موضوع مقاله: گدازگری | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # گدازگری | مقدمه: از این فرایند برای استخراج فلزات بسیاری همچون نقره، آهن، مس و دیگر فلزات پایه از سنگ معدن استفاده می‌شود. | ## بخش 1: گدازگری | ذوب کردن فلزات در ظرفی بنام بوته انجام می‌شود، بوته ریخته‌گری هر فلزی نسبت به درجه حرارت ذوب شدن آن فلز متفاوت می‌باشد، با استفاده از گرمای زیاد و عامل کاهش دهنده مواد شیمیایی با هدف تجزیه سنگ، تخلیه سایر عناصر به صورت گاز یا سرباره و باقی ماندن فلز پایه انجام می‌شود. باید توجه داشت اگرچه دو اصطلاح گدازگری و ذوب شبیه به هم هستند، اما هر کدام اصطلاح مختلفی هستند و کاربرد و معنای متفاوتی دارند. گدازگری فرآیندی است که طی آن سنگ معدنی یک فلز تا بیش از دمای ذوب فلز داغ می‌شود تا فلز استخراج شود. تفاوت اصلی بین ذوب و گدازگری اما این است که ذوب یک ماده جامد را به مایع تبدیل می‌کند در حالی که گدازگری یک سنگ معدنی را به خالص‌ترین حالت تبدیل می‌کند. بیشتر سنگ‌های معدنی ترکیبی شیمیایی از فلز با سایر عناصر هستند؛ مانند اکسیژن (به شکل اکسید)، گوگرد (به شکل سولفید) یا کربن و اکسیژن با هم (به شکل کربنات). درنتیجه گدازگری شامل استفاده از عوامل کاهنده مناسب برای ترکیب شدن با آن عوامل اکسید کننده و آزاد شدن فلز می‌شود. تفت دادن (Roasting) در مورد سولفیدها و کربنات‌ها، فرایندی به نام «تفت دادن» باعث حذف کربن یا گوگرد ناخواسته می‌شود و اکسیدی به جا می‌گذارد که می‌تواند مستقیماً کاهش یابد. | ## بخش 2: گدازگری | چند مثال عملی: مالاکیت، سنگ معدن متداول مس، در درجه اول هیدروکسید کربنات مس Cu2(CO3 OH)2 است. این ماده معدنی در چندین مرحله بین ۲۵۰ درجه سلسیوس تا ۳۵۰ درجه سلسیوس دچار تجزیه حرارتی به 2CuO , CO2 و H2O می‌شود. دی‌اکسید کربن و آب به اتمسفر رانده می‌شوند و اکسید مس (II) باقی می‌ماند که می‌تواند مستقیماً به مس کاهش یابد، همان‌طور که در بخش زیر با عنوان کاهش توضیح داده شده‌است. سولفید به یک سولفیت، اکسید می‌شود (PbSO3)، که به صورت حرارتی به اکسید سرب و گاز گوگرد دی‌اکسید تجزیه می‌شود. (PbO و SO2) گوگرد دی‌اکسید دفع می‌شود (مانند دی‌اکسید کربن در مثال قبلی)، و اکسید سرب به شرح زیر کاهش می‌یابد. کاهش کاهش، مرحله نهایی و دما بالا در گدازگری است که در آن اکسید به فلز اصلی تبدیل می‌شود. یک محیط کاهنده (غالباً توسط مونوکسیدکربن تهیه می‌شود، که در اثر احتراق ناقص در کوره ای با هوای ناکافی ساخته می‌شود) اتم‌های نهایی اکسیژن را از فلز خام بیرون می‌کشد. | ## بخش 3: گدازگری | دمای مورد نیاز در یک بازه بسیار بزرگ متغیر است، چه از نظر مطلق و چه از نظر نقطه ذوب فلز پایه. مثال‌ها: اکسید آهن تقریباً در دمای ۱۲۵۰ درجه سلسیوس به آهن فلزی تبدیل می‌شود (۲۲۸۲ درجه فارنهایت یا ۱۵۲۳٫۱۵ کلوین)، یعنی تقریباً ۳۰۰ درجه زیر نقطه ذوب آهن که ۱۵۳۸ درجه سلسیوس است. (۱۰۲۲ درجه فارنهایت یا ۸۲۳٫۱۵ کلوین)، تقریباً ۶۰۰ درجه بالاتر از نقطه ذوب جیوه که منفی ۳۸ درجه سلسیوس است (منفی ۳۶٫۴ درجه فارنهایت یا ۲۳۵٫۱۵ کلوین). پس از اتمام مرحله کاهش، فلاکس و سرباره می‌توانند خدمات ثانویه ای را ارائه دهند: آنها یک پوشش مذاب روی فلز تصفیه شده ایجاد می‌کنند، از تماس با اکسیژن در حالی که هنوز گرم است و به راحتی اکسید می‌شود جلوگیری می‌کنند. گدازآورها (Fluxes) کارگران فلزکاری به چند دلیل از گدازآور یا فلاکس در گدازگری استفاده می‌کنند، که اصلی‌ترین آنها کاتالیز واکنش‌های مورد نظر و اتصال شیمیایی به ناخالصی‌های ناخواسته یا محصولات واکنش است. | ## جمع‌بندی | برای این منظور اغلب از اکسید کلسیم به شکل آهک استفاده می‌شد، زیرا اکسید کلسیم می‌تواند با دی‌اکسید کربن و دی‌اکسید گوگرد تولید شده در حین تفت دادن و گدازگری واکنش نشان دهد و آنها را از محیط کار دور نگه دارد.