To je tehnologija rafiniranja, koja se odnosi na ekstrakciju metala iz ruda prženjem, topljenjem, elektrolizom i upotrebom hemijskih sredstava; smanjenje nečistoća u metalima ili povećanje određenih komponenti u metalima radi rafiniranja potrebnih metala.
Klasifikacija topljenja
Izvještaj
Uredi
Topljenje se dijeli na pirometalurgiju, hidrometalurgiju ili elektrohemijsko taloženje
Pirometalurgija
(pirometalurgija)
Poznata i kao suha metalurgija, ruda i neophodni aditivi se zagrevaju na visoku temperaturu u peći, tope u tečnost i generiše se potrebna hemijska reakcija za odvajanje sirovog metala, a zatim se sirovi metal rafinira.
Hidrometalurgija
(Hidrometalurgija)
Hidrometalurgija je metalurški proces koji koristi vodene otopine kiselina, lužina i soli za kemijsko izdvajanje potrebnih metalnih komponenti iz rude, a zatim koristi različite metode kao što je elektroliza u vodi za proizvodnju metala. Ova metoda se uglavnom koristi za niskokvalitetne, vatrostalne ili mikro-praškaste rude. Trenutno se 75% svjetske količine cinka i kadmijuma proizvodi elektrolizom u vodenom rastvoru pečenje-luženje. Ova metoda je u velikoj mjeri zamijenila prethodno pirometalurško topljenje cinka. Ostali teško odvojivi metali kao što su nikl-kobalt, cirkonijum-hafnij, tantal-niobijum i metali retkih zemalja se odvajaju hidrometalurškim tehnikama kao što su ekstrakcija rastvaračem ili jonska izmena, čime se postižu izvanredni rezultati.
Metalurški proces koji koristi rastvarač za ekstrakciju i odvajanje metala iz sirovina uz pomoć hemijskih reakcija (uključujući reakcije oksidacije, redukcije, neutralizacije, hidrolize i kompleksiranja). Hidrometalurgija uključuje četiri glavna koraka: ① Upotreba rastvarača za prenošenje korisnih komponenti iz sirovina u rastvor, odnosno ispiranje. ② Odvojite otopinu za ispiranje od ostatka i povratite metalurški rastvarač i metalne ione zarobljene u ostatku. ③ Prečistiti i obogatiti rastvor za ispiranje, obično koristeći tehnologiju jonske izmene i ekstrakcije rastvaračem ili druge metode hemijske precipitacije. ④ Ekstrahujte metale ili jedinjenja iz prečišćenog rastvora.
Hidrometalurgija zauzima značajno mjesto u industriji cinka, aluminija, bakra, uranijuma i drugim industrijama. Sav aluminijum oksid, uran oksid, većina cinka i deo bakra u svetu se proizvode hidrometalurškim metodama. Prednosti hidrometalurgije su njena primenljivost na rude veoma niskog kvaliteta (zlato, uranijum) i na situacije u kojima je slične metale (hafnij i cirkonijum) teško odvojiti; a u poređenju sa pirometalurgijom, promet materijala je relativno jednostavan, sveobuhvatan oporavak vrijednih metala u sirovinama je visok, što je korisno za zaštitu okoliša, a proces proizvodnje je lakše postići kontinuitet i automatizaciju.
Proizvodnja čelika uglavnom koristi sirovo željezo proizvedeno u visokim pećima, spužvasto željezo proizvedeno direktnom redukcijom željeza i čelični otpad kao sirovine, te koristi različite metode za proizvodnju čelika. Glavne metode proizvodnje čelika su konverterska proizvodnja čelika, proizvodnja čelika na otvorenom ložištu i proizvodnja čelika u električnim lučnim pećima (vidi čelik, konverter, otvorena peć, elektrolučna peć). Gornja tri procesa proizvodnje čelika mogu zadovoljiti opšte zahtjeve korisnika za kvalitetom čelika. Kako bi se zadovoljili zahtjevi višeg kvaliteta i više varijanti visokokvalitetnog čelika, pojavile su se različite metode vanpećne obrade rastaljenog čelika (poznate i kao rafiniranje van peći). Na primjer, obrada puhanjem argonom, vakuumsko otplinjavanje, odsumporavanje van peći itd., nakon dodatnog tretmana rastaljenog čelika proizvedenog u konverterima, otvorenim pećima i elektrolučnim pećima, mogu se proizvoditi visokokvalitetni čelici. Za neke posebne namjene potreban je čelik izuzetno visokog kvaliteta, a zahtjevi se ne mogu ispuniti obradom van peći, pa se moraju koristiti posebne metode proizvodnje čelika. Na primjer, pretapanje elektrošljake je proces rafiniranja u kojem se čelik topljen u konvertorima, otvorenim pećima, električnim lučnim pećima, itd. lijeva ili kuje u elektrode i ponovo topi kroz otpornu toplinu rastaljene troske; vakuumska metalurgija je metalurški proces koji se izvodi u uvjetima ispod 1 atmosfere do ultravisokog vakuuma, uključujući topljenje, pročišćavanje, rafiniranje, oblikovanje i obradu metala i legura.
Nakon što se rastopljeni čelik topi u peći za proizvodnju čelika, mora se izliti u kalup kroz čeličnu kutlaču (ložač) i očvrsnuti u određeni oblik ingota ili gredice prije nego što se može ponovno obraditi. Lijevanje ingota se može podijeliti na gornji i donji odljevak. Gornji liveni ingot generalno ima bolju unutrašnju strukturu, manje uključivanja i niske operativne troškove; donji liveni ingot ima dobar kvalitet površine, ali pošto prolazi kroz središnju injekcionu cijev i sup kanal, inkluzije u čeliku se povećavaju. U pogledu livenja ingota, pojavile su se nove tehnologije kao što su kontinuirano livenje čelika, livenje pod pritiskom i livenje pod vakuumom.
Većina moderne proizvodnje željeza koristi proizvodnju željeza u visokim pećima, a neke koriste proizvodnju željeza direktnom redukcijom i proizvodnju željeza u električnim pećima. Proizvodnja željeza u visokoj peći je redukcija željezne rude u visokoj peći, njeno topljenje i pravljenje sirovog željeza. Ova metoda je jednostavna za rukovanje, ima nisku potrošnju energije, nisku cijenu i može se masovno proizvoditi. Uz nešto sirovog željeza koje se koristi za odljevke, većina se koristi kao sirovina za proizvodnju čelika. Zbog sve veće nestašice visokokvalitetnog koksnog uglja pogodnog za topljenje u visokim pećima, jedna za drugom su se pojavile metode proizvodnje željeza koje nisu visoke peći koje ne koriste koks već koriste druge izvore energije. Direktna redukcijska proizvodnja željeza je redukcija rude u čvrstom stanju plinom ili čvrstim redukcijskim sredstvom, te njeno topljenje u čvrsto ili poluotopljeno spužvasto željezo, metalizirane pelete ili zrnasto željezo koje sadrži malu količinu nečistoća na temperaturi nižoj od temperature topljenja. rude, koja se koristi kao sirovina za proizvodnju čelika (može se koristiti i kao sirovina za proizvodnju željeza u visokim pećima ili livenje). Proizvodnja željeza u električnim pećima uglavnom koristi redukcijsku peć bez tijela peći, a može koristiti koks (ili ugalj, drveni ugljen) slabe čvrstoće kao redukcijsko sredstvo. Električno grijanje u električnim pećima zamjenjuje dio koksa, a može se koristiti i koks niskog kvaliteta, ali troši mnogo struje i može se koristiti samo kada ima dovoljno struje i niske cijene struje.
