Kas dalyvauja lydant rūdą?

Rūdos lydymas yra procesas, kai uoliena, kurioje yra mineralinių metalų, kaitinama, dažnai pridedant kitų cheminių medžiagų ar dujų, kad būtų atskirtas natūralus metalas tolesniam naudojimui ir apdorojimui. Manoma, kad varis ir sidabras buvo ankstyviausi žmonijos kada nors išlydyti metalai, o šio proceso kilmę galima atsekti tūkstančius metų iki civilizacijos aušros. Ankstyvas oksido pagrindu pagamintų rūdų, tokių kaip geležis, lydymas susijęs su anglies patekimu į lydymo krosnį medžio anglies pavidalu, kur esant aukštai temperatūrai anglis jungtųsi su rūdoje esančiu deguonimi ir išlaisvintų netauriuosius metalus. Daugelis ankstyvųjų civilizacijos raidos amžių yra pavadinti pagal to laikotarpio įprastą lydymo technologiją arba jos nebuvimą, pavyzdžiui, akmens amžius, bronzos amžius ir geležies amžius.

Šiuolaikinė lydymo krosnis paprastai yra didelė, termiškai apdorota plieninė reaktoriaus kamera, išklota anglimi ir dažnai žinoma kaip redukcijos kamera. Kamera kaitinama iki metalo lydymosi temperatūros ir reaguoja su cheminėmis medžiagomis, kurios jungiasi su jo oksidatoriais. Metalas nusausinamas, o kietos atliekos, žinomos kaip šlakas, saugomos saugiam šalinimui. Buvo žinoma, kad lydymo būdai labai teršia aplinką, nes gali susidaryti nuotekų ir sunkiųjų metalų teršalų, tokių kaip arsenas, kadmis ir gyvsidabris, kurie teršia vietinius vandens kelius.

Dažnas rūdos lydymosi skundas buvo tas, kad įranga taip pat sukuria pavojingą oro taršą, dėl kurios atsiranda rūgštus lietus. Dėl sieros rūgšties rūko lydymosi metalų sulfidų išmetimas sieros dioksidas, kuris reaguoja su atmosfera, gali pakenkti atmosferai. To pavyzdys yra vario sulfidas CuFeS2, kuris lydomas taip pat, kaip ir prieš šimtmečius. Rūgštūs lietūs kenkia ne tik žmonių ir gyvūnų populiacijoms, bet ir gali padidinti dirvožemio rūgštingumą, nes dauguma augalų negali klestėti labai rūgščioje aplinkoje. Šiuolaikiniuose lydymo įrankiuose dabar naudojami elektrostatiniai nusodintuvai, kurie tarnauja kaip oro valytuvai, siekiant sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį, ir išlydytų nuotekų perdirbimas atgal į procesą, o ne išleidžiamas į aplinką.

Naujesnis rūdos lydymo metodas apima tai, kas žinoma kaip greitoji krosnis, kuri naudojama lydyti nuo vario iki alavo ar aliuminio. Tai labiau uždara aplinkos sistema nei tradicinės lydyklos ir daugiausia egzoterminė, kai lydykla generuoja šilumą per chemines reakcijas, o ne iš išorės šaltinių. Aliuminio oksido lydymo rūda tokiu būdu perdirbama į aliuminį reakcijos kameroje, kuri veikia nuo 1,778° iki 2,102° Farenheito (970° iki 1,150°C) temperatūroje. Reakcijos elementas taip pat yra elektriškai įkrautas, o tai padeda pašalinti nešvarumus ir reaguoja aliuminio oksidui su anglimi, kad susidarytų aliuminis ir anglies dioksidas.

Greitoji krosnis gavo savo pavadinimą dėl rūdos lydymosi proceso, kai rūdoje esantys sieros oksidai akimirksniu paverčiami sieros dioksido dujomis. Šios dujos yra išsiurbiamos naujo tipo lydymo įrankiais krosnyje, laikomos ir parduodamos kitoms pramonės reikmėms. Nors tai padidina lydymo saugą, senesnio tipo sukepinimo ir aukštakrosnių konstrukcijų, skirtų rūdai lydyti, keitimas į greitas krosnis buvo pradėtas tik praėjusio amžiaus dešimtojo dešimtmečio viduryje. Tarša vis dar yra didelė lydymo pramonės problema, o žemė aplink lydykles tradiciškai buvo dykvietė, kurioje niekas natūralaus neklestės.