Ristning (metallurgi)

En enhed til ristning af tinmalm ifølge Georgius Agricola

I metallurgi refererer ristning eller ristning til behandling af malme, der indeholder svovl , antimon og arsen ved at opvarme dem i stegeovne . Dette skaber ristende gasser som svovldioxid og arsentrioxid ( smelterøg ). Andre metaloxider dannet under stegningsprocessen med oxidation udsættes for et reducerende behandlingstrin.

Historisk set måtte jernmalm ristes for at gøre det lettere at knuse og ilægge en racingovn . Dette gælder især for såkaldte magnetisk malm, hæmatit og hæmatit . Malmen blev derefter knust manuelt med hamre eller med en stemplingsfabrik .

Historisk set var svovlholdig kobbermalm z. B. kobbersten eller chalcopyrit smeltes normalt i fem trin. I det første trin, normalt kaldet koldristning, fremstilles malmen smuldrende, og noget af svovlet fjernes. I det fri udsættes malmen i bunkebrændingen for en brænde i cirka 60 dage. Dette skaber en giftig røg af svovldioxid og forårsager permanent miljøskade. For det meste blev skove hugget helt ned for dette. I det andet trin smeltede malmen i en skaftovn på ca. 15 dage med tilsætning af trækul til dannelse af rå sten, en blanding af jern, kobber og svovl. Jern blev adskilt ved reaktion med ilt og svovl. I det tredje trin fandt en anden stegeproces sted i omkring 40 dage ved gentagne gange at flytte malmen i en mursten, hovedsagelig overdækket ristestald. Dette trin blev kaldt drejning eller skiftevis ristning. I det fjerde trin blev der produceret sort kobber efter ca. fire dage i skaftovnen med tilsætning af trækul. Endelig, i det femte trin, blev slutproduktet kogt kobber skabt under tilberedningsprocessen efter ca. en dag gennem oxiderende smeltning. Under smeltningen, der varede omkring 120 dage, var det også muligt at opnå elementært svovl.

Ristning reaktion proces

Den reducerende ristning af metalsulfider til elementære metaller (Me _n S _m → Me) finder sted i to trin. For det første omdannes to tredjedele af metalsulfidet til metaloxidet med ilt (O ₂ ) . I det andet trin fortsættes opvarmningen derefter i fravær af ilt, hvilket resulterer i, at det resterende metalsulfid reagerer med det resulterende metaloxid til dannelse af det grundlæggende metal og yderligere svovldioxid .

Ansøgninger

Reduktion af bly (II) sulfid til elementært bly :

${\ displaystyle \ mathrm {3 \ PbS + 3 \ O_ {2} \ longrightarrow PbS + 2 \ PbO + 2 \ SO_ {2}}}$( Ristning )

${\ displaystyle \ mathrm {PbS + 2 \ PbO \ longrightarrow 3 \ Pb + SO_ {2}}}$( Reaktionsarbejde )

Reduktion af kobber (I) sulfid til elementært kobber :

${\ displaystyle \ mathrm {3 \ Cu_ {2} S + 3 \ O_ {2} \ longrightarrow 6 \ Cu + 3 \ SO_ {2}}}$

Et andet eksempel på metalsulfider, hvis metaller reduceres under stegning, er kviksølv (II) sulfid .

Process for reduktion af stege

Den reduktion sker med carbon eller carbonmonoxid .

Ansøgninger

Rent bly kan opnås ved at reducere ristning af blyglans (PbS) og efterfølgende reduktion af metaloxidet:

• Malmen (galena) omsættes med ilt ( ristningsarbejde ):

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ PbS + 3 \ O_ {2} \ longrightarrow 2 \ SO_ {2} +2 \ PbO}}$

• Det resulterende bly (II) oxid reduceres derefter til bly ved tilsætning af kulstof ( reduktionsarbejde ):

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ PbO + C \ longrightarrow 2 \ Pb + CO_ {2}}}$

Også, antimon , kobber og bismuth fremstilles ved ristning reduktionsproces fra de tilsvarende sulfidmalme.

Oxiderende ristning

Ansøgninger

Ved oxidation af pyrit opstår jern (III) oxid og svovldioxid.

${\ displaystyle \ mathrm {4 \ FeS_ {2} +11 \ O_ {2} \ longrightarrow 2 \ Fe_ {2} O_ {3} +8 \ SO_ {2}}}$

Jern (III) oxid reduceres til jern i højovne, og svovldioxid bruges til at producere svovlsyre.

svulme

• AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebog i uorganisk kemi . 101. udgave. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9 , s. 1321.
• Adgang til stegning. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, adgang den 20. juni 2014.
• Christoph Andreas Schlüter: Grundig undervisning i hytteværker, Braunschweig 1738 s. 151-160 ( digitaliseret version af Westphalian Wilhelms University ).
• Johan Gottschalk Wallerius : Beginning of Metallurgy Leipzig 1770. S. 313–317

Weblinks

• Zeno.org , meget detaljeret artikel "Ristning" fra Meyers Konversationslexikon fra 1905 - Forskellige typer ristning, kemiske processer under ristning osv.

Individuelle beviser

1. ↑ Ludwig Beck : Jernens historie i teknisk og kulturhistorisk betydning. 2. bind. Friedrich Vieweg og søn , Braunschweig 1893–1895, s. 89–94.