Het belangrijkste verschil tussen koolstofreductie en het thermietproces is dat we bij koolstofreductie een onedel metaal uit het erts kunnen extraheren via reductie van gesmolten metaaloxide met behulp van koolstof, terwijl we in het thermietproces aluminiumpoeder gebruiken in plaats van koolstof.
Koolstofreductie en thermietproces zijn twee belangrijke metallurgische processen. Daarom gebruiken we deze processen voornamelijk in industriële behoeften. De koolstofreductie is een stap van smelten; bij het smelten brengen we warmte aan op een metaalerts in aanwezigheid van een reductiemiddel, namelijk koolstof. In het thermietproces doen we echter hetzelfde proces met aluminiumpoeder in plaats van koolstof.
Wat is koolstofreductie?
Koolstofreductie is een proces waaruit we een metaal kunnen extraheren uit een gesmolten metaaloxide met behulp van koolstof. Hier werkt koolstof als een reductiemiddel. In dit proces kunnen we vrij metaal halen uit metaaloxide in het erts. Verder is deze methode geschikt voor metalen zoals ijzer, koper, zink, enz.
Figuur 01: Een smelterij gebruikt de koolstofreductiemethode voor de winning van metalen
Bij dit proces moeten we eerst het geroosterde of gecalcineerde erts mengen met een geschikte hoeveelheid cokes of houtskool (cokes en houtskool zijn de beste bronnen van koolstof). Dan moeten we warmte toepassen. Het vereist een zeer hoge temperatuur. Het zal uiteindelijk het metaalerts ontleden door andere chemische elementen zoals gassen of slakken (glasachtige bijproducten) te verwijderen en het metaal in vrije vorm achterlaten. Dit proces moeten we voornamelijk uitvoeren in een hoogoven in aanwezigheid van een gecontroleerde toevoer van lucht. Als we het metaalzink uit het erts gaan isoleren, is de koolstofreductiereactie als volgt:
ZnO + C ⟶ Zn + CO
Bovendien moeten we een extra reagens aan het erts toevoegen om de onzuiverheden die nog in het erts aanwezig zijn te verwijderen. We noemen het "flux". Verder kan deze flux zich combineren met de onzuiverheden en een smeltbaar product vormen; we noemen dit "slak".
Wat is het Thermite-proces?
Thermietproces is een techniek waarbij we een metaal uit het erts kunnen halen met behulp van aluminiumpoeder. Ook reduceert dit proces het metaaloxide tot vrij metaal. Het reductiemiddel is aluminium.
Bovendien zijn de belangrijkste metalen die we uit deze methode kunnen halen chroom en mangaan. We kunnen dit doen omdat aluminium elektropositiever is dan chroom en mangaan. De chemische reacties voor dit proces zijn als volgt:
2Al + Cr2O3 ⟶ Al2O 3 + 2Cr
8Al + Mn3O4 ⟶ Al2O 3 + 9Mn
Wat is het verschil tussen koolstofreductie en thermietproces?
Koolstofreductie en termietenproces zijn twee soorten technieken die we kunnen gebruiken om een metaal te isoleren van zijn oxideverbinding. Het belangrijkste verschil tussen koolstofreductie en het thermietproces is dat we bij koolstofreductie een onedel metaal uit het erts kunnen extraheren via reductie van gesmolten metaaloxide met behulp van koolstof, terwijl we in het thermietproces aluminiumpoeder gebruiken in plaats van koolstof.
Als we kijken naar hun reactieprincipes, is het verschil tussen koolstofreductie en thermietproces dat bij koolstofreductie koolstof zijn ladingen doorgeeft aan het metallische kation, waardoor de lading van het metaal verandert van positief naar nul. Zo kunnen we uiteindelijk vrij metaal verkrijgen. In het thermietproces is aluminium meer elektropositief dan chroom en mangaan; het kan dus het metaal in de oxideverbinding vervangen. Voorbeelden van metalen die we uit het koolstofreductieproces kunnen halen, zijn zink, koper, ijzer, enz., terwijl chroom en mangaan de metalen zijn die we uit het thermietproces kunnen halen.
Samenvatting – Koolstofreductie versus thermietproces
Koolstofreductie en termietproces zijn twee soorten technieken die we kunnen gebruiken om een metaal te isoleren van zijn oxideverbinding. Samenvattend is het belangrijkste verschil tussen koolstofreductie en het thermietproces dat we bij koolstofreductie een onedel metaal uit het erts kunnen extraheren via reductie van gesmolten metaaloxide met behulp van koolstof, terwijl we in het thermietproces aluminiumpoeder gebruiken in plaats van koolstof.
