Cementowanie

Termin “cementowanie” jest używany w różnych dziedzinach, każda z nich ma inne znaczenie. W dziedzinie metalurgii, geologii i technologii wierceń geologicznych.

Procesy cementacyjne w metalurgii

Procesy cementacji są stosowane w metalurgii w różnych celach: z jednej strony do zmiany powierzchni metali przez wprowadzenie obcych metali, z drugiej strony do oddzielania metali z roztworu (na drodze elektrochemicznej). Do redukcji zawartości węgla w metalach można również wykorzystać specjalne procesy z zakresu cementacji.

Procesy cementacyjne dla miedzi

Na przykład, umieszczając żelazo w roztworze siarczanu miedzi (“woda cementowa” lub, w przypadku występowania w przyrodzie, zwana również “wodą kopalnianą”), można bardzo łatwo spowodować wytrącenie się miedzi elementarnej.

Związki miedzi II są następnie produkowane przez ogrzewanie rud miedzionośnych lub odpadów, które mogą być najpierw wymywane w kwasie siarkowym jako materiały wyjściowe. W ten sposób powstaje roztwór siarczanu Kufra. Poprzez ponowne dodanie żelaza, miedź elementarna może być ponownie wytrącona.

Jeśli chodzi o obróbkę powierzchni, miedź może być traktowana ZInk, co daje dobrze znany efekt “pomarszczonego złota” (błyszcząca złota powierzchnia miedzi). Z drugiej strony, przy użyciu proszku cementującego, obce metale mogą być selektywnie wprowadzane na powierzchnię metalu poprzez proste podgrzanie proszku i obrabianego przedmiotu.

W przeszłości stosowano również procesy cementowania, które przekształcały miedź w mosiądz(absorpcja gazu cynkowego, proces kalaminowy).

Procesy cementacji stali

W dziedzinie produkcji stali, zawartość węgla może być albo zwiększona (dawniej bardzo powszechne “nawęglanie” do tzw. stali cementowej, dziś już nie stosowane) lub zmniejszona (tzw. adoucizing) w celu szczególnego wpływu na właściwości stali.

Procesy cementacyjne dla złota i niklu

W przypadku złota, istniejącą zawartość srebra można również zmniejszyć w procesie zwanym cementowaniem: złoto jest podgrzewane w możliwie najdrobniejszej postaci (granulki lub cienkie arkusze) wraz z siarczanem żelaza, solą kuchenną i pyłem ceglanym. W wyniku tego duża część zawartego w nim srebra przekształca się w azotan srebra, który jest całkowicie wchłaniany przez znajdujący się w mieszance pył ceglany.

Tlenek niklu może być również zredukowany do niklu przez cementowanie w tyglu wyłożonym węglem. Proces ten nazywany jest również cementowaniem.

Cementowanie w geologii

W geologii, z jednej strony, proces cementacji jest stosowany jako zabieg techniczny w dziedzinie techniki wiertniczej jako uszczelnienie pomiędzy zewnętrzną ścianą rury a ścianą otworu wiertniczego; z drugiej strony, proces zwany “cementacją” występuje również podczas tworzenia się skał (diageneza) osadów (skał osadowych).

Osadzone osady występują początkowo w postaci tzw. osadów nieskonsolidowanych. Poprzez roztwory wodne (tzw. “wody porowe”) minerały są wprowadzane do szczelin między osadami, gdzie są wytrącane i tworzą tzw. cementy. Cementy te cementują poszczególne elementy osadów nieskonsolidowanych. Jeśli ta scementowana masa zostanie następnie poddana zewnętrznemu naciskowi, to po dłuższym czasie stopniowo zamienia się w skałę.

Wniosek

Cementowanie jest, z jednej strony, celowym i sztucznym procesem lub operacją chemiczną mającą na celu wydobycie metali, zmianę ich powierzchni lub składu. W przyrodzie podczas tworzenia się skał osadowych zachodzi naturalny proces cementacji, który zapewnia konsolidację luźnych osadów w litą skałę.