Verhüttung
Verhüttung ist der allgemeine Begriff für die Gewinnung eines Metalls aus seinem natürlichen Erz. Gold ist eine Ausnahme, da es gewöhnlich als reines Metall gefunden wird. Andere Metalle, wie Eisen, Kupfer, Zink und Silber, müssen aus ihrem Erz gewonnen werden.
Der Verhüttungsprozess beinhaltet immer die Erhitzung des Erzes und kann auch ein Reduktionsmittel wie Koks oder Holzkohle verwenden. Die meisten Erze sind Oxide, Sulfide oder Karbonate. Bei diesem Prozess wird der nichtmetallische Teil entfernt, wobei das Metall zurückbleibt. Da Erze nicht rein sind, wird ein Flussmittel hinzugefügt, um die Verunreinigungen abzutragen. Kalkstein ist das übliche Flussmittel für diesen Zweck. Es entfernt die Verunreinigungen als Schlacke.
Darüber hinaus hat jedes Metall seine eigenen speziellen Methoden. Die Herstellung von Eisen aus seinem Erz erfolgt in einem Hochofen. Die Herstellung von Zink oder Aluminium aus ihren Erzen erfordert (zusätzlich zur Wärme) eine Elektrolyse.
Eisen wird in großen Reaktoren, den so genannten Hochöfen, aus Eisenerz erschmolzen. Ein Hochofen ist eine hohe vertikale Struktur, die mit Koks, Eisenerz und Kalkstein beschickt wird. Wenn heiße Luft in den Hochofen geblasen wird, verbrennt der Koks und reduziert den Sauerstoff aus dem Erz, wobei blankes Eisen und Kohlendioxid entsteht. Der Kalkstein bindet das verbliebene Grundgestein. Das Eisen schmilzt bei der heißen Temperatur und wird in flüssiger Phase am Boden abgestochen. Es wird dann zu Stahl verarbeitet. Der Kalkstein und das Grundgestein bilden eine Verbindung, die Schlacke genannt wird. Sie kann zur Herstellung von Ziegeln, Beton oder Straßenbelägen verwendet werden. Frühere Methoden beinhalten Bloomery.
Aluminium wird in elektrischen Öfen, so genannten Lichtbogenöfen, geschmolzen. Das Aluminiumerz wird auf den Boden des Ofens gegossen, und elektrischer Strom wird durch das Erz geleitet. Die Temperatur steigt so hoch an, dass sich der Sauerstoff abscheidet und metallisches Aluminium zurückbleibt.
Kupfer wird auf offener Flamme gegossen, wobei Schwefel und andere Verunreinigungen verbrannt werden und rohes Kupfer zurückbleibt. Die Elektrolyse verwendet elektrischen Strom, um das Kupfer in großen Becken abzutrennen, die eine Wasserlösung enthalten, die Elektrolyt genannt wird. Ein elektrischer Strom wird in den Pool geleitet, und das gesamte Kupfer sammelt sich an der Elektrode, die Kathode genannt wird.
Metallurgie und insbesondere Verhüttung ist ein Schlüssel zu den frühen Zivilisationen. Die frühesten Zeugnisse der Kupferverhüttung stammen aus der Zeit zwischen 5500 v. Chr. und 5000 v. Chr. Die Fundstellen befinden sich in Pločnik und in Belovode, Serbien.
Schornstein für Kupferverhüttung - geograph.org.uk - 827814
Fragen und Antworten
F: Was ist Schmelzen?
A: Schmelzen ist der Prozess der Gewinnung eines Metalls aus seinem natürlichen Erz.
F: Welche Metalle müssen verhüttet werden?
A: Metalle wie Eisen, Kupfer, Zink und Silber müssen durch Verhüttung aus ihren Erzen gewonnen werden.
F: Was wird bei der Verhüttung verwendet?
A: Der Verhüttungsprozess beinhaltet in der Regel das Erhitzen des Erzes und kann auch ein Reduktionsmittel wie Koks oder Holzkohle verwenden. Ein Flussmittel wie Kalkstein wird hinzugefügt, um Verunreinigungen abzutransportieren.
F: Wie wird Eisen aus seinem Erz gewonnen?
A: Eisen wird aus seinem Erz mit Hilfe eines Hochofens gewonnen, der mit Koks, Eisenerz und Kalkstein beschickt wird. Dann wird heiße Luft in den Ofen geblasen, wodurch der Koks verbrennt und dem Erz den Sauerstoff entzieht, so dass blankes Eisen und Kohlendioxid entstehen, während der Kalkstein das restliche Gestein bindet. Das Eisen schmilzt bei heißen Temperaturen am Boden des Ofens und kann dann zu Stahl verarbeitet werden.
F: Wie wird Aluminium aus seinem Erz gewonnen?
A: Aluminium wird mit Hilfe von Elektroöfen, den sogenannten Lichtbogenöfen, aus seinem Erz gewonnen. Das Aluminiumerz wird auf den Boden des Ofens geschüttet und mit elektrischem Strom durchflossen, wodurch hohe Temperaturen entstehen, die den Sauerstoff abtrennen und das metallische Aluminium zurücklassen.
F: Wie wird Kupfer aus seinen Erzen gewonnen?
A: Kupfer wird aus seinen Erzen gewonnen, indem man es in eine offene Flamme schüttet, die Schwefel und andere Verunreinigungen verbrennt, so dass rohes Kupfer zurückbleibt, oder durch Elektrolyse, bei der elektrischer Strom verwendet wird, um Kupfer in großen Becken mit einer Wasserlösung, dem sogenannten Elektrolyten, abzutrennen, wobei sich das gesamte Kupfer auf einer Elektrode, der Kathode, sammelt.
F: Wann begann die Metallurgie?
A: Die Metallurgie begann um 5500 v. Chr. - 5000 v. Chr., als man an den Fundorten Pločnik und Belovode in Serbien Hinweise auf Kupferverhüttung fand.
