Tofauti kuu kati ya upunguzaji wa jotoardhi na metallothermic ni kwamba katika upunguzaji wa jotoardhi, wakala wa kupunguza ni kaboni, ambapo, katika upunguzaji wa metallothermic, wakala wa kupunguza ni chuma.
Upunguzaji wa wanga na upunguzaji wa metallothermic ni athari muhimu sana katika kupata chuma safi. Maitikio haya hutekelezwa hasa katika michakato ya viwanda.
Upunguzaji wa Ukaa ni nini?
Mtikio wa upunguzaji wa hewa ukaa ni aina ya mmenyuko wa kemikali ambapo upunguzaji wa dutu kama vile oksidi ya metali hutokea kukiwa na kaboni. Hapa, kaboni huelekea kufanya kazi kama wakala wa kupunguza. Kawaida, aina hii ya athari za kemikali hutokea kwa joto la juu sana. Athari hizi za upunguzaji wa carbothermic ni muhimu sana katika utengenezaji wa fomu za msingi za vitu vingi. Tunaweza kutabiri kwa urahisi uwezo wa metali kushiriki katika mmenyuko wa jotoardhi kwa kutumia michoro ya Ellingham.
Mchoro wa Ellingham ni grafu inayoonyesha utegemezi wa halijoto wa uthabiti wa misombo. Kwa ujumla, uchambuzi huu ni muhimu katika kuinua urahisi wa kupunguza oksidi za chuma na sulfidi. Jina hili linatokana na ugunduzi wake wa Harold Ellingham mnamo 1944.
Kielelezo 01: Mchoro wa Ellingham
Matendo ya kupunguza ukaa yanaweza kutoa monoksidi kaboni na hata kaboni dioksidi wakati mwingine. Tunaweza kuelezea ubadilishaji wa viitikio kuwa bidhaa kuhusu mabadiliko ya entropy. Katika mmenyuko huu, misombo miwili imara (oksidi ya chuma na kaboni) hubadilika kuwa kiwanja kipya kigumu (chuma), na gesi (monoxide kaboni au dioksidi kaboni). Mwitikio wa mwisho una entropy ya juu.
Kuna matumizi mengi ya athari za upunguzaji wa hewa ukaa, ikijumuisha kuyeyusha madini ya chuma kama utumizi mkuu. Hapa, madini ya chuma hupunguzwa mbele ya kaboni kama wakala wa kupunguza. Mwitikio huu hutoa chuma cha chuma na dioksidi kaboni kama bidhaa. Mfano mwingine muhimu ni mchakato wa Leblanc ambapo salfati ya sodiamu humenyuka pamoja na kaboni, kutoa salfidi ya sodiamu na dioksidi kaboni.
Upunguzaji wa Metallothermic ni nini?
Mtikio wa upunguzaji wa metali-joto ni aina ya mmenyuko wa kemikali ambao hufanywa ili kupata metali inayolengwa au aloi kutoka kwa nyenzo za malisho kama vile oksidi au kloridi kwa kutumia chuma kama wakala wa kupunguza. Metali nyingi tendaji hupatikana kupitia mchakato huu wa kupunguza. K.m. madini ya titanium.
Mfano wa kawaida wa aina hii ya athari ni utakaso wa chuma cha niobium. Katika mmenyuko huu wa kupunguza, oksidi ya niobium hupunguzwa na chuma cha alumini kutoa chuma cha niobiamu na oksidi ya alumini. Ni mmenyuko wa hali ya hewa ya joto ambapo uchafu wa oksidi hupungua, na tunaweza kuiondoa kutoka kwa metali ya niobium iliyoyeyuka.
Kuna Tofauti gani Kati ya Upunguzaji wa Jotoardhi na Metallothermic?
Upunguzaji wa wanga na upunguzaji wa metallothermic ni athari muhimu sana katika kupata chuma safi. Mmenyuko wa upunguzaji wa hewa ukaa ni aina ya mmenyuko wa kemikali ambapo upunguzaji wa vitu kama vile oksidi ya chuma hutokea mbele ya kaboni. Mmenyuko wa upunguzaji wa metallothermic, kwa upande mwingine, ni aina ya mmenyuko wa kemikali unaofanywa ili kupata chuma au aloi inayolengwa kutoka kwa nyenzo za malisho kama vile oksidi au kloridi kwa kutumia chuma kama wakala wa kupunguza. Tofauti kuu kati ya upunguzaji wa jotoridi na metallothermic ni kwamba katika upunguzaji wa hewa joto kipunguzaji ni kaboni ambapo katika upunguzaji wa metallothermic kikali ni chuma.
Hapo chini ya infografia ni muhtasari wa tofauti kati ya upunguzaji wa hewa ukaa na metallothermic katika umbo la jedwali.
Muhtasari – Upunguzaji wa Carbothermic vs Metallothermic
Upunguzaji wa wanga na upunguzaji wa metallothermic ni athari muhimu sana katika kupata chuma safi. Tofauti kuu kati ya upunguzaji wa jotoardhi na metallothermic ni kwamba katika upunguzaji wa hewa joto, wakala wa kupunguza ni kaboni, ambapo, katika upunguzaji wa metallothermic, wakala wa kupunguza ni chuma.
