வறுத்தல் (உலோகவியல்)

வறுக்கப்பட்ட தங்கத் தாது

உலோகவியலில் வறுத்தல் (roasting) என்பது சில கனிமூலங்களைப் பதப்படுத்தும் ஒரு படிநிலையாகும். மேலும் குறிப்பாக, உலோகக் கூறுகளைத் தூய்மைப்படுத்தும் நோக்கில் திண்மமும் வளிமமும் உயர்ந்த வெப்பநிலையில் வினைபுரிவதை வறுத்தல் உள்ளடக்கியுள்ளது. பெரும்பாலும் தாதுக்கள் வறுக்கப்படுவதற்கு முன்பே தூய்மைப்படுத்தப்பட்டு விடுகின்றன. உதாரணம் நுரைமிதப்பு முறை. தூய்மைப்படுத்தப்பட்ட தாதுவுடன் பிற பொருட்களைக் கலந்து வறுப்பது பதப்படுத்தும் செயல்முறைக்குத் துணையாக அமைகிறது. இத்தொழில்நுட்பம் உபயோகமுள்ளது என்றாலும் வளி மாசடைதலுக்கான முக்கிய ஆதாரமாக உள்ளது.

உலோகத் தாதுவிலிருந்து உலோகத்தைப் பிரித்தெடுக்கும் வேதியல் பிரிவு உலோகவியல் எனப்படும். மேலும் உலோகவியல், மாசு உள்ள உலோகத்தைத் தூய்மைப் படுத்துதல், உலோகக் கலவைகளைத் தயாரித்தல் அவற்றின் பகுதிப் பொருட்களைப் பற்றி அறிதல் மற்றும் உலோகங்களை உலோகக் கலவைகளாக மாற்றுதல் போன்ற செய்திகளையும் உள்ளடக்கிய பிரிவாகும்.

உலோகங்களின் தன்மை, அவற்றை தயாரிக்கும் முறைகள் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து ஒவ்வொரு உலோகத்தையும் பிரித்தெடுக்க வெவ்வேறு முறைகள் கையாளப்படுகின்றன. தங்கம், வெள்ளி போன்ற சில உலோகங்கள் மின்னாற் பகுப்பு முறையிலும், தாமிரம், துத்தநாகம்,இரும்பு, காரீயம், வெள்ளீயம் போன்ற கன உலோகங்கள் வறுத்தல் மற்றும் உருக்கிப் பிரித்தல் மூலமும் பிரித்தெடுக்கப் படுகின்றன.

வெப்பம், வளிமம், திண்மம் ஆகிய மூன்றின் வினையால் நிகழ்வதே வறுத்தல் ஆகும். இந்நிகழ்வில் ஆக்சிசனேற்றம், ஆக்சிசன் ஒடுக்கம், குளோரினேற்றம், கந்தகமேற்றம், வெப்ப நீராற் பகுத்தல் முதலியனவும் உள்ளடங்கும். வறுத்தலின் போது தாது அல்லது செறிவூட்டப்ப்பட்ட தாதுவுடன் சூடான காற்று சேர்க்கப்படுகிறது. பொதுவாக சல்பைடு தாதுக்கள் இம்முறையில் வறுக்கப்படுகின்றன. முதலில் தாதுவில் உள்ள சல்பைடு ஆக்சைடாக மாற்றப்பட்டு கந்தகம் கந்தக டைஆக்சைடு வளிமமாக வெளியேறுகிறது.

தாமிரத்தின் சல்பைடு தாதுவான சால்கோசைட்டு, மற்றும் துத்தநாகத்தின் சல்பைடு தாதுவான சபாலரைட்டு ஆகியன வறுத்தல் பற்றிய சமன்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு தரப்பட்டுள்ளது:

2 Cu₂S + 3O₂ → 2 Cu₂O + 2 SO₂

2 ZnS + 3 O₂ → 2 ZnO + 2 SO₂

சல்பைடு தாதுவை வறுப்பதால் விளையும் வளிம விளைபொருளான கந்தக டைஆக்சைடு கந்தகக் காடி உற்பத்தியில் பெரும்பாலும் பயனாகிறது. பல சல்பைடு தாதுக்கள் வளிமத்தில் கலக்கக்கூடிய ஆர்சனிக் போன்ற தனிமங்களைக் கொண்டுள்ளன.

20-ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்க கால்ம் வரை தாதுப் பொருட்கள் மீது மரக்கட்டைகளை வைத்தே வறுத்தல் தொடங்கப்பட்டது. தாதுவில் உள்ள கந்தகம் பற்றி எரிந்து அதுவே வினைக்குத் தேவையான எரிபொருளாக மாறும்வரை கட்டைகள் எரிக்கப்பட்டு வெப்பநிலையை உயர்த்த வேண்டியிருந்தது. இதனால் வெளிப்புற எரிபொருள் ஆதாரமில்லாமல் வறுத்தல் செயல்முறை தொடர்ச்சியாக நடைபெற்றது. சல்பைடு தாது ஆரம்பகாலங்களில் இந்த முறையில்தான் எதிர் அனல் உலை அல்லது ஊது உலையில் நடைபெற்றது. இவ்வுலைகளில் தாதுப்பொருளை உலையிலிட்டு உலைக்கலக்கல் எனப்படும் கையால் கலக்குதல் முறையில் வறுத்தல் நடைபெற்றது. பரம்பு போன்ற கருவியால் வறுபடாத தாது கலக்கப்பட்டு ஆக்சிசனுடன் வினைபுரிய வைத்து தொடர்ச்சியாக வறுத்தல் நடந்தது.

இம்முறை வறுத்தலில் உலோக மற்றும் அமில நச்சு சேர்மங்கள் அதிக அளவில் வெளியிடப்பட்டன. இத்தகைய வறுத்தல் நிகழ்ந்த படுகைகள் உள்ள இடங்களில் 60 முதல் 80 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகும் அவ்விடங்களில் உயிரினங்கள் வாழ்முடியாத நிலையே உள்ளன. அவற்றில் சில இடங்கள் சில கிலோமீட்டர்கள் நீளத்திற்கும் பலநூறு கிலோமீட்டர்கள் அகலத்திற்கும் விரிந்துள்ளன