Цветная металлургия

Алан-э-Дейл       05.07.2022 г.

Содержание

Медная промышленность

Предприятия по добыче и переработке меди расположены на Урале, в Свердловской области, в Гае Оренбургской области. Продукция металлургии из меди обладает высокой электропроводностью, сам металл хорошо поддается ковке.

Широкое применение продукция находит в машиностроении, при установке линий электропередач. Используется в сплавах с другими металлами.

Предприятия медной промышленности сконцентрированы в регионах, отвечающих сырьевому фактору. Крупные предприятия по добыче и переработке находятся в Норильске и Мончегорске. На Урале функционируют предприятия по производству черной меди.

Издержки процессов

Для уменьшения убыточности процесса обычные способы литья в одноразовые модели были модернизированы с созданием высокопрочных полимерных составов. Для этого стали производить отливку в оболочковые емкости, изготовленные из термореактивного порошкообразного полимера. Он при воздействии температуры превращается в твердую оболочку, формирующую жидкий сплав.

Таким способом отливаются радиаторы водяного и парового отопления, узлы автомобилей, станков, самолетов и других видов высокотехнологичных механизмов. Эта технология позволяет получать детали большого размера и любой сложной модификации.

Традиционной считается отливка в кокиль, когда используется прочная форма.

Из нее вытаскивается деталь после отвердения металла. Таким способом производят простые стальные изделия небольшого размера. Чаще всего в кокиль отливаются медные и алюминиевые сплавы с невысокой температурой правления.

Модель для них делается из жаропрочной стали или чугуна, имеющих боле высокую температуру плавления чем медь или алюминий.

К преимуществам такой технологии следует отнести:

  • невысокую себестоимость производственного процесса и возможность его недорогой автоматизации;
  • простоту исполнения;
  • сохранность отливочных форм, которые используются неоднократно;
  • точность параметров изготовленных изделий;
  • качественную структуру металла, в которой не будет неметаллических частиц;
  • гладкую поверхность изделия, которая получается при таком способе отливки.

Традиционная технология отливки по выплавляемым моделям сегодня усовершенствовалась благодаря появлению новейших материалов.

Если раньше модель для заливки сплава делали из дерева или иной органики, которая могла быть разрушена высокими температурами при выжигании, то сегодня используются легкоплавкие материалы, такие как парафин и стеарин.

Отливка по выплавляемым моделям применяется при отливке художественной продукции со сложной конфигурацией. Это затратная технология отлива, которая используется при создании памятников или иных художественных изделий.

Стальную емкость для такой заливки делают на основе моделей из легкоплавких материалов, она имеет точные размеры, а ее поверхность тщательно полируют.

Производство отдельных видов

Производство меди

Получение подобного цветного металла происходит из медных руд. Его содержание в составе этих соединении составляет от 1 до 6%. При составе меди менее 1% ее извлечение при современном уровне развития технологии не представляется рентабельным.

Получение меди осуществляется двумя способами:

  • гидрометаллургический;
  • пирометаллургический.

Пирометаллургический метод добычи меди состоит из нескольких последовательных этапов:

  • Подготовка руды к плавке посредством обогащения и дальнейшего обжига. Это позволяет получить концентрат меди.
  • Последующий обжиг требуется для сокращения количества серы.
  • Плавка на штейн. Путем плавки концентратов меди удается получить штейн или сульфиды меди и железа.

А также проводится конвертирование штейна. Этот этап заключается путем продувки воздухом внутри специального медеплавильного конвертера полученного штейна, что позволяет выделить железо в шлак и получить черновую медь.

И в заключение – рафинирование. Черновая медь подвергается действию огневого плавления и электролитического рафинирования, что позволяет в итоге получить продукт, чистота которого составляет 99,97–99,99%.

Производство алюминия

Получение алюминия происходит методом электролиза глинозема. Процесс включает несколько этапов.

Получение чистого глинозема или оксида алюминия. Этот процесс заключается в обработке бокситов (руд, содержащих металл) щелочными растворами. Результатом является выпадение в виде осадка гидроксида алюминия.

