Forskel mellem kulstofreduktion og termitproces

Det vigtigste forskel mellem kulstofreduktion og termitproces er det ved kulstofreduktion kan vi udvinde et basismetal fra dets malm via reduktion af smeltet metaloxid ved hjælp af kulstof, mens vi i termitprocessen bruger aluminiumpulver i stedet for kulstof.

Carbonreduktion og termitproces er to vigtige metallurgiske processer. Derfor bruger vi disse processer hovedsageligt i industrielle behov. Kulstofreduktion er et trin til smeltning; ved smeltning anvender vi varme til en metalmalm i nærvær af et reduktionsmiddel, som er kulstof. I termitprocessen udfører vi imidlertid den samme proces med aluminiumspulver i stedet for kulstof.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er kulstofreduktion
3. Hvad er termitproces
4. Sammenligning side ved side - Carbon Reduction vs Thermite Process i tabelform
5. Resume

Hvad er kulstofreduktion?

Kulstofreduktion er en proces, hvorfra vi kan udtrække et metal fra et smeltet metaloxid ved hjælp af kulstof. Her fungerer kulstof som et reduktionsmiddel. I denne proces kan vi få frit metal ud af metaloxid i malmen. Yderligere er denne metode egnet til metaller såsom jern, kobber, zink osv.

Figur 01: Et smelteværk bruger metoden til kulstofreduktion til udvinding af metaller

I denne proces skal vi først blande den ristede eller calcinerede malm med en passende mængde koks eller trækul (koks og trækul er de bedste kilder til kulstof). Derefter skal vi anvende varme. Det kræver en meget høj temperatur. Det nedbrydes til sidst metalmalmen ved at fjerne andre kemiske elementer som gasser eller slagge (glaslignende biprodukter) og efterlader metallet i fri form. Hovedsagelig er vi nødt til at udføre denne proces i en højovn i nærvær af en kontrolleret luftforsyning. Hvis vi skal isolere metalzink fra sin malm, er kulstofreduktionsreaktionen som følger:

ZnO + C ⟶ Zn + CO

Derudover er vi nødt til at tilføje et yderligere reagens til malmen for at fjerne urenhederne, der stadig findes i malmen. Vi kalder det "flux". Yderligere kan denne flux kombinere med urenhederne og danne et smelteligt produkt; vi kalder dette "slagge".

Hvad er termitproces?

Termitproces er en teknik, hvor vi kan udtrække et metal fra dets malm ved hjælp af aluminiumspulver. Denne proces reducerer også metaloxidet til frit metal. Reduktionsmiddel er aluminium.

Desuden er de vigtigste metaller, vi kan udvinde fra denne metode, chrom og mangan. Vi kan gøre dette, fordi aluminium er mere elektropositivt end chrom og mangan. De kemiske reaktioner til denne proces er som følger:

2Al + Cr₂O₃     ⟶ Al₂O₃   +   2Cr

8Al + Mn₃O₄    ⟶ Al₂O₃   +  9Mn

Hvad er forskellen mellem kulstofreduktion og termitproces?

Carbonreduktion og termitproces er to typer teknikker, vi kan bruge til at isolere et metal fra dets oxidforbindelse. Den vigtigste forskel mellem kulstofreduktion og termitproces er, at vi ved kulstofreduktion kan udvinde et basismetal fra dets malm via reduktion af smeltet metaloxid ved hjælp af kulstof, mens vi i termitprocessen bruger aluminiumpulver i stedet for kulstof.

Når man overvejer deres reaktionsprincipper, er forskellen mellem kulstofreduktion og termitproces, at kulstofreduktion overfører kulstofens ladninger til den metalliske kation, hvilket ændrer metalladningen fra positiv til nul. Således kan vi til sidst få gratis metal. I termitprocessen er aluminium mere elektropositiv end krom og mangan; det kan således erstatte metallet i oxidforbindelsen. Eksempler på metaller, vi kan udvinde fra kulstofreduktionsprocessen, inkluderer zink, kobber, jern osv., Mens chrom og mangan er de metaller, vi kan udvinde fra termitprocessen.

Resume - Carbon Reduction vs Thermite Process

Carbonreduktion og termitproces er to typer teknikker, vi kan bruge til at isolere et metal fra dets oxidforbindelse. I sammendraget er den vigtigste forskel mellem kulstofreduktion og termitproces, at vi ved kulstofreduktion kan udvinde et basismetal fra dets malm via reduktion af smeltet metaloxid ved hjælp af kulstof, mens vi i termitproces bruger aluminiumpulver i stedet for kulstof.

Reference:

1. "Metaller og metallurgi." LinkedIn SlideShare, 15. januar 2018, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. “Houghton Michigan UpperPeninsula” Af Wolpodzilla - Eget arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. “termitreaktion” af bruger: Nikthestunned (Wikipedia) - Eget arbejde - også hos Flickr (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimeida