Производственные процессы_УП

Технология производства металлов

В табл. 2.1 (Магницкий О.Н., Пирайнен В.Ю. Художественное литьё. – СПб.: Политехника, 1996) приведены данные о содержании в земной коре (литосфере) на глубине до 1км некоторых металлов. Для сравнения: массовая доля кислорода в литосфере составляет 46,6%, кремния – 27,7%.

Таблица 2.2

Металл	Массовая доля, %	Металл	Массовая доля, %	Металл	Массовая доля, %
Алюминий	8,0	Медь	0,01	Серебро	0,00001
Железо	5,0	Олово	0,004	Золото	0,0000005
Магний	2,1	Цинк	0,004	Платина	0,00000005
Титан	0,6	Свинец	0,0016

В природе большинство металлов находится в виде химических соединений, входящих в состав минералов, образующих горные пароды.

Промышленной рудой называют горную породу, из которой целесообразно извлекать металлы или их соединения.

Например, для железа считается оптимальным содержание металла в руде на уровне 30...50%, для меди 3...5%, для молибдена 0,05...0,02%.

Известны четыре группы способов производства металлов. Приведем их в порядке возрастания стоимости:

1.Физические способы. Простейшим из них является прямое извлечение из природных источников (так добывают самородное золото). Некоторые металлы (платину) получают разложением природных соединений при нагревании.

2.Восстановление неметаллами. Реакции восстановления идут, как правило, при высоких температурах. В качестве восстановителей применяют углерод или оксид углерода (для железа, олова и др.), сернистый газ или сульфиды (для меди, ниобия и др.) или водород (для вольфрама, молибдена и др.)

3.Электролиз в водных растворах (меди, хрома и др.) или расплавах солей (алюминия, магния и др.) применяется для получения химически активных металлов.

4.Восстановление металлами. Этот способ требует предварительного получения химически чистых металлов – восстановителей. Металл восстанавливают из оксидов (ванадий, барий и др.) или галогенных соединений (титан, цинк, бериллий и др.). Это самый дорогой способ.

Ниже приводятся процессы выплавки чугуна восстановлением неметаллами (2-й способ) и получения алюминия электролизом (3-й способ).

Содержание