Получение криолита – его производство заключается в обработке плавикового шпата для получения плавиковой кислоты и дальнейшего выделения фторалюминиевой кислоты. Посредством соды криолит выделяется в виде осадка.

Электролиз глинозема – результатом этого процесса является получения алюминия-сырца.

Рафинирование – посредством продувки расплавленного сырца хлором добывается чистый алюминий.

Производство магния

Магний добывается посредством реакции электролиза. Сырьем служат расплавленные соли металла (карналлит, магнезит, доломит, бишофит). Основу электролита составляет хлористый магний. Дополнительно применяется хлористый натрий, кальций и калий.

После проведения реакции на аноде оседает черновой металл, имеющий до 5% примесей. Их удаление происходит посредство процесса рафинирования с использованием флюсов. Все неметаллические компоненты преобразуются в шлак, а чистый металл разливается в изложницы.

Производство титана

По своим качествам титан и его сплавы во многом превосходят легированные стали. Процесс производства титана затрудняется его повышенной активностью, особенно при повышении температуры.

Его особенностью является способность вступать в реакцию со множеством металлов, что требует соблюдения определенных условий для получения чистого титана.

Метод, применяемый для получения титана, называется магниетермия. Он состоит из следующих операций.

Выделение титанового концентрата путем обогащения руды, содержащей подобный металл.

Изготовление шлака – на этом этапе происходит отделение оксидов железа от оксидов титана.

Получение четыреххлористого титана – чтобы получить металлический титан, требуется применение хлорида титана, получаемый при хлорировании шлака.

Восстановление посредством магния – процесс восстановления протекает при очень высоких температурах – близких к 1 тыс. градусов. Реактор, где расплавляется магний, подается парообразный титан. При металлизации он оседает на стенках, а расплавленный магний удаляется через летку.

Сепарация массы в вакууме – полученный в результате предыдущего шага титан в виде губчатой массы требуется нагреть с использованием вакуума, что позволит выделить чистый металл.

Особенности сырья

Все цветные металлы обладают рядом особенностей, что должно учитываться при обработке или их использовании.

Ряд элементов имеют повышенную теплопроводность и удельную теплоемкость:

  • медь;
  • магний;
  • алюминий.

При сварке место соединения быстро охлаждается, что потребует использования мощных источников, особенно тепла при сварочных работах.

Некоторые элементы при резком нагреве изменяют свои механические свойства. Наблюдается их снижение. При этом сам металл становится легко разрушаемым от ударов или иного механического воздействия.

Все цветные металлы легко вступают во взаимодействие с газами, кроме инертных. Эта особенность характерна для тугоплавких цветных металлов.

Мартеновский способ

Этот способ применяется для производства сталей высокого качества, применяемых в особо ответственных деталях машинах и точных механизмах.

В свое время он заменил трудоемкие и малопроизводительные тигельную и пулдинговую плавки, применявшиеся ранее.

Емкость загрузки одной отражательной печи, используемой при этом методе, достигает 500 тонн. Особенностью мартеновского способа является возможность переплавки не только передельного чугуна, но и металлургических отходов, металлического лома.

Температура нагрева жидкой стали достигает 2 тыс. градусов. Этот результат достигается специальной конструкцией мартеновской печи:

  • применением дополнительного тепла регенераторов, получаемого сжиганием коксовального или доменного газа в струе горячего воздуха;
  • отражения от свода закачиваемого газа в результате сгорание топлива в нем происходит над ванной с металлом, что способствует быстрому нагреву содержимого;
  • применением реверсирования нагревающего потока.

Мартеновская печь состоит из следующих элементов:

  • рабочего пространства с огнеупорной футеровкой стенок и завалочными окнами;
  • подины (основания) из магнезитового кирпича;
  • свода печи;
  • головки печи;
  • шлаковика для выведения пыли;
  • регенератора с перекидными клапанами.

Процесс плавки занимает от 4 до 12 часов. С целью ускорения процесса плавки объем закачиваемого кислорода превышает потребности, что повышает производительность плавки на 20–30%.

