Wat is een laagoven en waar werd deze voor gebruikt?

Tegenwoordig hoor je vaak het woord hoogoven als het gaat om het winnen van ijzer uit ijzererts. Vroeger werd echter gebruik gemaakt van laagovens, dit waren de voorlopers van hoogovens. Een laagoven is zoals de naam al doet vermoeden een lage oven. Deze oven is hooguit twee meter hoog. In deze ovens werd ijzererts ingebracht samen met houtskool. De lagen ijzererts werden boven op de houtskool gestapeld.

Een laagoven kon niet de hoge temperatuur bereiken van hoogovens. Laagovens kunnen namelijk een maximale temperatuur bereiken van 1200 °C en hoogovens halen een temperatuur van 1500 °C. Daarnaast hebben laagovens nog een nadeel want in laagovens kan ijzer niet in vloeibare vorm worden gewonnen. In plaats daarvan komt ijzer in laagovens als gesinterde massa naar voren met daarin de slak die bestaat uit de resten van de erts en de verbrande houtskool.

Dit ijzer had door de vermenging met erts en slak geen homogene massa en was daardoor niet sterk. Toen het later mogelijk was om ijzer te laten smelten ontstond gietijzer. Door verhitten en afkoelen van ijzer en het hameren daarvan kon het koolstofgehalte worden verlaagd. Hierdoor kon smeedijzer of welijzer worden gemaakt. Dit was in feite een soort staal en was sterker dan het gietijzer dat vrij bros is door het hoge koolstofgehalte.

Wat is coltan, niobium, tantaliet en tantaal?

Coltan of columbotantaliet is een erts. Deze erts bevat de mineralen columbiet en tantaliet. De naam Coltan is afgeleid van de eerste drie letters van deze mineralen. Columbiet of columbium wordt tegenwoordig niobium genoemd deze naam is gekozen na een besluit in 1950 van het International Union of Pure and Applied Chemistry.

Het winnen van coltan
Coltan wordt gewonnen op verschillende plaatsen in de wereld. Met name in het oosten van de Democratische Republiek Congo (Kivu). Dit land ligt in Afrika en is politiek instabiel. De spanningen en gevechten in de regio zorgen er voor dat het winnen van coltan moeilijk is. Gewapende partijen in de regio Congo-Kinshasa en Rwanda worden deels betaald door de illegale handel in coltan en bloeddiamant. Veel fabrikanten probeerden in het verleden zo goedkoop mogelijk coltan te kopen ongeacht de omstreden partijen en gebieden waar deze erts vandaan kwam. Tegenwoordig willen veel afnemers dat er een verklaring wordt overhandigd waaruit blijkt dat de coltan op een legale manier is bemachtigd en uit legale bronnen afkomstig is.

Tantaal en tantaliet
Uit de erts coltan wordt tantaal gewonnen. Dit is een scheikundig element met symbool Ta en heeft atoomnummer 73 volgens het periodiek systeem der elementen. In tegenstelling tot de metalen goud en koper komt tantaal niet in pure vorm voor in de natuur. Tantaal is over het algemeen aanwezig in een aantal mineralen zoals tantaliet en euxeniet. De ertsen worden geanalyseerd. Door deze analyse wordt duidelijk wat het percentage  columbiet  en tantaliet is.

Eigenschappen van tantaal
Tantaal is een grijsblauw overgangsmetaal. Het is een hard en zwaar metaal. Tantaal is eenvoudig te bewerken en erg buigzaam. Verder is tantaal goed bestand tegen corroderende chemicaliën zoals zuren. Daarnaast heeft tantaal ook een hoog smeltpunt. Alleen koolstof, wolfraam en renium hebben een hoger smeltpunt.

Waarvoor wordt tantaal gebruikt?
Tantaal wordt in poedervorm gebruikt als grondstof voor de productie van kleine elektrolytische condensatoren. Deze condensatoren hebben een gering gewicht en een hoge capaciteit. Condensatoren die tantaal bevatten worden ook wel tantaal-elco’s genoemd en worden onder andere geplaatst in mobiele telefoons en laptop’s. Daarnaast worden tantaal-elco’s ook geplaatst in spelcomputers, pc’s  en andere apparaten die kleine  elco’s bevatten.

Verder wordt tantaal gebruikt in legeringen die een hoog smeltpunt moeten hebben. Ook wordt tantaal gebruikt voor het produceren van hoogwaardiger gereedschappen en werktuigen. Het wordt toegepast in de motoren van vliegtuigen en kernreactoren. Ook bij de productie van raketonderdelen kan tantaal als grondstof worden gebruikt.

Wat is pelletiseren en waarom wordt dit proces toegepast voor de ijzerertsverwerking?

Het belangrijkste metaal dat wordt gebruikt in de werktuigbouwkunde is staal. Dit bevat voor 0,1 tot 1,7 procent koolstof. Het grootste bestandsdeel van staal bestaat uit ijzer. Dit wordt gewonnen uit ijzererts dat minimaal voor een derde van de totale massa ijzer bevat. Er zijn verschillende processen die worden toegepast om uit ijzererts ruwijzer te halen. Metallurgie is het vakgebied binnen de werktuigbouwkunde dat zich bezig houdt met het winnen van metalen uit erts. Een metallurg die kennis heeft van ijzererts weet hoe ijzer uit deze erts gewonnen moet worden. Hierin zijn door de jaren heen verschillende nieuwe ontwikkelingen en technologieën toegepast. In het verleden werd erts vermalen tot brokken ter grote van ongeveer een tennisbal. Deze brokken werden direct tot ruwijzer verwerkt. Tegenwoordig wordt eerst nog een extra bewerking toegepast op de ijzererts. Dit is het pelletiseren.

Wat is pelletiseren?
Pelletiseren is een proces dat kan worden toegepast voor het winnen van ruwijzer uit ijzererts. Het ijzererts wordt tijdens het pelletiseren eerst fijngemalen. Vervolgens wordt de vermalen erts vermengd met water. Daarna wordt de vermalen erts en het water in een ronddraaiende pelletiseertrommel gebracht. Deze pelletiseertrommel draait rond en zorgt er voor dat de ertsbrokjes door het schuren en draaien in de trommel tot kleine balletjes worden gevormd. Deze kleine ertsballetjes hebben een doorsnee van ongeveer één tot anderhalve centimeter.

Deze ertsballetjes worden uit de trommel gegooid door een zeef. Vervolgens worden ze gedroogd en voorverwarmd op een bandmachine. Deze bandmachine transporteert de balletjes naar een draaioven. Deze ronddraaiende oven bakt ze op ongeveer 1300 graden Celsius. De ertsballetjes gaan nadat ze gebakt zijn in een koeler. Het product dat uit de koeler wordt gehaald noemt men pallets.

Waarom wordt pelletiseren toegepast?
Bij het pelletiseren worden zoals je hebt gelezen verschillende bewerkingen uitgevoerd op ijzererts. Het doel van deze bewerkingen is het verhogen van het rendement van ijzererts. Wanneer ijzererts zonder voorbewerking wordt verwerkt tot ruwijzer is het rendement lager dan wanneer men het pelletiseren als voorbewerking toepast. Het percentage ijzer dat in de pellets zit is namelijk hoger dan in een gemiddelde brok ijzererts.