reductor

En metalurgia, un proceso reductivo o una atmósfera reductiva es aquella que elimina el oxígeno de un compuesto, típicamente un mineral u óxido, para recuperar el metal base. Esto es lo opuesto a la oxidación. El agente reductor (monóxido de carbono, hidrógeno o carbono sólido) acepta el oxígeno del mineral, dejando el metal en su forma elemental. La fundición, el proceso de extracción fundamental, es fundamentalmente una operación reductiva.

El ambiente reductivo más común en la extracción de metales utiliza gas monóxido de carbono producido por la combustión parcial de coque en el alto horno. A alta temperatura, el CO se une preferentemente con el oxígeno en el mineral de hierro, separándolo del óxido de hierro y dejando hierro fundido que se acumula en el fondo del horno. Los procesos de reducción directa, cada vez más comunes para la producción de hierro, utilizan gas natural reformado (hidrógeno y CO) para lograr el mismo resultado a temperaturas más bajas, típicamente de 700 a 900 grados Celsius.

Reductivo versus Protector

Una atmósfera reductiva también cumple una función protectora durante el tratamiento térmico del acero. Cuando el acero se calienta en un horno con oxígeno insuficiente, el carbono de la atmósfera circundante puede migrar a la superficie del acero, un proceso deseable llamado carburación. Por el contrario, una atmósfera inerte o reductiva previene la oxidación no deseada (formación de cascarilla) en la superficie del metal durante el recocido o el alivio de tensiones. Las atmósferas exotérmicas o endotérmicas, mezcladas con nitrógeno o argón, mantienen estas condiciones reductoras.

El término 'reductivo' en este contexto proviene directamente de la química de reducción: el proceso químico en el que una sustancia gana electrones y se reduce en estado de oxidación. Los metalúrgicos describen cualquier proceso que disminuye el estado de oxidación de un metal como reductivo, ya sea que ocurra en un horno, un crisol o un recipiente de lixiviación. Esto es distinto del uso común de 'reductivo' para significar simplificado en exceso.

El éxito industrial depende de controlar el grado de reducción. La reducción incompleta deja óxidos e impurezas no deseados en el metal final; la reducción excesiva, o la reducción en la atmósfera incorrecta, puede introducir contaminación por carbono o carburación donde no se desea. El monitoreo de la presión parcial de oxígeno, las proporciones de la composición del gas y la temperatura es fundamental para lograr el equilibrio adecuado.