топене

Това е технология за рафиниране, която се отнася до извличането на метали от руди чрез печене, топене, електролиза и използване на химически агенти; намаляване на примесите в металите или увеличаване на определени компоненти в металите за рафиниране на необходимите метали.

Класификация на топенето

Докладвай

Редактиране

Топенето се разделя на пирометалургия, хидрометалургия или електрохимично отлагане

Пирометалургия

(Пирометалургия)

Известна също като суха металургия, рудата и необходимите добавки се нагряват до висока температура в пещ, разтопяват се в течност и се генерира необходимата химическа реакция за отделяне на суровия метал, след което суровият метал се рафинира.

Хидрометалургия

(Хидрометалургия)

Хидрометалургията е металургичен процес, който използва водни разтвори на киселини, основи и соли за химическо извличане на необходимите метални компоненти от рудата и след това използва различни методи като електролиза на воден разтвор за производство на метали. Този метод се използва главно за нискокачествени, огнеупорни или микропрахообразни руди. В момента 75% от цинка и кадмия в света се произвеждат чрез електролиза на изпичане-излугване-воден разтвор. Този метод до голяма степен замени предишното пирометалургично топене на цинк. Други трудни за отделяне метали като никел-кобалт, цирконий-хафний, тантал-ниобий и редкоземни метали се разделят чрез хидрометалургични техники като екстракция с разтворител или йонен обмен, като се постигат забележителни резултати.

Металургичен процес, който използва разтворител за извличане и отделяне на метали от суровини с помощта на химични реакции (включително реакции на окисление, редукция, неутрализация, хидролиза и комплексообразуване). Хидрометалургията включва четири основни стъпки: ① Използвайте разтворител за прехвърляне на полезни компоненти в суровините в разтвор, тоест излугване. ② Отделете разтвора за извличане от остатъка и възстановете металургичния разтворител и металните йони, увлечени в остатъка. ③ Пречистете и обогатете разтвора за излугване, обикновено използвайки технология за йонообмен и екстракция с разтворител или други методи за химическо утаяване. ④ Екстрахирайте метали или съединения от пречистения разтвор.

Хидрометалургията заема важно място в производството на цинк, алуминий, мед, уран и други. Всички алуминиев оксид, уранов оксид, повечето цинк и част от медта в света се произвеждат от хидрометалургията. Предимствата на хидрометалургията са нейната приложимост към руди с много ниско качество (злато, уран) и ситуации, при които подобни метали (хафний и цирконий) са трудни за отделяне; и в сравнение с пирометалургията, оборотът на материалите е сравнително прост, цялостното възстановяване на ценни метали в суровините е високо, което е от полза за опазването на околната среда, а производственият процес е по-лесен за постигане на непрекъснатост и автоматизация.

Производството на стомана използва основно чугун, произведен в доменни пещи, гъбесто желязо, произведено чрез директно редуциране на желязо, и стоманен скрап като суровини и използва различни методи за производство на стомана. Основните методи за производство на стомана са конверторна стомана, мартенова стомана и електродъгова пещ (виж стомана, конвертор, мартенова пещ, електродъгова пещ). Горните три процеса за производство на стомана могат да отговорят на общите изисквания на потребителите за качество на стоманата. За да се отговори на изискванията за по-високо качество и повече разновидности на висококачествена стомана, се появиха различни методи за обработка на разтопена стомана извън пещта (известна също като рафиниране извън пещта). Например, обработка с продухване с аргон, вакуумна дегазация, десулфуризация извън пещта и т.н., след допълнителна обработка на разтопена стомана, произведена от конвертори, пещи с отворен огнище и електродъгови пещи, могат да се произвеждат висококачествени стомани. За някои специални приложения се изисква стомана с изключително високо качество и изискванията не могат да бъдат изпълнени чрез обработка извън пещта, така че трябва да се използват специални методи за производство на стомана. Например електрошлаковото претопяване е процес на рафиниране, при който стоманата, претопена в конвертори, мартенови пещи, електродъгови пещи и т.н., се отлива или изковава в електроди и се претопява отново чрез съпротивителната топлина на стопената шлака; вакуумната металургия е металургичен процес, извършван при условия под 1 атмосфера до ултрависок вакуум, включително топене, пречистване, рафиниране, формоване и обработка на метали и сплави.

След като разтопената стомана се разтопи в пещта за производство на стомана, тя трябва да се излее във форма през стоманена черпак (черпак) и да се втвърди в определена форма на блок или заготовка, преди да може да бъде преработена. Леенето на блокове може да бъде разделено на горно леене и долно леене. Горният лят блок обикновено има по-добра вътрешна структура, по-малко включвания и ниски експлоатационни разходи; долният отлят блок има добро качество на повърхността, но тъй като преминава през централната инжекционна тръба и канала за супа, включванията в стоманата се увеличават. По отношение на леенето на блокове се появиха нови технологии като непрекъснато леене на стомана, леене под налягане и вакуумно леене

Най-съвременното производство на желязо използва производство на желязо в доменна пещ, а някои използват производство на желязо с директна редукция и производство на желязо в електрическа пещ. Производството на желязо в доменна пещ е да се намали желязната руда в доменна пещ, да се стопи и да се получи чугун. Този метод е лесен за работа, има ниска консумация на енергия, ниска цена и може да се произвежда масово. В допълнение към малко чугун, използван за отливки, повечето от него се използват като суровина за производството на стомана. Поради нарастващия недостиг на висококачествени коксови въглища, подходящи за топене в доменни пещи, един след друг се появиха методи за производство на чугун без доменни пещи, които не използват кокс, а използват други енергийни източници. Производството на желязо с пряка редукция е да се редуцира рудата в твърдо състояние с газ или твърд редуциращ агент и да се претопи в твърдо или полуразтопено гъбесто желязо, метализирани пелети или гранулирано желязо, съдържащо малко количество примесни елементи при температура, по-ниска от температурата на топене от рудата, която се използва като суровина за производство на стомана (може да се използва и като суровина за производство на чугун или леене в доменни пещи). Производството на желязо в електрически пещи използва предимно редукционна пещ без тяло на пещта и може да използва кокс (или въглища, дървени въглища) със слаба якост като редуциращ агент. Електрическото отопление в електрическите пещи замества част от кокса и може да се използва нискокачествен кокс, но той консумира много електроенергия и може да се използва само когато има достатъчно електроенергия и ниски цени на електроенергията.