صهر

فرن كهربائي لصهر الفوسفات في مصنع كيميائي في TVA (1942)

للاستخدامات الأخرى، انظر صهر (توضيح).

الصـَهـْر Smelting هوصيغة من المتالورجيا الاستخلاصية؛ تـُستخدم أساساً في انتاج فلز من خامه. ويتضمن ذلك استخلاص الحديد (لانتاج الصلب) من خام الحديد، واستخلاص النحاس والفلزات القاعدية الأخرى من خاماتها. ويستعمل الصهر الحرارة وعامل اختزال كيميائي، غالباً ماقد يكون وقود يعمل كمصدر للكربون مثل فحم الكوك، أوفي العصور القديمة charcoal, to change the oxidation state of the metal ore. The carbon or carbon monoxide derived from it removes oxygen from the ore to leave the metal. The carbon is thus oxidized, producing carbon dioxide and أول أكسيد الكربون. As most ores are impure, it is often necessary to use flux, such as الحجر الجيري، لإزالة the accompanying rock gangue as slag.

Plants for the electrolytic reduction of aluminium, while not using carbon, are also generally referred to as smelters.

أساسيات الصهر

يمكن للفلزات السبع التي كانت فهم في الأزمنة القديمة (الزئبق, القصدير, الرصاص, النحاس, الفضة, المضى, والحديد)، من ناحية المبدأ، حتى تـُصهـَر من خاماتها، من خلال تفاعلات كيميائية:

أكسيد الزئبق إلى الزئبق: ${\displaystyle 2\,HgO+C\rightarrow 2\,Hg+CO_{2$
Cassiterite to tin: ${\displaystyle 2\,SnO_{2 +2\,C\rightarrow 2\,Sn+2\,CO_{2$
Minium to lead: ${\displaystyle 2\,PbO+C\rightarrow 2\,Pb+CO_{2$
أكسيد الفضة إلى الفضة: ${\displaystyle 2\,Ag_{2 O+C\rightarrow 4\,Ag+CO_{2$
Cuprite to copper: ${\displaystyle 2\,CuO+C\rightarrow 2\,Cu+CO_{2$
هماتيت إلى حديد: ${\displaystyle 2\,Fe_{2 O_{3 +3\,C\rightarrow 4\,Fe+3\,CO_{2$

صهر البرونز

Casting bronze ding-tripods, من موسوعة Tiangong Kaiwu الصينية، بقلم Song Yingxing, المنشور في 1637.

صهر الحديد

صهر الحديد المبكر

أقدم مرشد حتى الآن على صهر الحديد في bloomery يوجد في تل حمة، الأردن (see also external link), and dates to 930 BC (C14 dating). إلا أن، بناءً على السجلات الأثرية للأدوات الحديدية، يتضح حتى الاختزال المتعمد لفلز الحديد من الخامات الأرضية (في حالة تل حمة كان خام هماتيت)، قد بدأ بالتأكيد بالقرب من نهاية العصر البرونزي المتأخر (ح. 1600-1150 ق.م.). Where and how iron smelting was discovered is widely debated, and remains uncertain due to the significant lack of production finds. Nevertheless, there is some consensus^{[بحاجة لمصدر]} that iron technology originated in the Near East, من الممكن في شرق الأناضول.

وفي مصر القديمة، في وقت ما بين الفترة الوسيطة الثالثة والأسرة 23 (ح. 1100-750 ق.م.)، توجد مؤشرات على تشغيل الحديد. إلا أنه يجدر ذكر عدم وجود أدلة على صهر الحديد من الخام في مصر في أي فترة. ويوجد احتمال اضافي على صهر الحديد وتشغيله في غرب أفريقيا في 1200 ق.م.. In addition, very early instances of صلب كربوني were found to be in production around 2000 years before the present in شمال غرب تنزانيا, based on complex preheating principles. These discoveries are significant for the history of metallurgy.

Most early processes in Europe and Africa involved smelting iron ore in a bloomery, where the temperature is kept low enough so that the iron does not melt. This produces a spongy mass of iron called a bloom, which then has to be consolidated with a hammer.

صهر الحديد اللاحق

الفلزات القاعدية

Cowles Syndicate من اوهايوفي ستوك-أپون-ترنت إنگلترة، في أواخر عقد 1880. بريتيش ألومينم استخدمت عملية پول هيرولت في ذلك الوقت تقريباً.

طالع أيضاً

فرن لافح
Bloomery
حديد زهر
Clinker (waste)
استخلاص النحاس
فرن
العصر الحديدي
متالورجيا
Pyrometallurgy
Slag
حديد مطاوع
صهر الزنك

المصادر

^ How Old is the Iron Age in Sub-Saharan Africa? - by Roderick J. McIntosh, Archaeological Institute of America (1999)
^ Peter Schmidt, Donald H. Avery. Complex Iron Smelting and Prehistoric Culture in Tanzania, Science 22 September 1978: Vol. 201. no. 4361, pp. 1085 - 1089
^ Minet, Adolphe (1905). . Leonard Waldo (translator, additions). New York, London: John Wiley and Sons, Chapman & Hall, via Google Books scan of University of Wisconsin - Madison copy. pp. 244 (Minet speaking) +116 (Héroult speaking). Retrieved 2007-10-28. line feed character in |others= at positionثمانية (help)

ببليوجرافيا

Pleiner, R. (2000) Iron in Archaeology. The European Bloomery Smelters, Praha, Archeologický Ústav Av Cr.
Veldhuijzen, H.A. (2005) Technical Ceramics in Early Iron Smelting. The Role of Ceramics in the Early First Millennium Bc Iron Production at Tell Hammeh (Az-Zarqa), Jordan. In: Prudêncio, I.Dias, I. and Waerenborgh, J.C. (Eds.) Understanding People through Their Pottery; Proceedings of the 7th European Meeting on Ancient Ceramics (Emac '03). Lisboa, Instituto Português de Arqueologia (IPA).
Veldhuijzen, H.A. and Rehren, Th. (2006) Iron Smelting Slag Formation at Tell Hammeh (Az-Zarqa), Jordan. In: Pérez-Arantegui, J. (Ed.) Proceedings of the 34th International Symposium on Archaeometry, Zaragoza, 3-7 May 2004. Zaragoza, Institución «Fernando el Católico» (C.S.I.C.) Excma. Diputación de Zaragoza.