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Industrial processes are procedures involving chemical, physical, electrical, or mechanical steps to aid in the manufacturing of an item or items, usually carried out on a very large scale. Industrial processes are the key components of heavy industry.
Chemical processes by main basic material
Certain chemical process yield important basic materials for society, e.g., (cement, steel, aluminum, and fertilizer). However, these chemical reactions contribute to climate change by emitting carbon dioxide, a greenhouse gas, through chemical reactions, as well as through the combustion of fossil fuels to generate the high temperatures needed to reach the activation energies of the chemical reactions.
Cement (the paste within concrete)
- Calcination – Limestone, which is largely composed of fossilized calcium carbonate (CaCO3), breaks down at high temperatures into useable calcium oxide (CaO) and carbon dioxide gas (CO2), which gets released as a by-product. This chemical reaction, called calcination, figures most prominently in creating cement (the paste within concrete). The reaction is also important in providing calcium oxide to act as a chemical flux (removal of impurities) within a blast furnace.
- CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
Steel
- Smelting – Inside a blast furnace, carbon monoxide (CO) is released by combusting coke (a high-carbon derivative of coal) and removes the undesired oxygen (O) within ores. CO2 is released as a by-product, carrying away the oxygen and leaving behind the desired pure metal. Most prominently, iron smelting is how steel (largely iron with small amounts of carbon) is created from mined iron ore and coal.
- Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO2(g)[1]
Aluminium
- Proceso Hall-Héroult : el óxido de aluminio ( Al₂O₃ ) se funde con coque (C) en una reacción de electrólisis a alta temperatura , obteniéndose el aluminio puro deseado (Al) y una mezcla de CO y CO₂ .
- Al 2 O 3 (s) + 3 C(s) → 2 Al(s) + 3 CO(g)
- 2 Al 2 O 3 (s) + 3 C (s) → 4 Al (s) + 3 CO 2 (g)
Fertilizante
- Proceso Haber : El nitrógeno atmosférico (N₂ ) se separa, produciendo amoníaco (NH₃ ) , que se utiliza para fabricar todos los fertilizantes sintéticos . El proceso Haber utiliza unafuente de carbono fósil , generalmente gas natural , para proporcionar el CO₂ necesario para la reacción de desplazamiento del gas de agua , que produce hidrógeno (H₂ ) y libera CO₂ . El H₂ se utiliza para romper el fuerte triple enlace del N₂ , obteniendo así amoníaco industrial .
- CH 4 (g) + H 2 O (g) → CO (g) + 3 H 2 (g)
- CO(g) + H 2 O(g) → H 2 (g) + CO 2 (g)
- N₂ ( g) + 3 H₂ ( g) → 2 NH₃ ( g)
Otros procesos químicos
- Desinfección : tratamiento químico para eliminar bacterias y virus.
- Piroprocesamiento : uso de calor para combinar químicamente materiales, como en el cemento.
Electrólisis
La disponibilidad de electricidad y su efecto sobre los materiales dieron lugar a diversos procesos para el recubrimiento o la separación de metales.
- Proceso electrolítico : cualquier proceso que utilice la electrólisis.
- Deposición electroforética : deposición electrolítica de partículas coloidales en un medio líquido.
- Electropulido : el proceso inverso al galvanizado.
- Electrotipografía : uso de la galvanoplastia para producir planchas de impresión.
- Dorado , galvanoplastia , anodizado , electroobtención : deposición de un material sobre un electrodo.
- Enfoque isoeléctrico, también conocido como electroenfoque: similar a la galvanoplastia, pero separando moléculas.
- Metalización , recubrimiento , recubrimiento por centrifugación : términos genéricos para dar a los materiales no metálicos un recubrimiento metálico.
Corte
- Mecanizado por descarga eléctrica (EDM)
- Corte láser
- Mecanizado : el corte y conformado mecánico de metales que implica la pérdida de material.
- Soldadura y corte oxiacetilénico
- Corte por plasma
- Aserradura
- Cizallamiento
- Corte por chorro de agua : corte de materiales mediante un chorro de agua a muy alta presión.
Metalurgia
- Cementación , endurecimiento diferencial , granallado : creación de una superficie resistente al desgaste.
- Fundición : proceso de dar forma a un material líquido vertiéndolo en moldes y dejándolo solidificar.
- Troquelado : Se presiona un troquel o matriz sobre un material plano para cortar, marcar, perforar y dar forma al material.
- Horno de arco eléctrico : procesamiento a muy alta temperatura
- Forjado : el proceso de dar forma al metal mediante calor y martillo.
- Hidroconformado : un tubo de metal se expande dentro de un molde bajo presión.
- Endurecimiento por precipitación : tratamiento térmico utilizado para fortalecer materiales maleables.
- Estampado progresivo : producción de componentes a partir de una tira o rollo.
- Chorro de arena : limpieza de una superficie mediante arena u otras partículas.
- Fundición y reducción directa: extracción de metales de los minerales.
- Soldadura blanda , soldadura fuerte , soldadura blanda : un proceso para unir metales.
- Estampado
- Fabricación de acero : transformación del arrabio fundido en acero.
- Pulido por volteo – para pulir
- Endurecimiento por deformación: proceso que aumenta la resistencia de metales, aleaciones, etc.
