See on rafineerimistehnoloogia, mis viitab metallide ekstraheerimisele maakidest röstimise, sulatamise, elektrolüüsi ja keemiliste ainete kasutamise teel; metallide lisandite vähendamine või metallide teatud komponentide suurendamine vajalike metallide viimistlemiseks.
Sulatamise klassifikatsioon
Teata
Muuda
Sulatamine jaguneb pürometallurgiaks, hüdrometallurgiaks või elektrokeemiliseks sadestamiseks
Pürometallurgia
(Pürometallurgia)
Tuntud ka kui kuivmetallurgia, maak ja vajalikud lisandid kuumutatakse ahjus kõrgele temperatuurile, sulatatakse vedelikuks ja tekitatakse vajalik keemiline reaktsioon toormetalli eraldamiseks ning seejärel toormetall rafineeritakse.
Hüdrometallurgia
(Hüdrometallurgia)
Hüdrometallurgia on metallurgiline protsess, mille käigus kasutatakse hapete, leeliste ja soolade vesilahuseid maagist vajalike metallkomponentide keemiliseks eraldamiseks ning seejärel kasutatakse metallide tootmiseks erinevaid meetodeid, näiteks vesilahuse elektrolüüsi. Seda meetodit kasutatakse peamiselt madala kvaliteediga, tulekindlate või mikropulbriliste maakide puhul. Praegu toodetakse 75% maailma tsingist ja kaadmiumist röstimise-leostumise-vesilahuse elektrolüüsi teel. See meetod on suures osas asendanud senise pürometallurgilise tsingisulatamise. Teised raskesti eraldatavad metallid, nagu nikkel-koobalt, tsirkoonium-hafnium, tantaal-nioobium ja haruldased muldmetallid, eraldatakse hüdrometallurgiliste meetoditega, nagu lahusti ekstraheerimine või ioonivahetus, mis annab märkimisväärseid tulemusi.
Metallurgiline protsess, mille käigus kasutatakse lahustit metallide ekstraheerimiseks ja eraldamiseks toorainest keemiliste reaktsioonide abil (sh oksüdatsiooni-, redutseerimis-, neutraliseerimis-, hüdrolüüsi- ja kompleksi moodustamise reaktsioonid). Hüdrometallurgia hõlmab nelja põhietappi: ① Kasutage lahustit tooraines sisalduvate kasulike komponentide lahusesse viimiseks, st leostamiseks. ② Eraldage leostuslahus jäägist ja koguge kokku jäägis sisalduv metallurgiline lahusti ja metalliioonid. ③ Puhastage ja rikastage leostuslahust, kasutades tavaliselt ioonivahetus- ja lahustiga ekstraheerimistehnoloogiat või muid keemilisi sadestamismeetodeid. ④ Ekstraheerige puhastatud lahusest metallid või ühendid.
Hüdrometallurgial on oluline positsioon tsingi-, alumiiniumi-, vase-, uraani- ja muudes tööstusharudes. Kogu maailmas alumiiniumoksiid, uraanoksiid, suurem osa tsinki ja osa vasest toodetakse hüdrometallurgia abil. Hüdrometallurgia eelisteks on selle rakendatavus väga madala kvaliteediga maakide puhul (kuld, uraan) ja olukordades, kus sarnaseid metalle (hafnium ja tsirkoonium) on raske eraldada; ja võrreldes pürometallurgiaga on materjalide käive suhteliselt lihtne, väärtuslike metallide terviklik taaskasutamine tooraines on kõrge, mis on kasulik keskkonnakaitsele ning tootmisprotsessi on lihtsam saavutada järjepidevust ja automatiseerimist.
