การถลุงแร่เป็นกระบวนการที่ใช้ความร้อนและสารเคมีลดแรงตึงผิวกับแร่เพื่อสกัดโลหะพื้นฐานที่ต้องการ [ 1 ] เป็นรูปแบบหนึ่งของโลหะวิทยาเชิงสกัดที่ใช้ในการผลิตโลหะหลายชนิด เช่น เหล็ก ทองแดง เงิน ดีบุกตะกั่วและสังกะสีการถลุงแร่ใช้^{ความร้อนและ}สารเคมีลดแรงตึงผิวเพื่อสลายแร่ขับไล่ธาตุอื่นๆ ออกไปในรูปของก๊าซหรือตะกรันและเหลือโลหะไว้ สารเคมีลดแรงตึงผิวโดยทั่วไปเป็นแหล่งคาร์บอน จาก เชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นคาร์บอนมอนอกไซด์จากการเผาไหม้โค้ก ไม่สมบูรณ์ หรือในสมัยก่อนคือถ่านไม้ [ ^{1 ] ออกซิเจน}ในแร่จะจับกับคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง เนื่องจากพลังงานศักย์ทางเคมีของพันธะในคาร์บอนไดออกไซด์ (CO ₂ ) ต่ำกว่าพลังงานศักย์ของพันธะในแร่

แร่ซัลไฟด์ เช่น แร่ที่ใช้ในการผลิตทองแดง สังกะสี หรือตะกั่ว จะถูกนำไปเผาก่อนถลุงเพื่อเปลี่ยนซัลไฟด์ให้เป็นออกไซด์ ซึ่งจะถูกรีดิวซ์เป็นโลหะได้ง่ายกว่า การเผาจะให้ความร้อนแก่แร่ในสภาวะที่มีออกซิเจนจากอากาศ ทำให้แร่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและปลดปล่อยกำมะถันออกมาในรูปก๊าซ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์

กระบวนการถลุงโลหะส่วนใหญ่เกิดขึ้นในเตาหลอมเพื่อผลิตเหล็กดิบซึ่งจะถูกนำไปแปรรูปเป็นเหล็กกล้าส่วนโรงงานที่ใช้กระบวนการลดอะลูมิเนียมด้วยไฟฟ้าเรียกว่าโรงงาน ถลุงอะลูมิเนียม

โรงถลุงแร่สามารถจำแนกได้เป็นสองประเภทตามรูปแบบธุรกิจ ได้แก่ โรงถลุงแร่ตามสั่งและโรงถลุงแร่แบบครบวงจร^{[ 2 ]}โรงถลุงแร่ตามสั่งคือโรงถลุงแร่ที่ดำเนินการแปรรูปแร่ในนามของลูกค้าหรือซื้อแร่เพื่อนำไปแปรรูป โรงถลุงแร่ตามสั่งจะได้รับแร่เข้มข้นจากเหมืองที่มีเจ้าของต่างกัน^{[ 3 ]}โรงถลุงแร่แบบครบวงจรขึ้นอยู่กับการดำเนินงานเหมืองแร่เฉพาะแห่งโดยตรงและมักจะตั้งอยู่ติดกับเหมือง^{[ 2 ]}

การถลุงโลหะไม่ได้หมายถึงแค่การหลอมโลหะออกจากแร่เท่านั้น แร่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสารประกอบทางเคมีของโลหะและธาตุอื่นๆ เช่น ออกซิเจน (ในรูปออกไซด์ ) กำมะถัน (ในรูปซัลไฟด์ ) หรือคาร์บอนและออกซิเจนรวมกัน (ในรูปคาร์บอเนต ) ในการสกัดโลหะ คนงานต้องทำให้สารประกอบเหล่านี้เกิดปฏิกิริยาเคมีดังนั้น การถลุงโลหะจึงประกอบด้วยการใช้สารรีดิวซ์ ที่เหมาะสม ซึ่งจะรวมตัวกับ ธาตุ ออกซิ ไดซ์เหล่านั้น เพื่อปลดปล่อยโลหะออกมา

