Це технологія рафінування, яка відноситься до вилучення металів з руд шляхом випалу, плавки, електролізу та використання хімічних агентів; зменшення домішок у металах або збільшення певних компонентів у металах для очищення необхідних металів.
Класифікація плавки
звіт
Редагувати
Виплавку поділяють на пірометалургію, гідрометалургію або електрохімічне осадження
Пірометалургія
(Пірометалургія)
Також відома як суха металургія, руда та необхідні добавки нагріваються до високої температури в печі, розплавляються в рідину, і генерується необхідна хімічна реакція для відділення сирого металу, а потім сирий метал очищається.
Гідрометалургія
(Гідрометалургія)
Гідрометалургія — це металургійний процес, який використовує водні розчини кислот, лугів і солей для хімічного вилучення необхідних компонентів металу з руди, а потім використовує різні методи, такі як електроліз водного розчину, для виробництва металів. Цей метод в основному використовується для низькосортних, вогнетривких або мікропорошкових руд. В даний час 75% цинку і кадмію в світі виробляється шляхом електролізу випалу-вилуговування-водного розчину. Цей спосіб значною мірою замінив попередню пірометалургійну виплавку цинку. Інші метали, які важко відокремити, такі як нікель-кобальт, цирконій-гафній, тантал-ніобій і рідкоземельні метали, відокремлюються за допомогою гідрометалургійних методів, таких як екстракція розчинником або іонний обмін, що дає чудові результати.
Металургійний процес, у якому використовується розчинник для вилучення та виділення металів із сировини за допомогою хімічних реакцій (включаючи реакції окислення, відновлення, нейтралізації, гідролізу та комплексоутворення). Гідрометалургія включає чотири основні етапи: ① Використовуйте розчинник для перенесення корисних компонентів із сировини в розчин, тобто вилуговування. ② Відокремте розчин для вилуговування від залишку та відновіть металургійний розчинник та іони металу, захоплені залишком. ③ Очищайте та збагачуйте розчин для вилуговування, зазвичай використовуючи технологію іонного обміну та екстракції розчинником або інші методи хімічного осадження. ④ Екстрагувати метали або сполуки з очищеного розчину.
Гідрометалургія займає важливе місце в цинковій, алюмінієвій, мідній, урановій та інших галузях промисловості. Весь оксид алюмінію, оксид урану, більшість цинку і частина міді в світі виробляються гідрометалургією. Переваги гідрометалургії полягають у її застосуванні до руд з дуже низьким вмістом (золото, уран) і до ситуацій, коли подібні метали (гафній і цирконій) важко відокремити; і порівняно з пірометалургією оборот матеріалів є відносно простим, комплексне відновлення цінних металів із сировини є високим, що є корисним для захисту навколишнього середовища, а виробничий процес легше досягти безперервності та автоматизації.
Виробництво сталі в основному використовує чавун, виготовлений у доменних печах, губчасте залізо, виготовлене методом прямого відновлення, і сталевий брухт як сировину, а також використовує різні методи виробництва сталі. Основні способи виплавки сталі — конвертерне, мартенівське і електродугове (див. сталь, конвертер, мартенівська, електродугова піч). Наведені вище три процеси виробництва сталі можуть задовольнити загальні вимоги користувачів до якості сталі. Щоб задовольнити вимоги вищої якості та більшої кількості різновидів високоякісної сталі, з’явилися різноманітні методи обробки розплавленої сталі поза печами (також відомі як рафінування поза печами). Наприклад, обробка аргоном, вакуумна дегазація, позапечна десульфурація тощо, після додаткової обробки сталевого розплаву, отриманого в конвертерах, мартенівських і електродугових печах, можуть виробляти високоякісні марки сталі. Для деяких особливих цілей потрібна сталь надзвичайно високої якості, і ці вимоги не можуть бути виконані шляхом позапічної обробки, тому необхідно використовувати спеціальні методи виробництва сталі. Наприклад, електрошлаковий переплав — це процес рафінування, під час якого сталь, виплавлену в конвертерах, мартенівських печах, електродугових печах тощо, відливають або кують у електроди та знову переплавляють через тепло опору розплавленого шлаку; Вакуумна металургія - це металургійний процес, що здійснюється в умовах від 1 атмосфери до надвисокого вакууму, включаючи плавку, очищення, рафінування, формування та обробку металів і сплавів.
Після того, як розплавлену сталь виплавили в сталеплавильній печі, її необхідно залити у форму через сталевий ковш (ківш) і затвердіти в певну форму зливка або заготовки, перш ніж її можна буде повторно обробити. Лиття злитків можна розділити на верхнє й нижнє лиття. Верхній литий злиток зазвичай має кращу внутрішню структуру, менше включень і низькі експлуатаційні витрати; нижній литий злиток має хорошу якість поверхні, але оскільки він проходить через центральну інжекційну трубу та суповий канал, кількість включень у сталі збільшується. Що стосується лиття в зливки, з’явилися нові технології, такі як безперервне лиття сталі, лиття під тиском і вакуумне лиття.
У більшості сучасних виробництв чавуну використовується доменне виробництво чавуну, а в деяких — виробництво чавуну прямого відновлення та електропечне виробництво чавуну. Доменне виробництво чавуну полягає у відновленні залізної руди в доменній печі, її плавленні та одержанні чавуну. Цей метод простий в експлуатації, має низьке енергоспоживання, низьку вартість і може бути масовим. На додаток до деякої кількості чавуну, який використовується для лиття, більша частина його використовується як сировина для виробництва сталі. У зв’язку зі зростаючим дефіцитом високоякісного коксівного вугілля, придатного для доменної плавки, один за одним з’явилися способи недоменного виробництва чавуну, які не використовують кокс, а використовують інші джерела енергії. Виробництво заліза прямого відновлення полягає у відновленні руди в твердому стані газом або твердим відновником і її плавленні в тверде або напіврозплавлене губчасте залізо, металізовані окатиші або гранульоване залізо, що містить невелику кількість домішкових елементів при температурі, нижчій за температуру плавлення. руди, яка використовується як сировина для виробництва сталі (вона також може бути використана як сировина для доменного виробництва чавуну або лиття). Електропечне виробництво чавуну здебільшого використовує відновну піч без корпусу печі, і може використовувати кокс (або вугілля, деревне вугілля) з низькою міцністю як відновник. Електричне нагрівання в електропечах замінює частину коксу, і можна використовувати низькосортний кокс, але він споживає багато електроенергії і може використовуватися лише за наявності достатньої кількості електроенергії та низьких цін на електроенергію.
