Телефоны: 8 (499) 3946002; 8(929)9495957 
 E-mail: triamet@yandex.ru



Информационные статьи

« Назад

Методы и способы выплавки металлов  16.12.2015 03:10

Литейное дело и выплавка металлов, — одно из самих древних в мире ремесел. Примерно в XV веке научились использовать чугун, а в XIX веке, освоили выплавку стали и литейное производство значительно усовершенствовалось. Многочисленные металлы и их сплавы используются почти в каждой сфере деятельности человека, в промышленности и в искусстве (художественное литье). Одним из наиболее распространенных природных ресурсов есть металлы, некоторые редки, другие встречаются в достаточном количестве. Каждый вид металла имеет свойственные ему качества и характеристики. Железо, алюминий, свинец, цинк, олово, медь, — это некоторые из всем известных металлов. Есть металлы, которые используются как добавки в основную массу, они добавляются в незначительных объемах, но благодаря этому сплаву придают требуемых качеств, прочности, эластичности. Таким есть никель, марганец, хром, это добавки, с помощью которых производится легирование.

Добывание, производство, очистка металлов из недр земли, это отдельный технологически очень сложный процесс с использованием сложной техники и химических веществ. Такие способы получения металлов, можно поделить на несколько видов:

1.Наиболее распространенным есть способ выделения, который состоит в том, что металл образуется в виде оксида, он подвергается прокаливанию, благодаря этому, его химический состав очищается от загрязняющих веществ и потом металл подлежит восстановлению с помощью кокса или древесного угля. Такие методы добывания этого природного ресурса осуществляют при крупнотоннажных производствах для больших и очень больших количеств металла. При этом получают металлы среднего уровня активности: разные виды стали и чугун.

2.Следующий метод наиболее прост и древний. Добыча металлов осуществляется с помощью собирания их самородков и последующей их переплавки в рабочие заготовки. В результате получают слитки. Этот способ целесообразно применять для металлов, которые в природе существуют как самородки или крупный песок в достаточно чистом виде. Так получают золото или серебро, и подобные малоактивные благородные металлы. Медь также встречается в виде самородков или мелких частиц, которые можно собирать, но очень редко, поскольку это связано с вулканическим происхождением. Используют медь при изготовлении бронзовых втулок.

3. Третий метод состоит в использовании флотации и гравитационных технологий. Выделение металла осуществляют с помощью специальных центрифуг. При таком способе выделяют частицы металла, диаметр которых составляет 0,1–10 мм. Потом осуществляется его переплавка, он окончательно очищается. Все загрязняющие примеси преобразуются в шлак, который всплывает.

4. Для получения материала особенно высокой чистоты применяется очень сложный технологически и дорогостоящий метод. Металл восстанавливается с помощью водорода в реакторе, в котором происходит вытеснение. Такое устройство являет собой сложный механизм в виде трубки, по которой прокачивают химические реагенты. Образуется водородная среда, в которой и осуществляется процесс восстановления металла, в реактор помещается металлический оксид. Происходит переход кислорода от металлического оксида к водороду, затем образуются пары воды, которые оставляют реактор с избытком водорода. Есть еще технология очистки с помощью углерода, но указанный метод позволяет сразу произвести материал с высокой чистотой, так как вместе с восстановителем не вносится никаких примесей. Такой метод применяют для металлов с невысокой активностью, достаточно редких, драгоценных и дефицитных.

5. Вершиной технологического прогресса является следующий метод добывания металлов. Такая технология состоит в использовании электрохимического образования металлов в электролизере, с помощью электрического тока. Вещества, которые участвуют в процессе, находятся в расплавленном виде, это достигается разогревом с помощью тока. Чистый металл образуется на электроде с отрицательной активностью – катоде, а на положительном (аноде) образуется анионные остатки. При добывании и очистке металла таким методом, анионы состоят из атомов галогенов или гидроксильных групп.

Один из самых массовых в производстве, крупнотоннажных металлов есть алюминий, он добывается таким электрохимическим способом. В процессе используется комплексная соль гексофтороальминат натрия. Это химическое вещество плавится при более низкой по сравнению с другими, температуре плавления, что, в дальнейшем, ускоряет процесс и делает использование электроэнергии экономным. Алюминий получают из оксида алюминия, он попадает в реактор, в его анодную область. Происходит соединение и взаимодействие фтора, который выделяется с оксидом алюминия, образуется фторид алюминия, осуществляется реакция с фторидом натрия в основном объеме реактора. Добывание и производство этого металла сопряжено не только с технологическими и энергозатратами, но и опасно для окружающей среды. В процессе добывания алюминия, выделяются фреоны и фтористый водород, это опасные токсичные вещества. Из алюминия производят такие полуфабрикаты как алюминиевые листы, трубы из алюминия и др.

Технологии очистки и получения металлов электрохимическими способами перспективны, поскольку позволяют получить металл любого уровня активности. Процессы производства более независимы в сырьевом и экологическом отношении. Это объясняется тем, что каменный, древесный уголь, нефтяной пек, — и другое энергетическое сырье, которое расходуется в больших количествах при восстановлении металла, не нужно. А для электролиза необходимы всего лишь электрическая энергия и электроды, их можно производить из отработанных. Эти технологии экономически очень выгодны и позволяют сохранять экологическую обстановку, производство стает независимым от поставок таких энергоносителей, как уголь, нефть, газ. Такие методы позволяют даже производить металл на космических объектах. Именно электротехнические способы постоянно совершенствуются, так как наиболее выгодны для экономики стран и экологии, они не истощают природных ресурсов.



Комментарии


Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Авторизация
Введите Ваш логин или e-mail:

Пароль :
запомнить