ในกรณีของซัลไฟด์และคาร์บอเนต กระบวนการที่เรียกว่า " การคั่ว " จะกำจัดคาร์บอนหรือกำมะถันที่ไม่ต้องการออกไป เหลือไว้เพียงออกไซด์ ซึ่งเหมาะสมกว่าสำหรับการรีดิวซ์เป็นโลหะ การคั่วโดยทั่วไปจะดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่เป็นออกซิไดซ์ ตัวอย่างในทางปฏิบัติบางส่วน:

สำหรับแร่ซัลไฟด์ การคั่วจะส่งผลให้ซัลไฟด์ถูกแทนที่ด้วยออกไซด์บางส่วนหรือทั้งหมด สำหรับโมลิบเดนัมไดซัลไฟด์ ซึ่งเป็นแร่หลักของโมลิบเดนัม การคั่วจะดำเนินไปดังนี้: ^{[ 4 ]}

MoS ₂ + 3O ₂ → MoO ₂ + 2 SO ₂

การรีดิวซ์เป็นขั้นตอนสุดท้ายที่มีอุณหภูมิสูงในการถลุงโลหะ ซึ่งออกไซด์จะกลายเป็นโลหะธาตุ สภาพแวดล้อมแบบรีดิวซ์ (มักเกิดจากคาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้ ไม่สมบูรณ์ในเตาหลอมที่มีอากาศน้อย) จะดึงอะตอม ออกซิเจนสุดท้ายออกจากโลหะดิบ แหล่งคาร์บอนทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นทางเคมีเพื่อกำจัดออกซิเจนออกจากแร่ ทำให้ได้โลหะธาตุ บริสุทธิ์ เป็นผลิตภัณฑ์ แหล่งคาร์บอนจะถูกออกซิไดซ์ในสองขั้นตอน ขั้นแรก คาร์บอน (C) จะเผาไหม้กับออกซิเจน (O₂ ₎ในอากาศเพื่อผลิตคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ขั้นที่สอง คาร์บอนมอนอกไซด์จะทำปฏิกิริยากับแร่ (เช่น Fe₂O₃ _{) และ}กำจัดอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอม ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ ₎ออก มา หลังจากทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์อย่างต่อเนื่อง ออกซิเจนทั้งหมดในแร่จะถูกกำจัดออกไป เหลือเพียงโลหะธาตุ (เช่น Fe) ^{[ 5 ]}เนื่องจากแร่ส่วนใหญ่ไม่บริสุทธิ์ จึงมักจำเป็นต้องใช้ฟลักซ์เช่นหินปูน (หรือโดโลไมต์ ) เพื่อกำจัดหินที่ไม่ต้องการที่ปะปนอยู่เป็นตะกรัน ปฏิกิริยาการ เผาไหม้ นี้ จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา

อุณหภูมิที่ต้องการจะแตกต่างกันไป ทั้งในแง่ค่าสัมบูรณ์และในแง่ของจุดหลอมเหลวของโลหะพื้นฐาน ตัวอย่างเช่น:

• เหล็กออกไซด์จะกลายเป็นเหล็กโลหะที่อุณหภูมิประมาณ 1250 °C (2282 °F หรือ 1523 K) ซึ่งต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของเหล็กที่ 1538 °C (2800 °F หรือ 1811 K) เกือบ 300 องศา ^{[ 6 ]}
• เมอร์คิวริกออกไซด์จะกลายเป็นปรอทไอที่อุณหภูมิประมาณ 550 °C (1022 °F หรือ 823 K) ซึ่งสูงกว่าจุดหลอมเหลวของปรอทที่ -38 °C (-36.4 °F หรือ 235 K) เกือบ 600 องศา และยังสูงกว่าจุดเดือดของปรอทอีกด้วย^{[ 7 ]}

