Metallurgia

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Introduzione

Metallurgia Insieme delle tecniche impiegate per l’estrazione, il trattamento e la lavorazione dei metalli. La metallurgia, praticata fin dall’antichità, si è evoluta nel corso del tempo fino a divenire propriamente una scienza che studia le relazioni tra la struttura interna e le proprietà di metalli e di leghe metalliche. Questo articolo si occupa dell’estrazione dei metalli dai loro minerali: ulteriori notizie sui diversi materiali sono contenute nelle voci dei singoli elementi chimici, e nelle voci metallografia, metalli e leghe.

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Estrazione e trattamento

Il processo metallurgico è costituito da due operazioni: la concentrazione, che separa il metallo o il composto metallico dal materiale roccioso sterile (ganga) con cui l’elemento è combinato nel minerale, e la raffinazione, che rende il metallo puro o quasi puro, pronto alle ulteriori lavorazioni. Per la concentrazione e la raffinazione vengono impiegati processi di tipo meccanico, chimico ed elettrico, spesso combinati fra loro.

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Metodi di concentrazione meccanica

Fra i metodi di concentrazione meccanica, uno dei più semplici è la separazione per forza di gravità: si tratta di un processo basato sul fatto che i metalli nativi e i minerali metallici hanno densità diversa da quella degli altri materiali rocciosi, con i quali sono mescolati. Quando il minerale frantumato o il concentrato di minerale è sospeso in acqua o in aria, le particelle di metallo o di minerale metallico, più pesanti, cadono sul fondo della camera di trattamento e la ganga, più leggera, viene soffiata o lavata via.

La tecnica tradizionale del cercatore d’oro, che setaccia la sabbia aurifera per estrarre il metallo, è nel suo piccolo un processo di separazione per gravità. Con lo stesso procedimento, grazie alla densità relativa più alta, la magnetite (un minerale di ferro) può essere separata dalla ganga rocciosa nella quale si trova.

La flottazione è oggi il più importante metodo di concentrazione meccanica. Consiste sostanzialmente in un processo di separazione per gravità modificato, in cui il minerale grezzo viene macinato finemente e mescolato a un liquido: di norma il metallo o il minerale metallico galleggia mentre la ganga si deposita sul fondo, sebbene in alcuni casi si verifichi il contrario. In molti processi di flottazione, il galleggiamento del metallo (o della ganga) viene favorito dalla presenza, sulla superficie dell’acqua, di olio o altro reagente; in questo modo, sostanze relativamente pesanti possono galleggiare. L’uso della flottazione ha reso conveniente lo sfruttamento di molti giacimenti di minerali a bassa concentrazione.

2.2

Metodi di separazione elettromagnetica ed elettrostatica

I minerali che hanno spiccate proprietà magnetiche (ad esempio, la magnetite) vengono concentrati mediante l’impiego di elettromagneti, che attraggono il minerale metallico ma non la ganga. Vedi anche Magnetismo.

La separazione elettrostatica utilizza un campo elettrico per separare minerali con proprietà elettriche diverse, sfruttando l’attrazione fra cariche elettriche opposte e la repulsione fra cariche elettriche uguali.