Способы отливки изделий из металлических сплавов

Современное литейное производство кроме традиционной технологии заливки жидкого металла в песчаные формы применяют и другие высокотехнологичные, производительные способы литья:

  • вакуумный;
  • центробежный;
  • под давлением;
  • центробежный;
  • оболочковый;
  • многократный;
  • ртутный;
  • по выплавляемым моделям;
  • электрошлаковый.

Чаще всего сегодня в промышленных масштабах используются следующие технологии производства:

  • в металлические формы (коколь);
  • статическое литье;
  • отливка под давлением;
  • в оболочковые формы;
  • в выплавляемые модели.

При выполнении статической заливки используются неподвижные формы, в которые разливают жидкий металл. Готовые изделия достают после того, как они остынут в неподвижной модели.

2.1.1. Материалы металлургического процесса.

Совокупность
исходных материалов, при плавке
которых
получают металл или сплав заданного
состава называется шихтой.
В состав шихты входят
руды или исходные металлы, раскислители,
флюсы,
легирующие компоненты, модификаторы,
шлаки
предыдущих плавок.
На химический состав сплава может
оказывать влияние топливо.

Руда
– это
природное минеральное сырье, в котором
содержатся металлы или их соединения
в концентрациях и формах, годных для
промышленной
переработки. Руда представляет собой
совокупность минералов. Минералы,
содержащие
нужный металл, называют
рудными
;
остальные — пустой породой. Например,
железные руды могут
содержать до 50…60%, а медные — 2…4%
основного элемента в
исходном сырье.

Флюсы
и
шлаки. Флюсы
обеспечивают
сплавление пустой породы, вредных
примесей и продуктов сгорания топлива
(золы). Полученные соединения называются
шлаками.
Шлаки имеют малую плотность, они всплывают
на поверхность расплава, изолируя его
от печных газов.

Раскислители
в результате
реакций обмена восстанавливают оксиды
металла. Оксиды раскислителя удаляются
вместе со шлаком. Так, например, при
производстве стали раскислителямим
являются марганец и кремний:

FeO
+ Mn→
Fe
+ MnO
и 2FeO
+ Si→2Fe
+ SiO2.

Легирующие
компоненты

специально вводят в состав сплавов для
придания им необходимых свойств.

Модификаторы
– это тугоплавкие частиц (оксиды и др.),
которыевводят
в жидкий расплав металла. Модифицирование
практически
без изменения состава металла, обеспечивает
при кристаллизации получение мелкого
зерна. Это
обеспечивает большую прочность и лучшую
пластичность металла.

Топливо
является
источником тепла при выплавке металлов
и сплавов.

Различают
две разновидности топлива:


естественное — его
сжигают без предварительной обработки
(горючие сланцы, торф, уголь, нефть,
природный
газ);


искусственное
— перерабатываемое из естественного
химическим или тепловым способом
(бензин, керосин, мазут, генераторный и
коксовый газ, каменноугольный кокс и
др.).
Так, подвергая тепловой обработке
(1000…1100°С
без доступа воздуха) коксующиеся
угли,
получают каменноугольный
кокс
,
широко используемый в металлургической
промышленности.

Топливо
содержит свободный углерод, углеводороды,
соединения серы,
кислорода, азота, различные минеральные
соединения, переходящие при сгорании
в золу. Эти элементы могут вступать в
реакции с
выплавляемым металлом.

Способы получения и добычи

Добыча и обработка проводится на природных рудниках. Потом расходное сырье доставляется до литейного предприятия, где происходит его переработка в конечный материал. Способы получения:

  1. Порошковый. При изготовлении сплавов используются порошки — смесь основных компонентов сплава по ГОСТу. С помощью специального оборудования порошок спрессовывается, ему придают определенную форму. После этого расходный материал спекают в промышленной печи.
  2. Литейный способ. Все компоненты будущего сплава сначала расплавляются, а потом перемешиваются. Смесь должна застыть.

Природные источники

Самое большое количество металлов содержится в земной коре. Их соединения можно найти в разных продуктах питания, воде, воздухе, химических веществах.