สารช่วยหลอม (Flux) คือวัสดุที่เติมลงในแร่ระหว่างการถลุงเพื่อเร่งปฏิกิริยาที่ต้องการและจับกับสิ่งเจือปนหรือผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาที่ไม่ต้องการด้วยวิธีการทางเคมีแคลเซียมคาร์บอเนตหรือแคลเซียมออกไซด์ในรูปของปูนขาวมักถูกใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ เนื่องจากมันทำปฏิกิริยากับสิ่งเจือปน เช่น กำมะถัน ฟอสฟอรัส และซิลิคอน ทำให้สามารถแยกและกำจัดสิ่งเจือปนเหล่านี้ได้ง่ายในรูปของตะกรัน นอกจากนี้ สารช่วยหลอมยังอาจใช้เพื่อควบคุมความหนืดและทำให้กรดที่ไม่ต้องการเป็นกลางได้อีกด้วย

สารช่วยหลอมและตะกรันสามารถทำหน้าที่เสริมหลังจากขั้นตอนการรีดิวซ์เสร็จสมบูรณ์แล้ว โดยจะสร้างชั้นหลอมเหลวปกคลุมโลหะที่บริสุทธิ์ ป้องกันไม่ให้สัมผัสกับออกซิเจนในขณะที่ยังร้อนพอที่จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ง่าย ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้เกิดสิ่งเจือปนในโลหะ

แร่โลหะพื้นฐานมักเป็นแร่ซัลไฟด์ ในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมาเตาหลอมแบบรีเวิร์บถูกนำมาใช้เพื่อแยกวัตถุดิบที่กำลังหลอมออกจากเชื้อเพลิง โดยทั่วไปแล้ว เตาหลอมแบบนี้จะใช้ในขั้นตอนแรกของการหลอม คือ การแยกของเหลวออกเป็นสองส่วน ส่วนหนึ่งเป็นตะกรันออกไซด์ที่มีสิ่งเจือปนส่วนใหญ่ และอีกส่วนหนึ่งเป็นแมท ซัลไฟด์ที่มีโลหะซัลไฟด์ที่มีค่าและสิ่งเจือปนบางส่วน เตาหลอมแบบ "รีเวิร์บ" ในปัจจุบันมีความยาวประมาณ 40 เมตร สูง 3 เมตร และกว้าง 10 เมตร เชื้อเพลิงจะถูกเผาที่ปลายด้านหนึ่งเพื่อหลอมแร่ซัลไฟด์เข้มข้นแห้ง (โดยปกติหลังจากผ่านการคั่วบางส่วน) ซึ่งถูกป้อนผ่านช่องเปิดบนหลังคาเตาหลอม ตะกรันจะลอยอยู่เหนือแมทที่หนักกว่า และจะถูกนำออกทิ้งหรือนำกลับมาใช้ใหม่ จากนั้นแมทซัลไฟด์จะถูกส่งไปยังเครื่องแปลงสภาพ รายละเอียดที่แน่นอนของกระบวนการจะแตกต่างกันไปในแต่ละเตาหลอม ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางแร่ของแหล่งแร่

ในขณะที่เตาหลอมแบบสะท้อนความร้อนผลิตตะกรันที่มีทองแดงน้อยมาก แต่ก็มีประสิทธิภาพด้านพลังงานค่อนข้างต่ำและปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ที่มีความเข้มข้นต่ำ ซึ่งยากต่อการดักจับ เทคโนโลยีการถลุงทองแดงรุ่นใหม่ได้เข้ามาแทนที่ แล้ว ^{[ 9 ]}เตาหลอมรุ่นใหม่กว่าใช้การถลุงแบบอ่าง การถลุงแบบพ่นด้านบน การถลุงแบบแฟลช และเตาหลอมแบบระเบิด ตัวอย่างของเตาหลอมแบบอ่าง ได้แก่ เตาหลอม Noranda เตาหลอม Isasmeltเครื่องปฏิกรณ์ Teniente เตาหลอม Vunyukov และเทคโนโลยี SKS เตาหลอมแบบพ่นด้านบน ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์การถลุง Mitsubishi เตาหลอมแบบแฟลชคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 50% ของเตาหลอมทองแดงทั่วโลก มีกระบวนการถลุงอีกหลายประเภท ได้แก่ Kivset, Ausmelt, Tamano, EAF และ BF

