reducir

En metalurgia, reducir significa eliminar el oxígeno u otros elementos no metálicos del mineral, dejando atrás el metal mismo. Este es el trabajo principal del horno de fundición: el mineral llega como un compuesto químico (generalmente un óxido, sulfuro o carbonato), y la reducción descompone ese compuesto para que el metal pueda ser recolectado. Sin reducción, se tiene roca; con ella, se tiene metal.

El agente reductor más común es el monóxido de carbono, producido al quemar coque en un alto horno o recipiente similar. A medida que el gas CO caliente pasa a través del lecho de mineral, reacciona con los átomos de oxígeno en el mineral, formando CO2 y liberando el metal. El óxido de hierro se convierte en hierro; el óxido de cobre se convierte en cobre. Otros agentes reductores incluyen hidrógeno (utilizado en algunos procesos modernos), aluminio (en reacciones de termita) y el propio carbono, dependiendo del mineral y del metal que se extrae.

La temperatura y la atmósfera importan

La reducción no es un proceso suave. El hierro se reduce típicamente a temperaturas superiores a 1200 grados Celsius. El horno debe mantener una atmósfera reductora, es decir, un ambiente con bajo contenido de oxígeno; si hay oxígeno presente, el metal se reoxidará en lugar de permanecer puro. Por esta razón, el control del flujo de gas, la proporción de coque y la temperatura en el horno son críticos para el rendimiento. Una reducción deficiente deja el metal atrapado en la escoria o produce metal impuro que debe refinarse aún más.

El término proviene del latín reducere, que significa llevar de vuelta o restaurar. Históricamente, los químicos pensaban en la reducción como la restauración del metal a su estado original. La palabra se mantuvo a pesar de que la química moderna define la reducción de manera más amplia como la ganancia de electrones. En la planta de fundición, el significado antiguo sigue siendo el que importa: se está reduciendo el mineral a metal.

La reducción es distinta del refinado. La reducción extrae el metal de su compuesto mineral; el refinado elimina las impurezas del metal mismo. Un alto horno reduce el mineral de hierro para producir arrabio, que luego se refina en un convertidor u horno para fabricar acero. Muchos metales no ferrosos también requieren un paso de refinado después de la reducción para alcanzar la pureza comercial.