Природные соединения

Природные соединения:

  • сульфиды — киноварь, цинковая обманка, серный колчедан;
  • хлориды — каменная соль, сильвинит;
  • сульфаты — гипс, глауберова соль;
  • карбонаты — магнезит, доломит, известняк, мрамор, мел;
  • оксиды — красный, магнитный, бурый железняк;
  • нитраты — чилийская селитра.

Добыча руды (Фото: Instagram / dikomnw)

Способы добычи

Существует два способа добычи металлических руд:

  1. Открытый. Подразумевает разработку огромного карьера, который углубляется к центру. С его глубины на карьерных самосвалах руда вывозится наверх, где проходит дальнейшую переработку. Средняя глубина карьеров — 300 метров. Для разработки применяются крупные экскаваторы, земснаряды, карьерная техника. Карьерный метод добычи металлической руды применяется только, если после проверки почвы в ней было обнаружено более 57% руды. Главный недостаток карьера — малая глубина разработки.
  2. Закрытый. Подразумевает разработку шахт, которые могут уходить вниз на глубину нескольких сотен метров. Применяется, когда на поверхности после проверки было обнаружено менее 57% полезных руд. Внешне шахта напоминает колодец, который разветвляется в стороны на большой глубине. Главный недостаток — опасность для рабочих (частые обвалы, взрывы газов, большая вредность для здоровья).

Один из современных способов добычи металлической руды — СГД. Представляет собой гидромеханических метод добычи руды, который подразумевает создание глубокой шахты, снабженной трубопроводом с гидромонитором. Струя воды под большим напором подается в трубопровод. С ее помощью откалываются горные породы, которые всплывают наверх шахты. Эффективность данного способа небольшая, но он полностью безопасен для людей.

Шахта (Фото: Instagram / subcities)

Богатые рудники

Богатые железные рудники:

  1. Бакчарское железорудное месторождение.
  2. Абаканское железорудное месторождение.
  3. Абагасское железорудное месторождение.
  4. Курская магнитная аномалия.

Самые богатые месторождения алюминиевых руд находятся в

  • Венгрии;
  • Франции;
  • Индии;
  • Южной Африке;
  • Казахстане;
  • России;
  • Югославии;
  • Кольском полуострове;
  • Сибири.

Богатые месторождения медной руды расположены в США, Швеции, Канаде, России, Финляндии, ЮАР.

Медная руда (Фото: Instagram / alex_tango1910)

Гидрометаллургия

Методика, которая основана на проведении химических реакциях. Они протекают в различных растворах. Наиболее распространенные материалы, которые получаются подобным способом — никель, цинк, золото.

Пирометаллургия

Из расходного сырья металл извлекается под воздействием высоких температур. Для проведения данного способа применяются печи, плавильни. Этим методом получают чугун, свинец, сталь, никель, медь, хром

Для изготовления активных металлов важно использовать восстановители

Электрометаллургия

Подразумевает обработку расходного сырья электрическим током. Сила тока изменяется зависимо от преобладающих в составе руды компонентов. С помощью электрометаллургии получаются разные металлы — щелочноземельные, щелочные. Основные из них — алюминий, магний.

  1. С помощью металлов. Этот процесс называют металлотермией.
  2. С помощью водорода. С помощью этой методики можно получить материал с наименьшим количеством посторонних вкраплений.
  3. С помощью углерода или оксида углерода. Эта методика называется карботермией.

Особенности процесса производства стали

В производстве чугуна и стали применяются разные технологии, несмотря на достаточно близкий химический состав и некоторые физико-механические свойства. Отличия заключаются в том, что сталь содержит меньшее количество вредных примесей и углерода, за счет чего достигаются высокие эксплуатационные качества. В процессе плавки все примеси и лишний углерод, который становится причиной повышения хрупкости материала, уходят в шлаки. Технология производства стали предусматривает принудительное окисление основных элементов за счет взаимодействия железа с кислородом.