ในบรรดาโลหะทั้งเจ็ดชนิดที่รู้จักกันในสมัยโบราณ มีเพียงทองคำเท่านั้นที่พบได้ในธรรมชาติในรูปของโลหะบริสุทธิ์ ส่วนโลหะอื่นๆ ได้แก่ ทองแดง ตะกั่ว เงิน ดีบุก เหล็กและปรอทส่วนใหญ่พบในรูปของแร่ธาตุแม้ว่าบางครั้งจะพบทองแดงบริสุทธิ์ในปริมาณที่มีนัยสำคัญทางการค้าก็ตาม แร่ธาตุเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นคาร์บอเนตซัลไฟด์หรือออกไซด์ของโลหะ ผสมกับส่วนประกอบอื่นๆ เช่นซิลิกาและอะลูมินาการเผาแร่คาร์บอเนตและซัลไฟด์ในอากาศจะเปลี่ยนเป็นออกไซด์ จากนั้นออกไซด์จะถูกหลอมเป็นโลหะ คาร์บอนมอนอกไซด์เป็น (และยังคงเป็น) ตัวรีดิวซ์ที่นิยมใช้ในการถลุงโลหะ เนื่องจากผลิตได้ง่ายในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน และเมื่ออยู่ในรูปของก๊าซจะสัมผัสกับแร่โดยตรง

ในโลกยุคโบราณมนุษย์เรียนรู้ที่จะถลุงโลหะตั้งแต่ สมัย ก่อนประวัติศาสตร์เมื่อกว่า 8,000 ปีที่แล้ว การค้นพบและการใช้โลหะที่มีประโยชน์ – ทองแดงและทองสัมฤทธิ์ในตอนแรก แล้วตามด้วยเหล็กในอีกไม่กี่พันปีต่อมา – ส่งผลกระทบอย่างมหาศาลต่อสังคมมนุษย์ ผลกระทบนั้นแพร่หลายมากจนนักวิชาการแบ่งประวัติศาสตร์โบราณออกเป็นยุคหินยุคทองสัมฤทธิ์และยุคเหล็ก

ในทวีปอเมริกา อารยธรรม ก่อนยุคอินคาในเทือกเขาแอนดีส ตอนกลาง ในเปรูเชี่ยวชาญการถลุงทองแดงและเงินอย่างน้อยหกศตวรรษก่อนที่ชาวยุโรปกลุ่มแรกจะมาถึงในศตวรรษที่ 16 ในขณะที่ไม่เคยเชี่ยวชาญการถลุงโลหะเช่นเหล็กเพื่อใช้ในการทำอาวุธ^{[ 10 ]}

ทองแดงเป็นโลหะชนิดแรกที่ถูกถลุง^{[ 11 ]}การค้นพบนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ กองไฟมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิที่ต้องการประมาณ 200 องศาเซลเซียส ดังนั้นบางคนจึงเสนอว่าการถลุงทองแดงครั้งแรกอาจเกิดขึ้นในเตาเผาเครื่องปั้นดินเผา^{[ 12 ]} (การพัฒนาการถลุงทองแดงในเทือกเขาแอนดีส ซึ่งเชื่อกันว่าเกิดขึ้นโดยอิสระจากโลกเก่าอาจเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกัน^{[ 10 ]} )

หลักฐานการถลุงทองแดงที่เก่าแก่ที่สุดในปัจจุบัน ซึ่งมีอายุระหว่าง 5500 ปีก่อนคริสตกาลถึง 5000 ปีก่อนคริสตกาล พบในPločnikและ Belovode ประเทศเซอร์เบีย^{[ 13 ] [ 14 ]}หัวกระบองที่พบในตุรกีและมีอายุย้อนไปถึง 5000 ปีก่อนคริสตกาล ซึ่งครั้งหนึ่งเคยคิดว่าเป็นหลักฐานที่เก่าแก่ที่สุด ปัจจุบันปรากฏว่าเป็นทองแดงธรรมชาติที่ถูกตีขึ้นรูป^{[ 15 ]}

บรอนซ์ทองแดง-ดีบุกซึ่งแข็งกว่าและทนทานกว่าได้รับการพัฒนาขึ้นราว 3500 ปีก่อนคริสตกาลในเอเชียไมเนอร์เช่นกัน^{[ 16 ]}

ในปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์โดยตรงจากโรงถลุงทองแดงคือทองแดงแอโนดซึ่งมีความบริสุทธิ์ตั้งแต่ 98.5 ถึง 99.8% ^{[ 17 ] [ 18 ]}จากนั้นทองแดงแอโนดสามารถนำไปกลั่นด้วยไฟฟ้าเพื่อผลิตทองแดงแคโทดที่มีความบริสุทธิ์ 99.99% ^{[ 17 ] [ 18 ]}

เชื่อกันว่าลูกปัดตะกั่ว หล่อที่ เก่า แก่ที่สุดที่รู้จักกันนั้นอยู่ใน แหล่งโบราณคดี Çatalhöyükในอนาโตเลีย ( ตุรกี ) และมีอายุราว 6500 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 19 ]}อย่างไรก็ตาม การวิจัยล่าสุดได้ค้นพบว่าไม่ใช่ตะกั่ว แต่เป็นเซรัสไซต์และกาเลนา ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่มีตะกั่วเป็นองค์ประกอบหลัก แต่มีลักษณะแตกต่างจากตะกั่ว^{[ 20 ]}

เนื่องจากการค้นพบนี้เกิดขึ้นเมื่อหลายพันปีก่อนการประดิษฐ์การเขียน จึงไม่มีบันทึกเป็นลายลักษณ์อักษรเกี่ยวกับวิธีการผลิต อย่างไรก็ตาม ดีบุกและตะกั่วสามารถหลอมได้โดยการนำแร่ไปเผาในกองไฟ ทำให้มีความเป็นไปได้ว่าการค้นพบนี้อาจเกิดขึ้นโดยบังเอิญ^{[ 21 ]}อย่างไรก็ตาม งานวิจัยล่าสุดได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับการค้นพบนี้^{[ 22 ]}

ตะกั่วเป็นโลหะทั่วไป แต่การค้นพบของมันมีผลกระทบต่อโลกโบราณค่อนข้างน้อย มันอ่อนเกินไปที่จะใช้สำหรับองค์ประกอบโครงสร้างหรืออาวุธ แม้ว่าความหนาแน่นสูงเมื่อเทียบกับโลหะอื่น ๆ จะทำให้เหมาะสำหรับ กระสุน หนังสติ๊กอย่างไรก็ตาม เนื่องจากหล่อและขึ้นรูปได้ง่าย คนงานในโลกยุคคลาสสิกของกรีกโบราณและโรมันโบราณจึงใช้มันอย่างกว้างขวางในการวางท่อและเก็บน้ำ พวกเขายังใช้มันเป็นปูนในอาคารหิน อีกด้วย ^{[ 23 ] [ 24 ]}

ดีบุกพบได้น้อยกว่าตะกั่วมาก มีความแข็งเพียงเล็กน้อย และมีผลกระทบน้อยกว่าด้วยตัวมันเอง

หลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดเกี่ยวกับการผลิตเหล็กคือเศษเหล็กจำนวนเล็กน้อยที่มีส่วนผสมของคาร์บอนในปริมาณที่เหมาะสมซึ่งพบในชั้น Proto-Hittite ที่Kaman-Kalehöyükและมีอายุราว 2200–2000 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 25 ]} Souckova-Siegolová (2001) แสดงให้เห็นว่าเครื่องมือเหล็กถูกผลิตขึ้นในอนาโตเลียตอนกลางในปริมาณที่จำกัดมากราว 1800 ปีก่อนคริสตกาล และโดยทั่วไปแล้วชนชั้นสูงใช้กัน แต่ไม่ใช่สามัญชน ในช่วงจักรวรรดิฮิตไทต์ใหม่ (~1400–1200 ปีก่อนคริสตกาล) ^{[ 26 ]}