Hierro y acero
- Fabricación de acero con oxígeno básico
- Proceso de Bessemer
- Alto horno : producía hierro fundido
- Fragua catalana , horno de hogar abierto , horno de fundición : producía hierro forjado.
- Proceso de cementación
- acero de crisol
- Reducción directa: produjo hierro de reducción directa .
- Fundición : proceso que consiste en utilizar hornos para producir acero, cobre, etc.
Moldura
La conformación física de materiales mediante la formación de su forma líquida utilizando un molde.
- Moldeo por soplado, como en los envases de plástico o en la industria de los envases de vidrio : fabricación de objetos huecos mediante soplado en un molde.
- Fundición , fundición en arena : el proceso de dar forma a metales o plásticos fundidos utilizando un molde.
- Moldeo por compresión
- Sinterización , metalurgia de polvos : la fabricación de objetos a partir de polvo metálico o cerámico.
Separación
Muchos materiales existen en forma impura. La purificación o separación permite obtener un producto utilizable.
- Conminución : reduce el tamaño de las partículas físicas (se sitúa entre la trituración y la molienda).
- Proceso Frasch : para extraer azufre fundido del suelo.
- Flotación por espuma , proceso de flotación : separación de minerales mediante flotación.
- Liquid–liquid extraction – dissolving one substance in another
Distillation
Distillation is the purification of volatile substances by evaporation and condensation
Additive manufacturing
In additive manufacturing, material is progressively added to the piece until the desired shape and size are obtained.
Petroleum and organic compounds
The nature of an organic molecule means it can be transformed at the molecular level to create a range of products.
- Alkylation – refining of crude oil
- Burton process – cracking of hydrocarbons
- Cracking (chemistry) – the generic term for breaking up the larger molecules
- Cumene process – making phenol and acetone from benzene
- Friedel–Crafts reaction, Kolbe–Schmitt reaction
- Olefin metathesis, thermal depolymerization
- Oxo process – produces aldehydes from alkenes
- Polymerization
- Raschig hydroxylamine process – produces hydroxylamine, a precursor of nylon
- Transesterification – organic chemicals
Organized by product
- Aluminium – ( Hall-Héroult process, Deville process, Bayer process, Wöhler process)
- Ammonia, used in fertilizer – (Haber process)
- Bromine – (Dow process)
- Chlorine, used in chemicals – (chloralkali process, Weldon process, Hooker process)
- Fat – (rendering)
- Fertilizer – (nitrophosphate process)
- Glass – (Pilkington process)
- Gold – (bacterial oxidation, Parkes process)
- Graphite – (Acheson process)
- Heavy water, used to refine radioactive products – (Girdler sulfide process)
- Hydrogen – (water–gas shift reaction, steam reforming)
- Lead (and bismuth) – (Betts electrolytic process, Betterton-Kroll process)
- Níquel – ( Proceso Mond )
- Ácido nítrico – ( proceso de Ostwald )
- Papel – ( pulpa , proceso Kraft , máquina Fourdrinier )
- Caucho – ( vulcanización )
- Sal – ( Proceso Alberger , proceso de evaporación Grainer )
- Cristales semiconductores – ( método de Bridgman-Stockbarger , método de Czochralski )
- Plata – ( Proceso Patio , Proceso Parkes )
- Carburo de silicio – ( Proceso Acheson , Proceso Lely )
- Carbonato de sodio , utilizado para la fabricación de jabón ( proceso Leblanc , proceso Solvay , proceso Leblanc-Deacon ).
- Ácido sulfúrico – ( proceso de cámara de plomo , proceso de contacto )
- Titanio – ( Proceso Hunter , proceso Kroll )
- Circonio – ( proceso Hunter , proceso Kroll , proceso van Arkel-de Boer )
Una lista por proceso:
- Proceso Alberger , proceso de evaporación Grainer : produce sal a partir de salmuera.
- Oxidación bacteriana : se utiliza para producir oro.
- Proceso Bayer : la extracción de aluminio del mineral.
- Proceso cloroalcalino , proceso Weldon : para la producción de cloro e hidróxido de sodio.
- Proceso Dow : produce bromo a partir de salmuera.
- Proceso Formox : oxidación de metanol para producir formaldehído.
- Proceso de sulfuro de Girdler : para la producción de agua pesada.
- Proceso Hunter , proceso Kroll : produce titanio y circonio.
- Procesamiento industrial : separación de la grasa del hueso y las proteínas.
- Proceso de cámara de plomo , proceso de contacto : producción de ácido sulfúrico
- Proceso Mond – níquel
- Proceso de nitrofosfato : varios procesos similares para la producción de fertilizantes.
- Proceso de Ostwald : produce ácido nítrico.
- Embalaje
- Proceso de paloma : produce magnesio, reduciendo el óxido mediante silicio.
- Reformado con vapor , reacción de desplazamiento del gas de agua : produce hidrógeno y monóxido de carbono a partir de metano o hidrógeno y dióxido de carbono a partir de agua y monóxido de carbono.
- Metalización al vacío : un proceso de acabado
- Proceso Van Arkel-de Boer : para la producción de titanio, circonio, hafnio, vanadio, torio o protactinio.
Véase también
Referencias
- ↑ "Alto horno" . Ayuda científica. Archivado del original el 17 de diciembre de 2007. Consultado el 30 de diciembre de 2007 .
Categorías :
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