Выплавка стали в электропечи

Рассматривая процесс производства углеродистой и других видов стали, следует выделить несколько основных этапов процесса:

  1. Расплавление породы. Сырье, которое используется для производства металла, называют шихтой. На данном этапе при окислении железа происходит раскисление и примесей. Уделяется много внимания тому, чтобы происходило уменьшение концентрации вредных примесей, к которым можно отнести фосфор. Для обеспечения наиболее подходящих условий для окисления вредных примесей изначально выдерживается относительно невысокая температура. Формирование железного шлака происходит за счет добавления железной руды. После выделения вредных примесей на поверхности сплава они удаляются, проводится добавление новой порции оксида кальция.
  2. Кипение полученной массы. Ванны расплавленного металла после предварительного этапа очистки состава нагреваются до высокой температуры, сплав начинает кипеть. За счет кипения углерод, находящийся в составе, начинает активно окисляться. Как ранее было отмечено, чугун отличается от стали слишком высокой концентрацией углерода, за счет чего материал становится хрупким и приобретает другие свойства. Решить подобную проблему можно путем вдувания чистого кислорода, за счет чего процесс окисления будет проходить с большой скоростью. При кипении образуются пузырьки оксида углерода, к которым также прилипают другие примеси, за счет чего происходит очистка состава. На данной стадии производства с состава удаляется сера, относящаяся к вредным примесям.
  3. Раскисление состава. С одной стороны, добавление в состав кислорода обеспечивает удаление вредных примесей, с другой, приводит к ухудшению основных эксплуатационных качеств. Именно поэтому зачастую для очистки состава от вредных примесей проводится диффузионное раскисление, которое основано на введении специального расплавленного металла. В этом материале содержатся вещества, которые оказывают примерно такое же воздействие на расплавленный сплав, как и кислород.

Кроме этого, в зависимости от особенностей применяемой технологии могут быть получены материалы двух типов:

  1. Спокойные, которые прошли процесс раскисления до конца.
  2. Полуспокойные, которые имеют состояние, находящееся между спокойными и кипящими сталями.

https://youtube.com/watch?v=gkgFOipxxew

При производстве материала в состав могут добавляться чистые металлы и ферросплавы. За счет этого получаются легированные составы, которые обладают своими определенными свойствами.

Алмазодобывающая и золотодобывающая промышленность

Добыча алмаза – это одна из важных статей доходов государства. Ежегодно Россия получает до 1,5 миллиардов долларов от продажи алмазов. Основные места добычи расположены в Якутии. Алмазы были найдены и в районах Восточной Сибири.

К одной из значительных отраслей металлургии для бюджета страны относится добыча золота.

Россия занимает пятое место в мире по добыче этого металла. По разведанным запасам государство находится на второй позиции.

Акцент при поиске местонахождения делается на разработку коренных залежей. Основные места концентрации золота находятся в Сибири, на Дальнем Востоке и на Урале.

Основными приисками считаются:

  • Соловьевский – старый, но значительный прииск в Амурской области;
  • Невьяновский – был открыт еще в 1813 году;
  • Градской – здесь был найден первый в России алмаз;
  • самый молодой прииск Кондор был открыт в 60-х годах, здесь ведется добыча как золота, так и платины;
  • Алтайский.

Особенности подобного состава

При переплавке медной руды, использование стекла в качестве шлака неприемлемо из-за тугоплавкости, что не позволяет выполнять основные защитные функции своевременно. Защитный покров должен образовываться при температуре 850–900 градуса Цельсия. Этим требованиям соответствует система Si-O (Si – 73%, O – 27%), переходящая в жидкое состояние при минимальной температуре 795 градусов Цельсия.

Магниевая руда и часть алюминиевых сплавов требует защитный покров уже при 500–600 градуса Цельсия. Оксиды такими свойствами не обладают, и им на замену приходят флюсы – сплавы солей. В большинстве случаев, в процессе принимают участие хлориды щелочных (щелочноземельных) металлов. Одно из важных свойств флюсов – непроницаемость перед кислородом.

Флюсы и шлаки, помимо защитных функций, приносят разрушение. Они влияют на огнеупорные покрытия внутри печи. Шлаки растворяют оксидные покрытия, а флюсы пропитывают их, тем самым снижая механическую прочность и увеличивая теплопроводность стен.