นักโบราณคดีพบหลักฐานการใช้เหล็กในอียิปต์โบราณระหว่างยุคกลางที่สามและราชวงศ์ที่ 23 (ประมาณ 1100–750 ปีก่อนคริสตกาล) อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือ พวกเขาไม่พบหลักฐานการถลุงแร่เหล็กในยุคใดๆ (ก่อนยุคสมัยใหม่) นอกจากนี้ ยัง มีการผลิต เหล็กกล้าคาร์บอน ในยุคแรกๆ เมื่อประมาณ 2000 ปีที่แล้ว (ประมาณศตวรรษที่ 1 ) ในทางตะวันตกเฉียงเหนือของแทนซาเนียโดยใช้หลักการอุ่นล่วงหน้าที่ซับซ้อน การค้นพบเหล่านี้มีความสำคัญต่อประวัติศาสตร์ของโลหะวิทยา^{[ 27 ]}

กระบวนการในยุคแรกๆ ส่วนใหญ่ในยุโรปและแอฟริกาเกี่ยวข้องกับการถลุงแร่เหล็กในเตา ถลุงเหล็กแบบ บลูเมอรีโดยที่อุณหภูมิจะถูกควบคุมให้ต่ำพอที่จะไม่ทำให้เหล็กหลอมละลาย ทำให้เกิดมวลเหล็กที่มีลักษณะเป็นรูพรุนเรียกว่าบลูม ซึ่งจะต้องนำมาอัดให้แน่นด้วยค้อนเพื่อผลิตเหล็กดัด หลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดเกี่ยวกับการถลุงเหล็กแบบบลูเมอรีพบได้ที่เทลฮัมเมห์ประเทศจอร์แดนซึ่งกำหนดอายุด้วยวิธีคาร์บอนกัมมันตรังสีได้ประมาณ 930 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 28 ]}

มีบันทึกว่าหมู่บ้าน Lejja ในเมือง Nsukka รัฐ Enugu ประเทศไนจีเรีย ได้ทำการถลุงเหล็กมาตั้งแต่ก่อน 2000 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 29 ]}

ตั้งแต่ยุคกลาง กระบวนการผลิตเหล็กทางอ้อมเริ่มเข้ามาแทนที่กระบวนการลดเหล็กโดยตรงในเตาหลอมเหล็ก กระบวนการนี้ใช้เตาหลอมแบบเป่าลมเพื่อ ผลิตเหล็ก ดิบซึ่งต้องผ่านกระบวนการเพิ่มเติมเพื่อให้ได้เหล็กแท่งที่สามารถตีขึ้นรูปได้ กระบวนการในขั้นตอนที่สองรวมถึงการขัดแต่งในเตาหลอมขัดแต่งในศตวรรษที่ 13 ใน ช่วงยุคกลางตอนปลาย จีนได้นำเตาหลอมแบบเป่าลมมาใช้ ซึ่งจีนได้ใช้เตาหลอมแบบนี้มาตั้งแต่สมัย ราชวงศ์ฉินราว 200 ปีก่อนคริสตกาลนอกจาก นี้ การหลอมเหล็กด้วยแรงดันก็ถูกนำมาใช้ในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมด้วย

ทั้งสองกระบวนการนั้นล้าสมัยไปแล้ว และปัจจุบันเหล็กดัดแทบจะไม่มีการผลิตอีกต่อไป แทนที่จะใช้เหล็กดัด ปัจจุบันมีการผลิตเหล็กกล้าอ่อนจากเตาหลอมเบสเซเมอร์หรือวิธีการอื่นๆ รวมถึงกระบวนการลดโลหะด้วยการถลุง เช่นกระบวนการโคเร็กซ์

การถลุงโลหะส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อมก่อให้เกิดน้ำเสียและกากโลหะและปล่อยโลหะที่เป็นพิษ เช่นทองแดงเงิน เหล็กโคบอลต์และซีลีเนียมสู่ชั้นบรรยากาศ^{[ 30 ]}โรงถลุงโลหะยังปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซึ่ง ก่อให้เกิดฝนกรดทำให้ดินและน้ำเป็นกรด^{[ 31 ]}

