主な相違点 – 溶解と製錬

溶融と製錬という2つの用語は似ているように聞こえますが、用途が異なる用語です。

溶融とは、固体物質を加熱して液化させることである。

物質が固相から液相に変化するプロセスです。

製錬は、鉱石から融点以上の温度で金属を得るプロセスです。

どちらも、物質を高温に加熱するプロセスです。

溶融と製錬の主な違いは、溶融が固形物を液体に変えるのに対し、製錬は鉱石を最も純粋な形に変えるという点です。

溶けるとは

物質が固相から液相に変化することを「融解」といいます。

融解は、融合とも呼ばれる。

相転移の一過程です。

融解の際には、物質の内部エネルギーが増加する。

溶融は通常、熱を供給することによって行われます。

融解の際には、イオンや分子の密なパッキングが緩み始めます。

固体物質は、液体よりも整然とした構造を持っています。

溶融時には、秩序が失われた構造になる。

固体が溶けるとき、液体には固体のような密なパッキングがないため、体積が増加する。

したがって、密度は減少する。

ただし、例外もあります。

例：角氷が溶けて水になる。

しかし、氷の密度は水より小さい（密度が大きくなった）。

従って、氷は水に浮く。

図1：氷の融解

純粋な結晶性の固体物質では、融解は一定の温度で起こる。

この温度は融点と呼ばれる。

不純物の融解は、融点とは異なる温度で起こる。

不純物が溶け始める温度は、含まれる不純物の種類や量によって変化する。

製錬とは

製錬は、鉱石から融点以上の温度で金属を得るプロセスです。

鉱石とは、金属や貴重な鉱物を有益に抽出することができる、自然に発生する固体物質です。

製錬により、鉱石は最も純粋な形に変換することができる。

我々は、製錬プロセスを介して鉱石から純粋な元素またはより小さい化合物を得ることができます。

製錬の最も一般的な用途は、鉱石から銀、鉄、銅、その他の金属を生産することである。

製錬のプロセスには2つの要件があります。

• 熱処理
• 還元剤

還元剤としては、コークス（炭素）がよく使われる。

炭素は鉱石から一酸化炭素と二酸化炭素を生成し、酸素を除去することができる。

図2 リン鉱石製錬炉の模式図

製錬工程は、大きく分けて以下の2つのステップで構成されている。

焙煎

過剰な空気または酸素の存在下で鉱石を加熱すること。

削減

還元的な環境では、原料から酸素原子が取り除かれる。

これは通常、コークス（炭素）の不完全燃焼の産物である一酸化炭素によって行われる。

溶解と製錬の違い

定義

溶融。

物質が固相から液相に変化すること。

溶融。

鉱石から融点以上の温度で金属を得ること。

温度

溶けること。

純物質の溶融は、融点と呼ばれる一定の温度で行われる。

製錬 焙焼と呼ばれる高温で行う工程を含む。

融点

融解すること。

溶融：（純粋な）物質の融点で溶けること。

製錬。

鉱石の融点以上の温度で製錬すること。

最終結果

溶けること。

固形物から液体を作る。

製錬 不純物の多い鉱石から純粋な元素や単純な化合物を得る。

結論

溶融と製錬は、2つの異なるプロセスを表す化学用語です。

溶融と製錬の主な違いは、溶融が固形物を液体に変えるのに対し、製錬は鉱石を最も純粋な形に変えることである。