Металлургия

Металлургия

Понятие о металлургии
Металлургия- это наука о промышленных способах получения металлов.
Различают черную и цветную металлургию.
К черной металлургии относится производство железа и его сплавов, а к цветной-производство всех остальных металлов и сплавов.

Понятие о металлургии
Черная металлургия заключается в обработке железа и всех сплавов, в котором оно присутствует. Также эта отрасль подразумевает извлечение из недр земли и последующее обогащение руд черных металлов, сталелитейное и чугунолитейное производство, прокат заготовок, производство ферросплавов.
К цветной металлургии причисляют работу с рудой любого металла, кроме железа. Кстати, цветные металлы условно делят на две большие группы:
- Тяжелые (никель, олово, свинец, медь).
- Легкие (титан, магний, алюминий)

Что металлургия включает в себя
Непосредственное производство металлов.
Обработку металлических изделий как в горячем, так и холодном виде.
Сварку.
Нанесение различных металлических покрытий.
Раздел науки – материаловедение. Данное направление в теоретическом изучении физико-химических процессов ориентируется на познание поведения металлов, сплавов и интерметаллидов.

Разделение по технологическому процессу
Заводы металлургии можно условно причислить к двум основным группам: - пирометаллургии, где процессы протекают при очень высоких температурах (плавка, обжиг);
- гидрометаллургии, которая заключается в извлечении металлов из руд при помощи воды и прочих водных растворов с использованием химических реактивов.

Пирометаллургический способ
Это восстановление металлов из их руд при высоких температурах с помощью восстановителей неметаллических - кокс, оксид углерода (II), водород; металлических - алюминий, магний, кальций и другие металлы.
1. Получение меди из оксида с помощью водорода – Водородотермия:
Cu +2O + H2 = Cu0 + H2O
2. Получение железа из оксида с помощью алюминия –Алюмотермия:
Fe+32O3 +2Al = 2Fe0 + Al2O3
Для получения железа в промышленности железную руду подвергают магнитному обогащению:
3Fe2 O3 + H2 = 2Fe3 O4 + H2O или 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 , а затем в вертикальной печи проходит процесс восстановления:
Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4H2O
Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2

Гидрометаллургический способ
Способ основан на растворении природного соединения с целью получения раствора соли этого металла и вытеснением данного металла более активным.
Например, руда содержит оксид меди и ее растворяют в серной кислоте:
1 стадия – CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O,
2 стадия – проводят реакцию замещения более активным металлом
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Проблема безотходных производств в металлургии
и охрана окружающей среды
Безотходная технология - технология, подразумевающая наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии в производстве, обеспечивающее защиту окружающей среды.
Безотходная технология - принцип организации производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле. Замкнутый цикл означает цепочку первичное сырьё - производство - потребление - вторичное сырьё.
Как известно, при обжиге руд цветных металлов образуются газы, содержащие оксид серы (IV) – SO2. Этот газ засоряет окружающую среду, но его можно улавливать и использовать для производства серной кислоты. В результате можно не только предотвратить загрязнение окружающей среды, но и получить дополнительную прибыль. Так, например, при получении 1 т меди можно получить примерно 10 т серной кислоты.