Processo industrial - Industrial processes
Processos industriais são procedimentos que envolvem etapas químicas , físicas , elétricas ou mecânicas para auxiliar na fabricação de um ou mais itens, geralmente realizados em larga escala. Os processos industriais são os principais componentes da indústria pesada.
Processos químicos por material básico principal
Certos processos químicos produzem materiais básicos importantes para a sociedade, por exemplo, ( cimento , aço , alumínio e fertilizantes ). Porém, essas reações químicas contribuem para as mudanças climáticas pela emissão de dióxido de carbono , um gás de efeito estufa , por meio de reações químicas, bem como pela queima de combustíveis fósseis para gerar as altas temperaturas necessárias para atingir as energias de ativação das reações químicas.
Cimento (a pasta dentro do concreto)
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Calcinação - O calcário , que é amplamente composto de carbonato de cálcio fossilizado(CaCO 3 ), se decompõe em altas temperaturas em óxido de cálcio (CaO) e gás dióxido de carbono ( CO )utilizáveis
2), que é lançado como um subproduto . Essa reação química, chamada de calcinação, é mais proeminente na criação de cimento (a pasta dentro do concreto ). A reação também é importante no fornecimento de óxido de cálcio para atuar como um fluxo químico (remoção de impurezas) dentro de um alto-forno .
- CaCO 3 (s) → CaO (s) + CO 2 (g)
Aço
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Fundição - dentro de um alto-forno , o monóxido de carbono (CO) é liberado pela combustão do coque (um derivado do carvão com alto teor de carbono) e remove o oxigênio indesejado (O) dos minérios . CO
2é liberado como um subproduto, levando o oxigênio e deixando para trás o metal puro desejado. Mais proeminentemente, a fundição de ferro é como o aço (principalmente ferro com pequenas quantidades de carbono) é criado a partir de minério de ferro e carvão.
- Fe 2 O 3 (s) + 3 CO (g) → 2 Fe (s) + 3 CO 2 (g)
Alumínio
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Processo Hall-Héroult - óxido de alumínio (Al 2 O 3 ) é fundido com coque (C) em umareação de eletrólise de alta temperatura, produzindo o desejado alumínio puro (Al) e uma mistura de CO e CO
2.
- 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
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Processo Haber - O nitrogênio atmosférico (N 2 ) é separado, gerando amônia (NH 3 ), que é usada para fazer todo o fertilizante sintético. O processo de Haber usa umafonte de carbono fóssil , geralmente gás natural , para fornecer o CO para a reação de deslocamento água-gás , produzindo hidrogênio (H 2 ) e liberando CO
2. O H 2 é usado para quebrar a forte ligação tripla do N 2 , produzindo amônia 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)
- N 2 (g) + 3 H 2 (g) → 2 NH 3 (g)
Outros processos químicos
- Piroprocessamento - usando calor para combinar materiais quimicamente, como no cimento .
- Desinfecção - tratamento químico para matar bactérias e vírus.
Eletrólise
A disponibilidade de eletricidade e seu efeito sobre os materiais deram origem a diversos processos de galvanização ou separação de metais.
- Douração , galvanoplastia , anodização , electrolítica - depositar um material sobre um eléctrodo
- Eletropolimento - o reverso da eletrodeposição
- Electrofocalização - semelhante ao galvanoplastia, mas separar moléculas
- Processo eletrolítico - o processo genérico de uso da eletrólise
- Deposição eletroforética - deposição eletrolítica de partículas coloidais em um meio líquido
- Eletrotipagem - usando galvanoplastia para produzir chapas de impressão
- Metalização , galvanização , revestimento por rotação - os termos genéricos para dar a não metais um revestimento metálico
Corte
- Tosquia
- Serrar
- Corte de plasma
- Corte a jato de água - corte de materiais usando um jato de água de alta pressão
- Corte de oxiacetileno
- Usinagem de descarga elétrica (EDM)
- Usinagem - o corte mecânico e modelagem do metal que envolve a perda do material
- Corte a laser
Metalurgia
- Fundição e redução direta - extração de metais de minérios.
- Forjamento - a moldagem do metal pelo uso de calor e martelo
- Fundição - modelagem de um material líquido vertendo-o em moldes e deixando-o solidificar
- Siderurgia - transformando "ferro-gusa" da fundição em aço
- Estamparia progressiva - a produção de componentes de uma tira ou rolo
- Estampagem
- Hidroformação - um tubo de metal é expandido em um molde sob pressão
- Jateamento - limpeza de uma superfície usando areia ou outras partículas
- Solda , brasagem , soldagem - um processo para unir metais
- Polimento rotativo - para polir
- Endurecimento por precipitação - tratamento térmico usado para fortalecer materiais maleáveis
- Endurecimento por trabalho - adicionando resistência a metais, ligas, etc.
- Endurecimento de case , endurecimento diferencial , shot peening - criando uma superfície resistente ao desgaste
- Corte e vinco - uma "forma" ou "matriz" é pressionada sobre um material plano para cortar, marcar, puncionar e dar forma ao material
- Forno elétrico a arco - processamento em altíssima temperatura
Ferro e aço
- Fundição - processo genérico usado em fornos para produzir aço, cobre, etc.
