冶炼

冶炼是指从天然矿石中获取金属的总称。黄金是一个例外,因为它通常是作为一种纯金属被发现的。其他金属,如铁和银,则需要从其矿石中获取。

冶炼过程总是涉及到对矿石的加热,也可能使用焦炭或木炭等还原剂。大多数矿石是氧化物、硫化物或碳酸盐。这个过程去除非金属部分,留下金属。矿石并不纯净,所以需要添加助熔剂来带走杂质。石灰石是常用的助熔剂。它能将杂质以熔渣的形式去除。

除此之外,每种金属都有自己的特殊方法。从矿石中生产需要在高炉中进行。从其矿石中生产锌或铝则需要(除了加热)电解。

铁是在称为高炉的大型反应炉中从铁矿石中熔炼出来的。高炉是一个高大的垂直结构,里面装有焦炭、铁矿石和石灰石。当高炉中吹入热空气时,焦炭会燃烧并减少矿石中的氧气,产生裸铁和二氧化碳。石灰石会将剩余的基岩粘结起来。铁在高温下熔化,并在炉底以液相形式排出。然后被加工成钢。石灰石和基岩会形成一种叫做炉渣的化合物。它可用于制造砖、混凝土或道路顶板。早期的方法包括Bloomery

铝在电炉中熔炼,称为电弧炉。将铝矿倒在炉底,电流通过铝矿。温度升高,氧气分离,留下金属铝。

倒在明火上,烧掉硫磺和其他杂质,留下生铜。电解法是利用电流将铜分离在大池子里,池子里的水溶液叫电解液。在池中通入电流,所有的铜都会聚集在称为阴极的电极上。

冶金业,尤其是冶炼业是早期文明的关键。最早的铜冶炼证据可追溯到公元前5500年至公元前5000年之间。这些遗址位于塞尔维亚的普洛奇尼克和贝洛沃德。

铜冶炼烟囱 - geograph.org.uk - 827814Zoom
铜冶炼烟囱 - geograph.org.uk - 827814

问题和答案

问:什么是冶炼?
答:冶炼是指从天然矿石中提取金属的过程。

问:哪些金属需要冶炼?
答:铁、铜、锌和银等金属需要通过冶炼从其矿石中提取。

问:冶炼过程中使用的是什么?
答:冶炼过程通常包括加热矿石,还可能使用焦炭或木炭等还原剂。加入石灰石等助熔剂以带走杂质。

问:铁是如何从矿石中生产出来的?
答:铁是通过使用高炉从其矿石中生产出来的,其中包括向高炉中加入焦炭、铁矿石和石灰石。然后将热空气吹入炉内,使焦炭燃烧并减少矿石中的氧气,产生裸铁和二氧化碳,而石灰石则与任何剩余的基岩结合。铁在炉底的高温下熔化,然后可以被加工成钢。

问:铝是如何从矿石中提取的?
答:铝是通过被称为电弧炉的电炉从其矿石中提取的,铝矿石被倒在炉底,电流通过它,产生高温,分离氧气,留下金属铝。

问:铜是如何从矿石中提取的?
答:从矿石中提取铜的方法是:将铜倒在明火上,烧掉硫和其他杂质,留下原铜;或者通过电解,在含有称为电解质的水溶液的大池中,用电流分离铜,所有的铜都聚集在称为阴极的电极上。

问:冶金学何时开始?
答:冶金术大约始于公元前5500年至公元前5000年,当时在塞尔维亚的普洛奇尼克和贝洛沃德的遗址中发现了冶炼铜的证据。

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