Metallurgia

I metodi di separazione chimica sono generalmente i più importanti dal punto di vista industriale: spesso sono utilizzati come secondo stadio dopo la concentrazione meccanica. Dalla fusione si ottiene una quantità di metallo maggiore che da qualunque altro procedimento. In questo processo il minerale, o il concentrato ottenuto tramite separazione meccanica, viene mescolato con un agente riducente e un fondente e riscaldato ad alta temperatura. Nel caso di un ossido metallico, il riducente si combina con l’ossigeno, lasciando il metallo puro, mentre il fondente si combina con la ganga, formando una scoria liquida che può essere facilmente asportata. La produzione di ghisa negli altiforni costituisce un esempio di fusione; lo stesso processo è impiegato per estrarre dai loro minerali rame, piombo, nichel e altri metalli.

L’amalgamazione, un processo metallurgico basato sull’uso di mercurio per dissolvere oro e argento, formando un amalgama, è stata largamente sostituita dalla cianurazione, con la quale l’oro o l’argento viene dissolto in soluzioni di cianuro di sodio o di potassio.

Diversi tipi di soluzioni acquose sono impiegati nei trattamenti di lisciviazione o di percolazione per estrarre i metalli dai loro minerali. I solfiti e i carbonati metallici vengono sottoposti ad arrostimento, scaldandoli a una temperatura inferiore al punto di fusione del metallo. Nell’arrostimento dei carbonati si libera anidride carbonica, ottenendo un ossido metallico. Nell’arrostimento dei solfiti, invece, lo zolfo si combina con l’ossigeno dell’aria liberando biossido di zolfo, ottenendo un ossido metallico, che viene successivamente ridotto mediante fusione.

L’agglomerazione dei minerali metallici polverulenti si effettua mediante sinterizzazione o pellettizzazione. Nel processo di sinterizzazione si usano acqua, aria, calore e pressione per compattare il materiale senza fonderlo. Nella pellettizzazione, il materiale polverulento inumidito viene ridotto in piccoli grumi in presenza di calcare e poi fuso.

Altri processi (tra i quali i più importanti sono la pirometallurgia e la distillazione) sono impiegati negli stadi successivi di lavorazione, per la raffinazione dei vari metalli. Nel processo di elettrolisi il metallo si deposita sul catodo immerso in una soluzione acquosa, oppure in un forno elettrolitico. Rame, nichel, zinco, argento e oro sono alcuni esempi di metalli che vengono raffinati mediante deposizione in soluzione acquosa; alluminio, bario, calcio, magnesio, berillio, potassio e sodio vengono invece trattati nei forni elettrolitici.