- Forja catalã , forno de sola aberta , floração , forno regenerativo Siemens - ferro forjado produzido
- Alto-forno - ferro fundido produzido
- Redução direta - ferro reduzido direto produzido
- Aço cadinho
- Processo de cimentação
- Processo Bessemer
- Fabricação de aço com oxigênio básico
Moldagem
A modelagem física de materiais pela formação de sua forma líquida por meio de um molde.
- Fundição , fundição em areia - a modelagem de metal fundido ou plástico usando um molde
- Sinterização , metalurgia do pó - fabricação de objetos de metal ou pó cerâmico
- Moldagem por sopro como em recipientes de plástico ou na indústria de recipientes de vidro - fazendo objetos ocos soprando-os em um molde.
- Moldagem por compressão
Separação
Muitos materiais existem em uma forma impura, a purificação ou a separação fornecem um produto utilizável.
- Cominuição - reduz o tamanho das partículas físicas (existe entre a trituração e a trituração)
- Flotação de espuma , processo de flotação - separando minerais por meio de flotação
- Extração líquido-líquido - dissolvendo uma substância em outra
- Processo de Frasch - para extrair enxofre fundido do solo
Destilação
Destilação é a purificação de substâncias voláteis por evaporação e condensação
- Destilação fracionada , destilação a vapor , destilação a vácuo
- Destilação em lote
- Destilação contínua
- Coluna de fracionamento
- Cone giratório
Manufatura aditiva
Na manufatura aditiva , o material é adicionado progressivamente à peça até que a forma e o tamanho desejados sejam obtidos.
- Modelagem de deposição fundida (FDM)
- Estereolitografia (SLA)
- Sinterização seletiva a laser (SLS)
- Fotolitografia
Petróleo e compostos orgânicos
A natureza de uma molécula orgânica significa que ela pode ser transformada no nível molecular para criar uma variedade de produtos.
- Cracking (química) - o termo genérico para quebrar as moléculas maiores
- Alquilação - refino de petróleo bruto
- Processo de Burton - craqueamento de hidrocarbonetos
- Processo cumeno - fabricação de fenol e acetona a partir do benzeno
- Reação de Friedel-Crafts , reação de Kolbe-Schmitt
- Metátese de olefina , despolimerização térmica
- Transesterificação - produtos químicos orgânicos
- Processo Raschig para produção de hidroxilamina - parte do processo de produção de náilon
- Processo oxo - produz aldeídos a partir de alcenos
- Polimerização
Organizado por produto
- Alumínio - ( processo Hall-Héroult , processo Deville , processo Bayer , processo Wöhler )
- Amônia , usada em fertilizantes - ( processo Haber )
- Bromo - ( processo Dow )
- Cloro , usado em produtos químicos - ( processo de cloroalcal , processo Weldon , processo Hooker )
- Gordura - ( renderização )
- Fertilizante - ( processo de nitrofosfato )
- Glass - ( processo Pilkington )
- Ouro - ( oxidação bacteriana , processo de Parkes )
- Grafite - ( processo Acheson )
- Água pesada , usada para refinar produtos radioativos - ( processo de sulfeto Girdler )
- Hidrogênio - ( reação de deslocamento água-gás , reforma a vapor )
- Chumbo (e bismuto ) - ( processo eletrolítico de Betts , processo Betterton-Kroll )
- Níquel - ( processo Mond )
- Ácido nítrico - ( processo de Ostwald )
- Papel - ( polpação , processo Kraft , máquina Fourdrinier )
- Borracha - ( vulcanização )
- Sal - ( processo Alberger , processo de evaporação do grão )
- Cristais semicondutores - ( método Bridgman – Stockbarger , método Czochralski )
- Prata - ( processo Patio , processo Parkes )
- Carboneto de silício - ( processo Acheson , processo Lely )
- Carbonato de sódio , usado para sabão - ( processo Leblanc , processo Solvay , processo Leblanc-Deacon )
- Ácido sulfúrico - ( processo câmara de chumbo , processo de contacto )
- Titânio - ( processo Hunter , processo Kroll )
- Zircônio - ( processo Hunter , processo Kroll , processo van Arkel – de Boer )
Uma lista por processo:
- Processo Alberger , processo de evaporação Grainer - produz sal a partir da salmoura
- Oxidação bacteriana - usada para produzir ouro
- Processo Bayer - extração de alumínio do minério
- Processo de cloroalcal , processo Weldon - para a produção de cloro e hidróxido de sódio
- Processo Dow - produz bromo a partir da salmoura
- Processo FFC Cambridge
- Processo de sulfeto de girdler - para fazer água pesada
- Processo Hunter , processo Kroll - produz titânio e zircônio
- Processamento industrial - a separação da gordura do osso e da proteína
- Processo câmara de chumbo , processo de contacto - produção de ácido sulfúrico
- Processo de Mond - níquel
- Processo de nitrofosfato - uma série de processos semelhantes para a produção de fertilizantes
- Processo de Ostwald - produz ácido nítrico
- Embalagem
- Processo Pidgeon - produz magnésio, reduzindo o óxido usando silício
- Reforma a vapor , reação de mudança de gás água - produz hidrogênio e monóxido de carbono a partir do metano ou hidrogênio e dióxido de carbono a partir da água e monóxido de carbono
- Metalização a vácuo - um processo de acabamento
- Processo Van Arkel – de Boer - para a produção de titânio, zircônio, háfnio, vanádio, tório ou protactínio
- Processo Formox - oxidação do metanol para produzir formaldeído