1. Koldioxidminskning :Denna metod används främst för att extrahera metaller från metalloxider. Kol fungerar som ett reduktionsmedel och reagerar med metalloxiden vid förhöjda temperaturer. Under kolreduktion ger kolatomer upp sina elektroner, vilket gör att metalljonerna får elektroner och reduceras till sitt metalliska tillstånd.
Exempel:järnmalmsminskning :Järnmalm, huvudsakligen sammansatt av järnoxid (Fe2O3), reduceras av kolmonoxid (CO) i en masugn. Inuti ugnen reagerar kolmonoxidgas med järnoxid, vilket ger metalliskt järn och koldioxid (CO2):
Fe2O3 + 3CO → 3Fe + 3CO2
2. Kolmonoxidreduktion :Kolmonoxid (CO), som bildas vid partiell förbränning av kol, är ett annat effektivt reduktionsmedel som används vid utvinning av metaller. Det reducerar metalloxider till deras motsvarande metaller genom en liknande reduktionsmekanism som kol.
Exempel:Reduktion av nickelmalm :Nickel kan utvinnas ur sin oxidmalm, nickeloxid (NiO), genom att reducera den med kolmonoxid. I denna process reagerar nickeloxid med kolmonoxid och bildar rent nickel och koldioxid:
NiO + CO → Ni + CO2
3. Hårdmetallbildning :I vissa fall reagerar kol med metaller och bildar karbider, som är föreningar av kol och metaller. Denna metod är särskilt viktig vid utvinning av eldfasta metaller, såsom volfram och molybden, som har mycket höga smältpunkter och inte lätt kan reduceras med enbart kol.
Exempel:Volframkarbidbildning :Volframkarbid (WC) bildas när kol reagerar med volframoxid. Volframkarbiden sönderdelas sedan, vilket ger volframmetall och kolmonoxid.
4. Carbon Arc Furnace :Kolbågsugnar utnyttjar värmen som genereras av en elektrisk ljusbåge mellan kolelektroder för att reducera och smälta metallmalmer. Den intensiva värmen dissocierar malmen, vilket gör att den önskade metallen kan separeras.
Sammantaget spelar kol en avgörande roll vid utvinning av metaller genom att reducera metalloxider och bilda karbider. Dess förmåga att genomgå reduktionsreaktioner gör den till ett väsentligt reduktionsmedel i olika metallurgiska processer.