Области применения деталей порошковой металлургии

Порошковая индустрия как способ изготовления и обработки металлов очень разнообразен по своим технологическим методам. Это дает возможность получать детали требуемого состава и необходимых свойств.

Применяя методы порошковой металлургии производства, специалисты могут производить новейшие композитные материалы, получения которых традиционными методами невозможно. Производство деталей машин и механизмов из металлических порошков дает существенную экономию на материале, за счет получения низкого расходного коэффициента.

Металлокерамические изделия применяются в широком спектре областей приборостроения, радиоэлектроники и машиностроения. Применяются порошки и в производстве режущего инструмента: резцов, сверл.

Сверла изготавливаются из порошкового металла

Производство изделий из металлических порошков в настоящий момент имеет высокую степень автоматизации. Технологическая простота операций позволяет применять работников без высокой квалификации. Эти факторы благоприятно отражаются на себестоимости продукции порошковой металлургии.

При уровне пористости порошков, который не превышает норму, они не уступают по показателю коррозионной стойкости. Особенно деталям, изготовленными стандартными способами.

Изделия порошковой металлургии обладают способностью хорошо переносить резкие скачки температур. Поэтому они применяются в средах, работающих в таких условиях.

Переработка сырья

Собранное сырье, содержащее драгоценные металлы, подвергают переработке для получения золота, серебра, платины в готовом для дальнейшей обработки виде. Помимо этих основных биржевых металлов, немалой ценностью обладают многие другие материалы, к примеру, редкоземельные металлы.

Основные технологии

Все многообразие методов извлечения ценного содержимого из сырья сводится к нескольким типам технологических операций:

Технология Задачи и результаты
Измельчение Дробление исходного сырья на мелкие части нужного размера упрощает отделение разнородных материалов друг от друга и доступ к этим материалам средств химического воздействия – растворов электролита
Термическая обработка Выполняется от нагрева до интенсивного обжига. Этот метод позволяет разрушить горючие и другие материалы и легко удалить продукты этого разрушения
Плавка Эта разновидность термической обработки, при которой металлы переходят в жидкое состояние и легко объединяются в капли и более крупные массивы. Такие массивы можно отливать в формы
Центрифугирование Применяется к различным материалам в жидком состоянии. Цель такой операции – разделение материалов разного объёмного веса. В деле извлечения золота и серебра используется тот факт, что объёмный вес этих металлов больше, чем у стали, алюминия, олова и даже меди. Свинец, обладающий большим объёмным весом, затрудняет использование этого метода
Электролитический и химический методы Технологии, при которых металл извлекается из смесей благодаря осаждению примесей или самого металла из раствора на электрод
Гидрометаллурги- ческий метод Разновидность химического метода, при котором металл или примеси удаляются из раствора или суспензии воздействием химических реагентов

Многие методы, например, гидрометаллургический, применяются и при первичной добыче цветных металлов из руды.

Радиодетали

Извлечение золота и серебра из радиодеталей чаще всего выделяется в отдельную технологическую группу. Это объясняется тем, что такие изделия, независимо от производителя, имеют:

  • приблизительно одинаковое устройство;
  • небольшие размеры;
  • известное заранее количество ценного металла.


Основное мероприятие при переработке радиодеталей – сортировка.

Задача такой операции заключается в получении однородного массива обрабатываемого материала со сходными свойствами.

Последующие этапы включают серию операций, определяемых качествами массива сырья.

Обычно после сортировки применяется такая технология:

  • измельчение, при необходимости – с дополнительной сортировкой;
  • обжиг;
  • плавка;
  • центрифугирование;
  • получение отливок.

Ювелирный лом

К ювелирному лому относят украшения из драгоценных металлов и их фрагменты, сданные в скупки и аккумулированные иными способами.

Переработка драгметаллов несложна и состоит из:

  • извлечения вручную драгоценных камней, декоративных вставок, стальных пружин, нитей;
  • сортировки по пробам;
  • плавки и изготовления слитков для дальнейшего использования.

