Procesos químicos empleados en metalurgia
Los principales procesos químicos a que se somete la mena concentrada hasta obtener el metal puro son: tostación, reducción y afinación. La tostación consiste en calentar la sustancia finamente dividida en una corriente de aire. De este modo, las menas sulfuradas y carbonatadas se transforman en óxidos y el azufre, el arsénico y otras impurezas se eliminan como óxidos volátiles.
Una vez que las menas se han convertido en óxidos, los metales se obtienen por reducción de dichos óxidos. Como principales agentes reductores se emplean el carbón, el monóxido de carbono, el aluminio y el hidrógeno.
La reducción por el aluminio recibe el nombre de aluminotermia y se emplea, para reducir los óxidos de cromo, manganeso y cobalto. La afinación o purificación es el último proceso a que se somete al metal.
La forma más frecuente de afinar un metal es por electrólisis, aunque en determinadas ocasiones también se recurre a la destilación. La reducción de los óxidos de hierro se efectúa en hornos de insuflación de aire, que reciben el nombre de altos hornos.
Un alto horno está formado por dos troncos de cono, denominados cuba el superior y etalaje el inferior. La parte superior de la cuba se llama tragante y la parte más ancha del horno se denomina vientre.
El crisol es la parte inferior del etalaje, donde se recogen los materiales producidos por el alto horno: el hierro fundido y la escoria. Cerca del fondo se encuentran las toberas, por donde se introduce aire caliente a presión.
La carga de mineral, coque y fundente se introduce por el tragante y al descender el material se produce la reducción del óxido y la formación de la escoria.
Una vez acabado el proceso, la escoria y el hierro se extraen por las piqueras, situadas en la parte inferior. El hierro así obtenido se denomina arrabio. Si se vuelve a fundir y solidificar se denomina hierro colado. Éste es muy quebradizo, por lo cual se acostumbra convertir el arrabio en hierro dulce o forjado, eliminando la mayor parte de sus impurezas en hornos de reverbero. El hierro dulce así obtenido es muy resistente.