Terasetööstuses kasutatakse toorainena peamiselt kõrgahjudes valmistatud malmi, raua otsese redutseerimise teel valmistatud käsnrauda ja vanarauda ning terase valmistamiseks kasutatakse erinevaid meetodeid. Peamised terasetootmise meetodid on konverterterase valmistamine, avatud koldega terase tootmine ja elektrikaarega terase tootmine (vt teras, konverter, avatud koldeahi, elektrikaareahi). Ülaltoodud kolm terasetootmisprotsessi vastavad kasutajate üldistele terase kvaliteedinõuetele. Kõrgekvaliteedilise terase kõrgema kvaliteedi ja rohkemate sortide nõuete täitmiseks on tekkinud mitmesuguseid sulaterase ahjuvälise töötlemise meetodeid (tuntud ka kui ahjuvälist rafineerimist). Näiteks argoonipuhumistöötlemise, vaakumdegaseerimise, ahjuvälise väävlitustamise jms abil saab pärast konverterites, avatud koldeahjudes ja elektrikaareahjudes toodetud sulaterase täiendavat töötlemist toota kõrgekvaliteedilisi teraseid. Mõnel eriotstarbel on vaja ülikõrge kvaliteediga terast ja nõudeid ei ole võimalik täita ahjuvälise töötlemisega, mistõttu tuleb kasutada spetsiaalseid terase valmistamise meetodeid. Näiteks elektriräbu ümbersulatamine on rafineerimisprotsess, mille käigus konverterites, avatud koldeahjudes, elektrikaarahjudes jne sulatatud teras valatakse või sepistatakse elektroodideks ja sulatatakse uuesti sularäbu takistussoojuse kaudu; vaakummetallurgia on metallurgiline protsess, mida viiakse läbi tingimustes alla 1 atmosfääri kuni ülikõrge vaakumini, sealhulgas metallide ja sulamite sulatamine, puhastamine, rafineerimine, vormimine ja töötlemine.
Pärast sulaterase sulatamist terasevalmistusahjus tuleb see enne ümbertöötlemist valada läbi teraskulbi (kulpi) vormi ja tahkuda teatud kujuga valuplokiks või kangiks. Valuplokivalu võib jagada ülemiseks ja alumiseks valamiseks. Ülemisel valatud valuplokil on üldiselt parem sisemine struktuur, vähem lisandeid ja madalad kasutuskulud; alumisel valatud valuplokil on hea pinnakvaliteet, kuid kuna see läbib keskmist sissepritsetoru ja supikanalit, suureneb terases sisalduvate lisandite hulk. Valuplokivalu osas on esile kerkinud uued tehnoloogiad, nagu terase pidevvalu, survevalu ja vaakumvalu.
Enamik tänapäevaseid rauatootmisi kasutab kõrgahjuraua valmistamist ja mõned kasutavad otseredutseerimist ja elektriahjude raua tootmist. Kõrgahjuraua tootmine on rauamaagi redutseerimine kõrgahjus, selle sulatamine ja malmi valmistamine. Seda meetodit on lihtne kasutada, sellel on madal energiatarve, madalad kulud ja seda saab masstoota. Lisaks mõnele valandites kasutatavale malmile kasutatakse suuremat osa sellest terasetööstuse toorainena. Kõrgahjus sulatamiseks sobiva kvaliteetse koksisöe üha suureneva nappuse tõttu on üksteise järel esile kerkinud mittekõrgahjuraua valmistamise meetodid, mis ei kasuta koksi, vaid kasutavad muid energiaallikaid. Raua otseredutseerimine on maagi tahkes olekus redutseerimine gaasi või tahke redutseerijaga ja selle sulatamine sulamistemperatuurist madalamal temperatuuril tahkeks või poolsulaks käsnrauaks, metalliseeritud graanuliteks või granuleeritud rauadeks, mis sisaldavad väikest kogust lisandelemente. maagist, mida kasutatakse terasetööstuse toorainena (seda saab kasutada ka kõrgahjuraua valmistamise või valamise toorainena). Elektriahjude raua valmistamisel kasutatakse enamasti ilma ahju korpuseta redutseerimisahju ja redutseerijana võib kasutada nõrga tugevusega koksi (või kivisütt, puusütt). Elektriahjude elektriküte asendab osa koksist ja kasutada saab madala kvaliteediga koksi, kuid see tarbib palju elektrit ja seda saab kasutada ainult siis, kui elektrit on piisavalt ja elektri hind on madal.