Обработка отходов промышленного производства и лома оборудования


Главная сложность обработки отходов и лома оборудования, промышленных отходов и аналогичных массивов вторичного сырья также заключается в сортировке совершенно различных объектов, например:

  • посеребрённых и позолоченных контактов и жил проводов;
  • деталей с позолотой;
  • инструментов и приборов с мелкими деталями из золота и серебра;
  • солей серебра и их растворов.

Трудоёмкая обработка такого сырья выгодна при достаточных его количествах. Вот почему извлечение драгоценных металлов из отходов и вторичного сырья выгодно только при больших объёмах таких работ. По этой же причине в деле рециклинга выгодно сотрудничество с солидной профильной организацией.

Способы переработки отходов с драгметаллами

Драгоценные металлы являются ценным сырьем, в настоящее время человечество озаботилось вопросом ресурсосбережения. Поэтому необходимо заниматься переработкой отходов, содержащих драгоценное сырье.

Изготовление вторсырья из отработок – первичная переработка остатков, в процессе которой происходило получение из них сразу вторсырья, соответствующего установленным нормам (ГОСТ, ГОСТ Р, СТО).

Первичная переработка – это предварительная обработка различными способами:

  • Сортировки.
  • Сепарации.
  • Мойки.
  • Обеззараживания.
  • Гранулирования.
  • Переплавки.
  • Заготовки специальным способом для дальнейшей реализации в качестве вторсырья или ресурсов.

Драгметаллы можно извлекать из отслуживших катализаторов, серебросодержащих пленок (флюорографическая, рентгенопленка, фото / видео пленка), ювелирного лома, радиоэлектронных отходов.

Технология переработки отходов с драгоценными металлами:

  • Извлечение драгметаллов из отработок, которые их содержат.
  • Измельчение металлолома и извлечение из него драгоценных материалов.
  • Очистка химическим методом.

Способы производства стали

Существует несколько методов производства стали, каждый обладает своими определенными достоинствами и недостатками. От выбранного способа зависит то, с какими свойствами можно получить материал. Основные способы производства стали:

Мартеновский метод. Данная технология предусматривает применение специальных печей, которые способны нагревать сырье до температуры около 2000 градусов Цельсия. Рассматривая способы производства легированных сталей, отметим, что этот метод также позволяет проводить добавление различных примесей, за счет чего получаются необычные по составу стали. Мартеновский метод основан на применении специальных печей.
Электросталеплавильный метод. Для того чтобы получить материал высокого качества проводится производство стали в электропечах. За счет применения электрической энергии для нагрева сырья можно точно контролировать прохождение процесса окисления и выделения шлаков

В данном случае важно обеспечить появление шлаков. Они являются передатчиком кислорода и тепла

Данная технология позволяет снизить концентрацию вредных веществ, к примеру, фосфора и серы. Электрическая плавка может проходить в самой различной среде: избыточного давления, вакуума, при определенной атмосфере. Проводимые исследования указывают на то, что электросталь обладает самым высоким качеством. Применяется технология для производства качественных высоколегированных, коррозионностойких, жаропрочных и других видов стали. Для преобразования электрической энергии в тепловую применяется дуговая печь цилиндрической формы с днищем сферического типа. Для обеспечения наиболее благоприятных условий плавки внутреннее пространство отделывается при использовании жаропрочного металла. Работа устройства возможна только при подключении к трехфазной сети. Стоит учитывать, что сеть электрического снабжения должна выдерживать существенную нагрузку. Источником тепловой энергии становится электрическая дуга, возникающая между электродом и расплавленным металлом. Температура может быть более 2000 градусов Цельсия.
Кислородно-конвертерный. Непрерывная разливка стали в данном случае сопровождается с активным вдуванием кислорода, за счет чего существенно ускоряется процесс окисления. Применяется этот метод изготовления и для получения чугуна. Считается, что данная технология обладает наибольшей универсальностью, позволяет получать металлы с различными свойствами.

Способы производства оцинкованной стали не сильно отличаются от рассматриваемых. Это связано с тем, что изменение качеств поверхностного слоя проходит путем химико-термической обработки.

Существуют и другие технологии производства стали, которые обладают высокой эффективностью. Например, методы, основанные на применении вакуумных индукционных печей, а также плазменно-дуговой сварки.

Процесс производства

Производится сталь плавкой. Исходным сырьем служат чугун, лом самой стали или чугуна, окатыши, флюсы и ферросплавы.

Сам чугун по природе – недостаточно твердый и хрупкий материал, поэтому имеет ограниченное применение.

Однако, он незаменим в качестве сырья для получения стали. Суть плавки состоит, в случае применения передельного чугуна, в снижении процентного содержания углерода в нем до требуемого уровня.

Выводятся не предусмотренные в конечной рецептуре примеси. Традиционный состав шихты представляет 55% чугуна и 45% стального лома (скрапа). Существует также рудный процесс, когда к компонентам добавляется рудный материал или скрап-процесс для переработки отходов машиностроительного производства.

Чтобы в процессе плавки примеси и углерод легче выводился из состава компонентов, они переводятся в газы и шлак. В первую очередь при взаимодействии чугуна с кислородом железо окисляется, образуя закись железа FeO.

Одновременно окисляются C, Si, Mn и P, при этом происходит отдача кислорода оксидом железа химически активным примесям. К массе шихты добавляют флюс для лучшего растворения металла: известняк или известь, боксит. В качестве топлива используют каменноугольную пыль, жидкий мазут, природный или коксовый газ.

Разделение на подвиды

Цветной лом подразделяют на 9 подвидов:

  1. Свинцовый – потерявшие свою работоспособность аккумуляторы и кабельно-проводниковые материалы.
  2. Алюминиевый – провода, сделанные из алюминия.
  3. Полупроводниковый – составные части электронной техники, пришедшие в негодность.
  4. Титановый – получается из отходов металла, содержащего титан, а также его сплавы.
  5. Медный – утиль, состав которого в большей степени состоит из меди и ее сплавов.
  6. Медь и алюминий – самые часто используемые химические элементы в электротехнике. Их можно обнаружить в любых проводах, кабелях. Для извлечения металлов применяется обработка в специальных устройствах.
  7. Магниевый – подобные отходы преобладают в местах сборки самолетов и прочей воздушной техники.
  8. Редкометалльный – металлический шлак, получаемый на производстве высокотехнологичных устройств.
  9. Лом медных сплавов – бронза или же латунь с примесью меди.

Металлический лом цветного вида дополнительно делится еще на четыре подкласса:

  • Кусковые. К первому относят чистые металлы, но в случае, когда примесей достаточно много, расчет их стоимости значительно понижается.
  • Стружка. Второй подкласс подразумевает утиль, получаемый в результате переработки цветного лома на новейших станках.
  • Порошкообразные отходы. К порошкообразным относится утиль в виде пыли, которая образуется в ходе металлопроизводства.
  • Другие разновидности. К прочим разновидностям можно определить тончайшие пластины, крошку, проволоку.

Самый дорогой из видов – металлический лом драгоценных металлов, его разделяют на золотой, платиновый и серебряный лом. Золото получают из украшений или непригодных для работы катализаторов. Платину – из катализаторных деталей, ювелирных украшений и электротитанов. Серебро – из украшений, серебряно-цинковых аккумуляторов и катализаторов.

Особенности кокса

Размеры кусков кокса должны соответствовать габаритам кусков руды и быть равными между собой. Однородность гарантирует равномерное прохождение газов и шлаков сквозь пласты, а также равномерный нагрев смеси внутри доменной печи. Если образовавшийся шлак своевременно не проступит на поверхность и не закроет пленкой металл, он начнет окисляться и становится хрупким.

Пористость кокса влияет в первую очередь на его способность восстанавливать внутри печи углекислоту в окись углерода.

Крошка заполняет пустоты, через которые должны проходить газы и шлаки, не пропуская их, а также препятствует процессу продувания воздухом. Прочность определяется в процессе экспериментального испытания в специализированном барабане.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.