La pirometallurgia è un processo attraverso il quale vengono riscaldati minerali e metalli per produrre un prodotto finito di composti lavorabili, metalli più puri e leghe. Il processo può essere uno dei seguenti: essiccazione, tostatura, fusione, raffinazione e lega, tra gli altri. Usando le alte temperature, si possono causare reazioni chimiche ed esotermiche nei materiali. Possono essere eseguiti vari metodi di riscaldamento e tutti questi possono essere indicati come pirometallurgia. Tutti i processi utilizzano il calore per modificare alcuni aspetti del materiale in lavorazione. Il cambiamento può essere semplice come riscaldare l’acqua o altri liquidi allo stato gassoso e quindi rimuoverli. Oppure potrebbe essere complesso come legare chimicamente i metalli, come quando rame e stagno vengono combinati per fare il bronzo.
L’essiccazione è un tipo di pirometallurgia in cui l’umidità viene rimossa dal materiale. Il calore viene applicato per rendere il metallo più caldo del punto di ebollizione dell’acqua, quindi l’umidità può essere estratta dal materiale. La torrefazione è un altro tipo di pirometallurgia. Ciò si verifica quando il solfuro di metallo viene riscaldato a un punto tale che l’ossigeno reagisce per formare ossido di metallo solido e gas di anidride solforosa.
La fusione è un’altra forma di pirometallurgia che comporta reazioni termiche in fase fusa. La fusione avviene tipicamente a una temperatura superiore al punto di fusione del metallo e rimuove l’anidride carbonica dal materiale, lasciando un metallo più raffinato. La raffinazione è un altro processo pirometallurgico che rimuove le impurità riscaldando i metalli.
Le leghe sono combinazioni di metalli con altri metalli o di metalli con non metalli. Un esempio comune di questo è il bronzo, una combinazione di rame e stagno. Se si riscalda il rame a circa 2000° Fahrenheit (1100° Celsius) e si aggiunge stagno, si può fare il bronzo. La lega è un’altra forma di pirometallurgia.
In tutti i tipi di pirometallurgia, come fonte di calore è necessario combustibile o elettricità. A volte le reazioni esotermiche possono fornire calore sufficiente per il processo pirometallurgico. A questo punto, quando non sono necessari ulteriori combustibili o elettricità per lavorare il metallo, è noto che il processo raggiunge una fase autogena.
Generalmente, i processi pirometallurgici vengono utilizzati su materiali che tendono a non essere molto reattivi, poiché i materiali reattivi possono essere incoraggiati ad esplodere quando viene applicato il calore. Gli elementi non reattivi possono essere estratti dal calore e raffinati utilizzando il calore per applicare altri materiali e facendo sì che le impurità si leghino e diventino più facili da rimuovere, consentendo una forma più pura.