Ključna razlika med hidrometalurgijo in pirometalurgijo je v tem, da pri hidrometalurgiji za pridobivanje kovin iz rude uporabljamo vodno raztopino, pri pirometalurgiji pa za pridobivanje kovin iz rude uporabljamo visoke temperature.
Hidrometalurgija in pirometalurgija sta dve glavni veji industrijske kemije. Oba procesa sta pomembna pri pridobivanju kovin iz njihovih naravno prisotnih kovinskih rud. Zato se te tehnike imenujejo tudi ekstrakcijski metalurški procesi.
Kaj je hidrometalurgija?
Hidrometalurgija je veja industrijske kemije, kjer uporabljamo vodno raztopino za ekstrakcijo kovine iz njene rude, koncentratov, recikliranega ali ostankov materiala itd. Obstajajo tri splošna področja hidrometalurgije: izpiranje, koncentracija in čiščenje ter pridobivanje kovine.
Postopek luženja je mogoče izvesti na različne načine, kot so izpiranje na kraju samem, izpiranje na kupu, izpiranje v kadi, izpiranje v rezervoarju in izpiranje v avtoklavu. To je pet osnovnih vrst izpiranja. Postopek luženja uporablja vodno raztopino za pridobivanje kovine iz rude. Raztopina, ki se uporablja posebej v hidrometalurgiji, se imenuje raztopina lužila. Lahko ima različne pH vrednosti, oksidacijsko-redukcijske potenciale, sestavo kelatnega sredstva, temperaturo in druge lastnosti, odvisno od vrste kovine, ki jo bomo ekstrahirali. Ti reakcijski pogoji se spreminjajo glede na potrebo po optimizaciji hitrosti reakcije, obsega in selektivnosti raztapljanja itd.
Slika 01: Hidrometalurgija za pridobivanje bakra
Naslednji korak hidrometalurgije je koncentracija in čiščenje raztopine. Ta korak vključuje koncentracijo kovinskega iona v izluženi tekočini in odstranitev nezaželenih kovinskih ionov. Glavni koraki, vključeni v to stopnjo, so obarjanje, cementiranje, ekstrakcija s topilom, ionska izmenjava in elektrodobivanje.
Stopnja pridobivanja kovin je zadnji korak hidrometalurgije. Kovina, pridobljena v tem koraku, je primerna za neposredno prodajo. Vendar pa je nadaljnje rafiniranje nujno, ko potrebujemo kovino ultra visoke čistosti. Pridobivanje kovin je možno na dva načina: z elektrolizo in obarjanjem.
Kaj je pirometalurgija?
Pirometalurgija je veja znanosti in tehnologije, ki se ukvarja z uporabo visokih temperatur za pridobivanje in čiščenje kovin. Zato je veja ekstraktivne metalurgije. S tem postopkom lahko proizvedemo čiste kovine, ki so primerne za neposredno prodajo, in zlitine, primerne kot krma za nadaljnjo predelavo. Pirometalurške postopke je mogoče kategorizirati glede na tehniko na naslednji način: žganje, praženje, taljenje in rafiniranje.
Žganje ali kalcinacija je toplotna razgradnja materiala. Ta proces se izvaja v komorah, ki lahko prenesejo visoko porabo energije. Na primer peči, kot so gredne peči, rotacijske peči in reaktorji z zvrtinčeno plastjo.
Praženje vključuje toplotne reakcije plin-trdno. Ta postopek uporablja tehnike, kot so oksidacija, redukcija, kloriranje in sulfonacija. Poleg tega je ta metoda primerna predvsem za kovinske sulfidne rude. Tu se kovinski sulfid v prisotnosti zraka segreje na visoko temperaturo; ta temperatura lahko povzroči, da kisik v zraku reagira s sulfidom, pri čemer nastane žveplov dioksid, ki pusti kovinski oksid.
Slika 02: Postopek taljenja cinka
Taljenje je termični proces, pri katerem je vsaj en produkt v staljenem stanju. Nato se kovinski oksidi stopijo s segrevanjem skupaj s koksom (ali ogljem), kar omogoča sproščanje ogljikovega dioksida. Tako ostane rafiniran mineral. Rafiniranje je odstranjevanje nečistoč iz rude s termičnimi postopki.
Kakšna je razlika med hidrometalurgijo in pirometalurgijo?
Hidrometalurgija in pirometalurgija sta dve glavni veji industrijske kemije. Ključna razlika med hidrometalurgijo in pirometalurgijo je v tem, da pri hidrometalurgiji za pridobivanje kovin iz rude uporabljamo vodno raztopino, pri pirometalurgiji pa za pridobivanje kovin iz rude uporabljamo visoke temperature.
Spodnja infografika povzema razlike med hidrometalurgijo in pirometalurgijo.
Povzetek – Hidrometalurgija proti pirometalurgiji
Hidrometalurgija in pirometalurgija sta dve glavni veji industrijske kemije. Ključna razlika med hidrometalurgijo in pirometalurgijo je v tem, da pri hidrometalurgiji za pridobivanje kovin iz rude uporabljamo vodno raztopino, pri pirometalurgiji pa za pridobivanje kovin iz rude uporabljamo visoke temperature.
