1. 광업 및 준비 :
* 추출 : 광석은 지구에서 채굴됩니다.
* 분쇄 및 연삭 : 광석은 후속 처리를 위해 표면적을 증가시키기 위해 더 작은 조각으로 분해됩니다.
* 농도 : 원치 않는 재료 (Gangue)는 다음과 같은 방법을 사용하여 제거됩니다.
* 거품 부양 : 광석 입자는 기포에 선택적으로 부착되어 삐걱 거립니다.
* 자기 분리 : 자기 광석은 비자 성 광석과 분리됩니다.
* 중력 분리 : 밀도가 높은 광석 입자는 중력을 사용하여 분리됩니다.
2. 화학 처리 :
* 로스팅 : 농축 광석은 공기 중에 가열되어 황 또는 탄소와 같은 불순물을 제거합니다. 이 과정은 종종 산화와 같은 화학 반응을 포함합니다.
* 침출 : 원하는 금속을 용매 (산 또는 염기)를 사용하여 광석으로부터 용해시킨다. 이 단계에는 종종 산화 환원 반응이 포함됩니다.
* 강수 : 용해 된 금속 이온은 화학 반응에 의해 용액으로부터 분리되어 고체 침전물을 형성한다.
3. 감소 :
* 제련 : 농축 된 광석을 환원제 (예 :탄소 또는 일산화탄소)로 가열하여 금속 산화물을 원소 형태로 감소시킨다.
* 전기 분해 : 직접 전류는 금속 이온을 함유하는 용융 염 용액을 통과합니다. 이것은 금속 이온이 전자를 얻고 금속 원자가되도록합니다.
4. 정제 :
* 정제 : 불순물은 다음을 포함한 다양한 기술을 사용하여 금속에서 제거됩니다.
* 구역 정제 : 금속의 좁은 구역이 녹고 잉곳의 길이를 따라 이동하여 한쪽 끝에 불순물을 집중시킵니다.
* 전기 변신 : 전기 분해는 금속을 선택적으로 용해시키고 재 분류하여 불순물을 제거하는 데 사용됩니다.
* 캐스팅 : 정제 된 금속을 곰팡이에 붓고 원하는 모양을 제공합니다.
예 :
* 철 생산 : 철광석은 로스팅되고 코크스와 석회암 (플럭스)으로 제련 된 다음 기본 산소 용광로로 정제됩니다.
* 알루미늄 생산 : 알루미늄 광석 (Bauxite)은 수산화 나트륨으로 화학적으로 처리되어 알루미나 (알루미나)를 생성합니다. 그런 다음 알루미나를 전해하여 알루미늄을 생성합니다.
* 구리 생산 : 구리 광석을 집중시키고 구운 다음 구리 매트를 생산하기 위해 제련합니다. 전기 변형은 구리를 추가로 정화시킨다.
중요한 화학 원리 :
* 산화 환원 반응 : 많은 공정에는 전자의 전달 (산화 및 감소)이 포함됩니다.
* 산-염기 반응 : 침출은 종종 산 또는 기초의 광석과의 반응을 포함합니다.
* 열역학 : 온도, 압력 및 화학 전위는 화학 반응의 타당성을 결정하는 데 중요한 역할을합니다.
산업 화학자는 이러한 과정을 최적화하는 데 중요한 역할을합니다.
* 추출, 농도 및 정제를위한 새롭고 효율적인 방법 개발.
* 광석과 제품의 화학적 조성 분석.
* 수율을 극대화하고 폐기물을 최소화하기 위해 반응 조건을 제어합니다.
* 금속 생산을위한 환경 친화적 인 기술 개발.
