Este o tehnologie de rafinare, care se referă la extragerea metalelor din minereuri prin prăjire, topire, electroliză și utilizarea agenților chimici; reducerea impurităților din metale sau creșterea anumitor componente din metale pentru a rafina metalele necesare.
Clasificarea topirii
Raport
Edita
Topirea este împărțită în pirometalurgie, hidrometalurgie sau depunere electrochimică
Pirometalurgia
(pirometalurgie)
Cunoscută și sub denumirea de metalurgie uscată, minereul și aditivii necesari sunt încălzite la o temperatură ridicată într-un cuptor, topite în lichid, iar reacția chimică necesară este generată pentru a separa metalul brut, iar apoi metalul brut este rafinat.
Hidrometalurgia
(Hidrometalurgie)
Hidrometalurgia este un proces metalurgic care utilizează soluții apoase de acizi, alcaline și săruri pentru a extrage chimic componentele metalice necesare din minereu și apoi utilizează diverse metode, cum ar fi electroliza soluției apoase pentru a produce metale. Această metodă este utilizată în principal pentru minereuri de calitate scăzută, refractare sau micro-pulbere. În prezent, 75% din zincul și cadmiul din lume sunt obținute prin electroliză prin prăjire-leșiere-soluție apoasă. Această metodă a înlocuit în mare măsură topirea pirometalurgică anterioară a zincului. Alte metale greu de separat precum nichel-cobalt, zirconiu-hafniu, tantal-niobiu și metale cu pământuri rare sunt separate prin tehnici hidrometalurgice precum extracția cu solvent sau schimbul de ioni, obținând rezultate remarcabile.
Un proces metalurgic care folosește un solvent pentru extragerea și separarea metalelor din materii prime cu ajutorul reacțiilor chimice (inclusiv reacții de oxidare, reducere, neutralizare, hidroliză și complexare). Hidrometalurgia include patru pași principali: ① Utilizați solvent pentru a transfera componentele utile din materiile prime în soluție, adică leșierea. ② Separați soluția de leșiere de reziduu și recuperați solventul metalurgic și ionii metalici antrenați în reziduu. ③ Purifică și îmbogăți soluția de leșiere, de obicei folosind tehnologia de schimb de ioni și extracție cu solvent sau alte metode de precipitare chimică. ④ Extrageți metalele sau compușii din soluția purificată.
Hidrometalurgia ocupă o poziție importantă în industria zincului, aluminiului, cuprului, uraniului și altor industrii. Tot oxidul de aluminiu, oxidul de uraniu, majoritatea zincului și o parte din cupru din lume sunt produse prin hidrometalurgie. Avantajele hidrometalurgiei sunt aplicabilitatea ei la minereurile cu grad foarte scăzut (aur, uraniu) și la situațiile în care metale similare (hafniu și zirconiu) sunt greu de separat; iar în comparație cu pirometalurgia, cifra de afaceri a materialelor este relativ simplă, recuperarea completă a metalelor valoroase din materii prime este mare, ceea ce este benefic pentru protecția mediului, iar procesul de producție este mai ușor de realizat continuitate și automatizare.
Fabricarea oțelului folosește în principal fontă obținută în furnalele înalte, fontă burete obținută prin fabricarea fierului cu reducere directă și fier vechi ca materii prime și utilizează diferite metode de fabricare a oțelului. Principalele metode de fabricare a oțelului sunt fabricarea oțelului cu convertor, fabricarea oțelului cu focar deschis și fabricarea oțelului în cuptor cu arc electric (vezi oțel, convertor, cuptor cu focar deschis, cuptor cu arc electric). Cele trei procese de fabricare a oțelului de mai sus pot îndeplini cerințele generale ale utilizatorilor pentru calitatea oțelului. Pentru a îndeplini cerințele de calitate superioară și mai multe varietăți de oțel de înaltă calitate, au apărut o varietate de metode de tratare în afara cuptorului a oțelului topit (cunoscut și sub denumirea de rafinare în afara cuptorului). De exemplu, tratamentul prin suflare cu argon, degazarea în vid, desulfurarea în afara cuptorului etc., după tratarea suplimentară a oțelului topit produs de convertoare, cuptoare cu focar deschis și cuptoare cu arc electric, pot fi produse oțeluri de calitate superioară. Pentru unele utilizări speciale este necesar oțel cu o calitate extrem de înaltă, iar cerințele nu pot fi îndeplinite prin tratarea în afara cuptorului, așa că trebuie utilizate metode speciale de fabricare a oțelului. De exemplu, retopirea electrozgurii este un proces de rafinare în care oțelul topit în convertoare, cuptoare cu focar deschis, cuptoare cu arc electric etc. este turnat sau forjat în electrozi și retopit prin căldura de rezistență a zgurii topite; metalurgia în vid este un proces metalurgic efectuat în condiții de sub 1 atmosferă până la vid ultra-înalt, incluzând topirea, purificarea, rafinarea, formarea și prelucrarea metalelor și aliajelor.
După ce oțelul topit este topit în cuptorul de fabricare a oțelului, acesta trebuie turnat într-o matriță printr-o oală de oțel (oală) și solidificat într-o anumită formă de lingou sau țagle înainte de a putea fi reprocesat. Turnarea lingoului poate fi împărțită în turnare superioară și turnare inferioară. Lingoul turnat superior are, în general, o structură internă mai bună, mai puține incluziuni și costuri de operare reduse; lingoul turnat inferior are o calitate bună a suprafeței, dar pentru că trece prin conducta de injecție centrală și canalul de supă, incluziunile din oțel cresc. În ceea ce privește turnarea lingoului, au apărut noi tehnologii precum turnarea continuă a oțelului, turnarea sub presiune și turnarea în vid.
Majoritatea producției moderne de fier utilizează fabricarea fierului în furnal, iar unele folosesc fabricarea fierului cu reducere directă și fabricarea fierului în cuptor electric. Fabricarea fierului în furnal este de a reduce minereul de fier într-un furnal, de a-l topi și de a face fontă. Această metodă este simplu de utilizat, are un consum redus de energie, un cost redus și poate fi produsă în serie. Pe lângă unele fontă folosită pentru turnare, cea mai mare parte este folosită ca materie primă pentru fabricarea oțelului. Datorită deficitului tot mai mare de cărbune de cocs de înaltă calitate, potrivit pentru topirea în furnal, metodele de fabricare a fierului non-furnal, care nu folosesc cocs, dar folosesc alte surse de energie, au apărut una după alta. Fabricarea fierului cu reducere directă este reducerea minereului în stare solidă cu gaz sau agent reducător solid și topirea acestuia în fier din burete solid sau semitopit, pelete metalizate sau fier granular care conțin o cantitate mică de elemente impurități la o temperatură mai mică decât temperatura de topire. a minereului, care este folosit ca materie primă pentru fabricarea oțelului (poate fi folosit și ca materie primă pentru fabricarea fierului în furnal sau turnare). Fabricarea fierului în cuptor electric utilizează în cea mai mare parte un cuptor de reducere fără corp de cuptor și poate folosi cocs (sau cărbune, cărbune) cu rezistență slabă ca agent reducător. Încălzirea electrică în cuptoarele electrice înlocuiește o parte a cocsului, iar cocsul de calitate scăzută poate fi folosit, dar consumă multă energie electrică și poate fi folosit doar atunci când există energie electrică suficientă și prețuri mici ale energiei electrice.