โรงถลุงโลหะในเมืองฟลินฟลอน ประเทศแคนาดาเป็นหนึ่งในแหล่งกำเนิดปรอท ที่ใหญ่ที่สุด ในทวีปอเมริกาเหนือในช่วงศตวรรษที่ 20 ^{[ 32 ] [ 33 ]}แม้หลังจากการปล่อยปรอทจากโรงถลุงโลหะลดลงอย่างมากแล้วการปล่อยปรอท สู่สิ่งแวดล้อม ก็ยังคงเป็นแหล่งกำเนิดปรอทที่สำคัญในระดับภูมิภาค ทะเลสาบต่างๆ มีแนวโน้มที่จะได้รับสารปนเปื้อนปรอทจากโรงถลุงโลหะเป็นเวลาหลายทศวรรษ ทั้งจากการปล่อยปรอทที่กลับลงมาในรูปของน้ำฝนและการชะล้างโลหะจากดิน^{[ 32 ]}

มลพิษทางอากาศที่เกิดจากโรงถลุงอะลูมิเนียมได้แก่คาร์บอนิลซัลไฟด์ ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ สารประกอบโพลีไซคลิก ตะกั่วนิกเกล แมงกานีส โพลีคลอริเนเตดไบฟีนิล และปรอท [ 34 ] การปล่อยมลพิษจากโรงถลุงทองแดง ได้แก่ สารหนู เบริลเลียม แคดเมียมโครเมียมตะกั่วแมงกานีสและนิก^เกล[ 35 ]โรงถลุงตะกั่ว^{โดยทั่วไปจะ}ปล่อยสารหนู แอนติมอนีแคดเมียม และสารประกอบตะกั่วต่างๆ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

มลพิษในน้ำเสียที่ปล่อยออก มาจากโรงงานเหล็กและเหล็กกล้า ได้แก่ ผลิตภัณฑ์จากการแปรสภาพเป็นแก๊ส เช่นเบนซีนแนฟทาลีนแอนทราซีนไซยาไนด์แอมโมเนียฟีนอลและครีซอล พร้อมด้วย สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนกว่าหลายชนิดซึ่งเรียกรวมกันว่าโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAH) ^{[ 39 ]}เทคโนโลยีการบำบัด ได้แก่ การรีไซเคิลน้ำเสียบ่อตกตะกอนเครื่องกรองและระบบกรองเพื่อกำจัด ของแข็ง เครื่องแยกน้ำมันและการกรอง การตกตะกอนทางเคมีและการกรองสำหรับโลหะที่ละลายการดูดซับคาร์บอนและการออกซิเดชันทางชีวภาพสำหรับมลพิษอินทรีย์ และการระเหย^{[ 40 ]}

มลพิษที่เกิดจากโรงถลุงโลหะประเภทอื่นจะแตกต่างกันไปตามแร่โลหะพื้นฐาน ตัวอย่างเช่น โรงถลุงอะลูมิเนียมมักจะสร้างฟลูออไรด์เบนโซ(เอ)ไพรีนแอนติโมนี และนิกเกล รวมถึงอะลูมิเนียมด้วย โรงถลุงทองแดงมักจะปล่อยแคดเมียม ตะกั่วสังกะสีสารหนู และนิกเกล นอกเหนือจากทองแดง^{[ 41 ]}โรงถลุงตะกั่วอาจปล่อยแอนติโมนีแอสเบสตอส แคดเมียม ทองแดง และสังกะสี นอกเหนือจากตะกั่ว^{[ 42 ]}

คนงานที่ทำงานในอุตสาหกรรมถลุงโลหะรายงานว่ามีอาการป่วยทางระบบหายใจซึ่งขัดขวางความสามารถในการทำงานทางกายภาพที่จำเป็นของงาน^{[ 43 ]}

ในสหรัฐอเมริกาสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมได้ออกกฎระเบียบควบคุมมลพิษสำหรับโรงถลุงโลหะ

• มาตรฐานมลพิษทางอากาศภายใต้พระราชบัญญัติอากาศสะอาด^{[ 44 ]}
• มาตรฐานมลพิษทางน้ำ ( แนวทางการปล่อยน้ำเสีย⁾ภายใต้พระราชบัญญัติน้ำสะอาด [ ^{45 ] [ 46 ]}

ลองค้นหาคำว่า "smelting"ใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับการถลุงโลหะ