| |||||
МЕНЮ
| Производство цветных металловПроизводство цветных металловсмотреть на рефераты похожие на "Производство цветных металлов" Министерство Общего и профессионального технического образования Московский Государственный Технический Университет “МАМИ” Кафедра Технология конструкционных материалов Производство цветных металлов. Студент: Зиновьев М.Ю. Группа: 5-АиУ-1 1. Производство меди. Медь получают главным образом пирометаллургическим способом, сущность которого состоит в производстве меди из медных руд, включающем ее обогащение, обжиг, плавку на полупродукт – штейн, выплавку из штейна черновой меди и ее очистку от примесей (рафинирование). Для производства меди применяют медные руды, содержащие 1 – 6% Cu, а также отходы меди и ее сплавов. В рудах медь обычно находится в виде сернистых соединений [pic], [pic] [pic], оксидов [pic] [pic] или гидрокарбонатов [pic] [pic] [pic] Перед плавкой медные руды обогащают и получают концентрат. Для уменьшения содержания серы в концентрате его подвергают окислительному обжигу при температуре [pic] Полученный концентрат переплавляют в отражательных или электрических печах. При температуре [pic] восстанавливаются оксид меди (CuO) и высшие оксиды железа. Образующийся оксид меди, [pic] реагируя с [pic], дает [pic] Сульфиды меди и железа сплавляются и образуют штейн, а расплавленные силикаты железа растворяют другие оксиды и образуют шлак. После этого расплавленный медный штейн заливают в конвертеры и продувают воздухом для окисления сульфидов меди и железа и получения черновой меди. Черновая медь содержит 98,4-99,4% Cu и небольшое количество примесей. Эту медь разливают в изложницы. Черновую медь рафинируют для удаления вредных примесей и газов. Сначала производят огневое рафинирование в отражательных печах. Примеси S, Fe, Ni, As, Sb и другие окисляются кислородом воздуха, подаваемым по стальным трубкам, погруженным в расплавленную черновую медь. Затем удаляют газы, для чего снимают шлак и погружают в медь сырое дерево. Пары воды перемешивают медь и способствуют удалению [pic] и других газов. При этом медь окисляется, и для освобождения ее от [pic] ванну жидкой меди покрывают древесным углем и погружают в нее деревянные жерди. При сухой перегонке древесины, погруженной в медь, образуются углеводороды, которые восстанавливают [pic] После огневого рафинирования получают медь чистотой 99-99,5%. Из нее отливают чушки для выплавки сплавов меди (бронзы и латуни) или плиты для электролитического рафинирования. Электролитическое рафинирование проводят для получения чистой от примесей меди (99,5% Cu). Электролиз ведут в ваннах, покрытых изнутри винипластом или свинцом. Аноды делают из меди огневого рафинирования, а катоды – из листов чистой меди. Электролитом служит водный раствор [pic] (10-16%) и [pic] (10-16%). При пропускании постоянного тока анод растворяется, медь переходит в раствор, а на катодах разряжаются ионы меди [pic] Примеси (мышьяк, сурьма, висмут и др.) осаждаются на дно ванны, их удаляют и перерабатывают для извлечения этих металлов. Катоды выгружают, промывают и переплавляют в электропечах. Производство алюминия. Сущность процесса производства алюминия заключается в получении безводного, свободного от примесей оксида алюминия (глинозема) с последующим получением металлического алюминия путем электролиза растворенного глинозема в криолите. Основное сырье для производства алюминия – алюминиевые руды: бокситы,
нефелины, алуниты, каолины. Наибольшее значение имеют бокситы. Алюминий в
них содержится в виде минералов – гидроксидов [pic] [pic], корунда [pic] и
каолинита [pic]. Алюминий получают электролизом глинозема – оксида алюминия Глинозем получают из бокситов путем их обработки щелочью: [pic]. Полученный алюминат натрия [pic] подвергают гидролизу: [pic] В результате в осадок выпадают кристаллы гидроксида алюминия [pic]. Для производства криолита сначала из плавикового шпата получают фтористый водород, а затем плавиковую кислоту. В раствор плавиковой кислоты вводят [pic], в результате чего образуется вторалюминиевая кислота, которую нейтрализуют содой и получают криолит, выпадающий в осадок: [pic]. Его отфильтровывают и просушивают в сушильных барабанах. Электролиз глинозема [pic] проводят в электролизере, в котором имеется ванна из углеродистого материала. В ванне слоем 250-300 мм находится расплавленный алюминий, служащий катодом, и жидкий криолит. Анодное устройство состоит из угольного анода, погруженного в электролит. Постоянный ток силой 70-75 кА и напряжением 4-4,5 В подводится для электролиза и разогрева электролита до температуры 1000С Электролит состоит из криолита,
глинозема, AlF3 и NaF. Криолит и
глинозем в электролите диссоциируют; на катоде
разряжается ион Al3+ и
образуется алюминий, а на аноде—ион О2-,
который окисляет углерод
анода до СО и СО2, удаляющихся из ванны через
вентиляционную систему. Алюминий, полученный электролизом,
называют алюминием-сырцом.
Основным сырьем для получения магния являются карналлит 4. ПРОИЗВОДСТВО ТИТАНА Сырьем для получения титана являются титаномагнетитовые руды, из
которых выделяют ильменитовый концентрат, содержащий 40—45% TiO2, ~30% FeO, Ильменитовый концентрат плавят в смеси с древесным углем, антрацитом
в рудно-термических печах, где оксиды железа и титана восстанавливаются. Полученный титановый шлак подвергают хлорированию в специальных
печах. В нижней части печи располагают угольную насадку, нагревающуюся при
пропускании через нее электрического тока. В печь подают брикеты титанового
шлака, а через фурмы внутрь печи—хлор. При температуре 800— 1250° С в
присутствии углерода образуется четыреххлористый титан, а также хлориды Четыреххлористый титан отделяется и очищается от остальных хлоридов благодаря различию температуры кипения этих хлоридов методом ректификации в специальных установках. Титан из четыреххлористого титана восстанавливают в реакторах при
температуре 950—1000° С. В реактор загружают чушковый магний; после откачки
воздуха и заполнения полости реактора аргоном внутрь его подают
парообразный четыреххлористый титан. Между жидким магнием и
четыреххлористым титаном происходит реакция Твердые частицы титана спекаются в пористую массу—губку, а жидкий Титановая губка содержит 35—40% магния и хлористого магния. Титановую губку плавят методом вакуумно-дугового переплава. |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|