Der Vorgang, ein Metall von seinem Erz zu trennen, wird als Schmelzen bezeichnet. Das Schmelzen ist heute weit verbreitet und hat eine lange Geschichte, die bis in die Bronzezeit zurückreicht, als die alten Völker die Technik zum ersten Mal erlernten. Schmelzverfahren reichen von einfachen bis hin zu Hightech-Verfahren und werden auf eine Vielzahl von Materialien angewendet, darunter Aluminium, Eisen und Kupfer.
Antike Methoden
Antike Zivilisationen wie die Inka und die Griechen verwendeten primitive Techniken, um Erz und Metall zu trennen. Unter den Schmelztöpfen aus gehärtetem Ton wurden riesige Feuer entzündet. In den Keramikbehältern wurden Löcher gebildet, um geschmolzene Metalle abzulassen. Manchmal wurde der Verbundstoff von Hand gemahlen, bevor er zum Schmelzen in den Ofen gegeben wurde.
Rösten und Reduktion
Rösten ist eine Technik, bei der Kohlenstoff und Schwefel mit Metall reagieren, um das Erz zu trennen. Beispielsweise; Kupferacetat wird mit Chemikalien umgesetzt, um Kupfer, Erz und Rückstände zu trennen. Diese Mischung wird reduziert, indem sie extrem hohen Temperaturen ausgesetzt, ein Reagenz (wie Wasserstoff oder Kohlendioxid) eingespritzt und das Metall weggeschmolzen wird.
Formen, Backen und Rodding
Diese drei Schritte sind eigentlich Teil eines allgemeinen Prozesses, der beim Schmelzen von Aluminium und anderen Metallen verwendet wird. Bei diesem Verfahren wird Aluminiumoxid (eine Verbindung aus Aluminium und Sauerstoff) entnommen und in große, mit Kohlenstoff ausgekleidete Öfen gelegt. Das Aluminiumoxid schmilzt zu Kryolith, der elektrisch leitfähig ist. Dann wird Strom durch Anoden gepumpt, ein Vorgang, der als Formung bezeichnet wird. Die Substanz wird bei Temperaturen von über 1.000 Grad Celsius gebacken, dabei werden Verunreinigungen extrahiert. Das Roden ist der letzte Schritt, um das Erz vom Metall abzuleiten.
Gasbefeuerter Schmelzofen
Kleine gasbetriebene Schmelzöfen können auch zum Trennen von Metall von Erzen verwendet werden. Ein zylindrischer Blechbehälter wird über einer Gasflamme gebaut (auch Propan kann verwendet werden). Dann wird ein Rohrnetz um die Schmelze herum angebracht. Der Schlauch umfasst eine Gasleitung, eine Luftleitung und andere Rohrleitungen. Ein Tiegel (normalerweise aus Graphit oder Ton) wird verwendet, um in die Schmelze einzutauchen, um geschmolzenes Metall und Erz zu extrahieren.