"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
[pic] в расплавленном криолите [pic] с добавлением фтористых алюминия и натрия [pic], [pic]. Производство алюминия включает получение безводного, свободного от примесей алюминия (глинозема); получение криолита из плавикового шпата; Электролиз глинозема в расплавленном криолите.

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].
Гидроксид алюминия обезвоживают во вращающихся печах при температуре [pic] и получают обезвоженный глинозем [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].