La pyrométallurgie est un processus par lequel les minerais et les métaux sont chauffés pour produire un produit fini de composés exploitables, de métaux et d’alliages plus purs. Le processus peut être l’un des suivants : séchage, grillage, fusion, raffinage et alliage, entre autres. En utilisant des températures élevées, on peut provoquer des réactions chimiques et exothermiques dans les matériaux. Diverses méthodes de chauffage peuvent être effectuées, et celles-ci peuvent toutes être appelées pyrométallurgie. Tous les processus utilisent la chaleur pour modifier certains aspects du matériau travaillé. Le changement peut être aussi simple que de chauffer de l’eau ou d’autres liquides à l’état gazeux, puis de les retirer. Ou cela pourrait être aussi complexe que la liaison chimique des métaux, comme lorsque le cuivre et l’étain sont combinés pour faire du bronze.
Le séchage est un type de pyrométallurgie dans lequel l’humidité est éliminée du matériau. La chaleur est appliquée pour rendre le métal plus chaud que le point d’ébullition de l’eau, puis l’humidité peut être extraite du matériau. La torréfaction est un autre type de pyrométallurgie. Cela se produit lorsque le sulfure métallique est chauffé à un point tel que l’oxygène réagit pour former un oxyde métallique solide et du dioxyde de soufre gazeux.
La fusion est une autre forme de pyrométallurgie qui implique des réactions thermiques à une phase fondue. La fusion a généralement lieu à une température supérieure au point de fusion du métal et élimine le dioxyde de carbone du matériau, laissant un métal plus raffiné. Le raffinage est un autre processus pyrométallurgique qui élimine les impuretés en chauffant les métaux.
Les alliages sont des combinaisons de métaux avec d’autres métaux ou de métaux avec des non-métaux. Un exemple courant est le bronze, une combinaison de cuivre et d’étain. Si l’on chauffe le cuivre à environ 2000° Fahrenheit (1100° Celsius) et ajoute de l’étain, le bronze peut être fabriqué. L’alliage est une autre forme de pyrométallurgie.
Dans tous les types de pyrométallurgie, le combustible ou l’électricité est nécessaire comme source de chaleur. Parfois, des réactions exothermiques peuvent fournir suffisamment de chaleur pour que le processus pyrométallurgique ait lieu. À ce stade, lorsqu’aucun carburant ou électricité supplémentaire n’est nécessaire pour travailler le métal, le processus est connu pour atteindre une phase autogène.
Généralement, les procédés pyrométallurgiques sont utilisés sur des matériaux qui ont tendance à ne pas être très réactifs, car les matériaux réactifs peuvent être encouragés à exploser lorsque de la chaleur est appliquée. Les éléments non réactifs peuvent être extraits par la chaleur et raffinés en utilisant de la chaleur pour appliquer d’autres matériaux et faire en sorte que les impuretés se lient et deviennent plus faciles à éliminer, permettant une forme plus pure.