¿Qué es una planta de fundición?

Una planta de fundición es una ubicación industrial donde se extrae metal para obtener mineral en bruto. Ejemplos comunes de fundición de metales incluyen estaño, plomo, cobre, bronce y hierro. La extracción de aluminio puro también se llama fundición, aunque el proceso es significativamente diferente del de los otros minerales.

Los metales comienzan su vida de procesamiento como un mineral. Un mineral generalmente se define como una roca, o grupo de minerales, que tiene un valor económico potencial. El mineral no contiene solo el metal de interés. Por ejemplo, el mineral de hierro es una roca que contiene hierro unido a otros compuestos químicos y minerales. La fundición de minerales es el proceso de eliminar el metal de interés de su roca original.

La fundición, como su sonido lo sugiere, implica la fusión parcial del mineral. El mineral debe calentarse en un ambiente oxidante hasta que los químicos comiencen a movilizarse o estén disponibles. Ciertas impurezas pueden eliminarse con calor, y si el metal de interés está en forma de sulfuro, el calor y la presencia de oxígeno pueden ser suficientes para convertirlo en un óxido. Sin embargo, no es posible simplemente derretir el metal del mineral.

Además del calor, la fundición también requiere un agente reductor. El metal de interés probablemente existe como un óxido, o se convertirá en un óxido durante el calentamiento inicial. Un agente reductor lo suficientemente fuerte será capaz de convertir el óxido en el metal puro y algunos productos de desecho.

Uno de los primeros ejemplos de una planta de fundición fue una floración, utilizada por un herrero para fundir mineral de hierro. Dentro de un jardín de flores, el mineral de hierro se calienta en presencia de carbón o combustible de carbono puro y aire en movimiento. A medida que el mineral se calienta, el monóxido de carbono del carbón reduce el óxido de hierro.

La reacción de fundición dentro de un jardín de flores produce un metal de hierro relativamente puro y dióxido de carbono como producto de desecho. A medida que el fuelle sopla a través de la flor, el dióxido de carbono se evacua, permitiendo que la reacción continúe. El metal y las impurezas, llamadas escorias, caen al fondo del horno a medida que se reduce el mineral de hierro. Por lo general, el hierro se calienta una segunda vez para martillar la escoria del hierro ahora forjado.

Otra forma temprana de fundición de hierro es el alto horno, que tiene una historia particularmente antigua en China. A mediados de 1800, sin embargo, el mineral de hierro se fundió en acero, que es una forma mucho más pura del metal de hierro. Esta transición industrial a la fabricación de acero fue posible gracias al desarrollo del proceso Bessemer, en el que el aire soplado a través del hierro fundido puede eliminar la mayoría de las impurezas. A partir de 1950, el método dominante de extracción encontrado en una determinada planta de fundición de hierro se convirtió en oxígeno básico de acero (BOS). BOS mejora el proceso básico de Bessemer al soplar oxígeno puro a través del hierro fundido, lo que mejora drásticamente la eficiencia de la planta de fundición.

Muchos otros metales se funden como método de extracción, y muchas de las técnicas de las diversas plantas y equipos de fundición siguen los mismos principios básicos. Además, la extracción de aluminio también se llama fundición. Las plantas de fundición de aluminio difieren en que están realizando un proceso electrolítico. La corriente eléctrica pasa a través de la criolita líquida fundida, en la que se ha disuelto el óxido de aluminio. La oxidación y reducción correspondientes que se producen en el ánodo y el cátodo eléctricos convierten el óxido de aluminio en aluminio puro.