sulfat, klorinasi, karbonisasi, pemisahan, penguapan, pengurangan pemanggangan, dll.
Pengurangan:
Proses ini terdiri dari memperoleh logam bebas dari oksida logam di mana logam muncul dengan oksidasi positif.
Untuk melaksanakannya, digunakan zat pereduksi, yang dalam banyak kasus adalah karbon, CO, hidrogen, atau logam pereduksi lainnya.
Seperti kalsinasi, proses ini berlangsung dalam oven dengan berbagai bentuk dan ukuran.
Ada logam yang di alam sudah dalam bentuk oksida, sementara yang lain muncul sebagai sulfida, dan harus dipanggang terlebih dahulu untuk mengubahnya menjadi oksida. Dalam hal mereka disajikan sebagai karbonat, kalsinasi sebelumnya diperlukan:
SnO2 (s) + 2C (s) → Sn (l) + 2 CO (g)
Cr2 O3 (s) + 2 Al (s) → 2 Cr (l) + Al2 O3 (s)
Proses pirometalurgi memiliki kelebihan dan kekurangan:
Keuntungan:
- Mereka memiliki kecepatan reaksi yang cepat
- Mereka memperoleh produksi yang tinggi
- Mereka ideal untuk mengolah bahan baku yang heterogen dan kompleks
Kekurangan:
- Mereka memiliki sedikit selektivitas
- Mendapatkan langkah harus sering diulang
- Ini menghasilkan pencemaran lingkungan yang besar karena residu gas seperti SO2.
- Ini mengkonsumsi sejumlah besar energi.