- •Часть II «Металлургия и
- •Часть II «Металлургия и
- •Лекция 1. Черная металлургия Доменное производство
- •Общая характеристика железных руд
- •Подготовка руд к плавке
- •Дробление, измельчение и классификация
- •Обогащение
- •Усреднение
- •Лекция 2 Окускование
- •Агломерация
- •Производство окатышей.
- •Промышленные выбросы, образующиеся при подготовке руды, их очистка
- •Получение чугуна
- •Колошниковый газ. Его очистка
- •Доменный шлак, его использование
- •Лекция 3. Производство стали Основные реакции сталеплавильных процессов
- •Удаление газов из стали
- •Шихтовые материалы сталеплавильного производства
- •Лекция 4 Конвертерный способ получения стали
- •Очистка конвертерных газов
- •Очистка конвертерных газов c дожиганием со
- •Очистка конвертерных газов без дожигания со
- •Лекция 5 Мартеновское производство стали
- •Очистка мартеновских газов
- •Очистка сточных вод сталеплавильного производства
- •Утилизация сталеплавильных шлаков
- •Лекция 6. Цветная металлургия
- •Производство меди
- •Подготовка медных руд к плавке
- •Обжиг медного концентрата
- •Получение черновой меди
- •Плавка медных концентратов на штейн
- •Конвертирование медного штейна
- •Лекция 7 Огневое рафинирование черновой меди
- •Электролитическое рафинирование меди
- •Способы регенерации электролита
- •Производство глинозема
- •Производство криолита
- •Лекция 9 Электролитическое получение металлического алюминия
- •Очистка алюминия от примесей
- •Источники пылегазообразования и очистка отходящих газов
- •Переработка и использование бокситовых шламов
- •Лекция 10. Получение цинка
- •Выщелачивание
- •Теоретические основы выщелачивания
- •Схемы и способы выщелачивания
- •Лекция 11 Очистка растворов сульфата цинка от примесей
- •Электроосаждение цинка
- •Плавка катодного цинка
- •Переработка отходящих газов цинкового производства
- •Утилизация и обезвреживание металлургических газов
- •Лекция 12. Литейное производство
- •Литейные материалы и их свойства
- •Основные этапы литейного производства
- •Подготовка шихты и ее плавка
- •Изготовление литейных форм и их сборка
- •Технология изготовления песчано-глинистых смесей
- •Охлаждение и выбивка отливок
- •Лекция 13 Источники пылегазовыделения и очистка газопылевых выбросов
- •Специальные методы литья
- •Лекция 14. Обработка металлов давлением
- •Прокатное производство
- •Сточные воды прокатных цехов и их очистка
- •Методы утилизации окалиномаслосодержащих осадков
- •Лекция 15. Технология гальванических производств
- •Подготовка деталей к нанесению гальванических покрытий
- •Механическая подготовка
- •Обезжиривание
- •Обезжиривание органическими растворителями
- •Химическое обезжиривание
- •Электрохимическое обезжиривание
- •Травление
- •Химическое травление
- •Электрохимическое травление
- •Активирование и промывка деталей
- •Лекция 16. Механизм образования электрохимических покрытий
- •Лекция 17. Цинкование
- •Хромирование
- •Лекция 18. Очистка и обезвреживание сточных вод гальванического производства
- •Обезвреживание циансодержащих сточных вод
- •Обезвреживание хромсодержащих сточных вод
- •Химическое восстановление хрома (VI) с последующим осаждением гидроксида хрома (III)
- •Электрокоагуляционный метод
- •Гальванокоагуляция
- •Обезвреживание нитритсодержащих сточных вод
- •Нейтрализация сточных вод и осаждение тяжелых металлов
- •Доочистка сточных вод гальванического производства
- •Вопросы для самопроверки
- •Рекомендуемая литература
- •Часть II «Металлургия и металлообработка»
Очистка мартеновских газов
Газы выходят из печи с температурой 500-6000С. Они имеют следующий состав: СО2 – 5%, СО – не более 1%, N2 – 74%, пары воды – до 7%, О2 – до 14%, S – до 100 мг/м3. Запыленность – до 10 г/м3.
СО обычно дожигают в специальной камере, после чего газ поступает на очистку. Для очистки от пыли используются электрофильтры, мокрая пылеочистка, рукавные фильтры.
Очистка сточных вод сталеплавильного производства
Сточные воды образуются в результате мокрой очистки газов и санитарной уборки оборудования. Расход сточной воды составляет 1-6 м3 на одну тонну стали.
Концентрация взвешенных веществ: средняя – 3г/л, максимальная – до 17 г/л.
Сточные воды подвергаются осветлению в отстойниках или гидроциклонах, для интенсификации процесса можно применять коагулянты. Образующийся шлам направляют в сгустители, пресс-фильтры или вакуум-фильтры, для обезвоживания.
Шлам содержит до 95% оксидов железа, поэтому его направляют в доменное производство.
Утилизация сталеплавильных шлаков
Состав сталеплавильных шлаков: СаО – 30-55%, SiO2 – 16-22%, Al2O3 – 1-10%, MgO – 6-14%, FeO – 6-18%.
Сталеплавильные шлаки используются для производства стройматериалов. Основное количество шлаков идет на изготовление щебня (~50%), 20% - перерабатывается в минеральные удобрения и шлаковату.
Лекция 6. Цветная металлургия
К черным металлам относятся железо, хром и марганец. Все остальные металлы относятся к цветным. Цветные металлы делятся на группы:
тяжелые – Cu, Ni, Co, Pb, Zn, Sn.
легкие – Al, Mg, Ca, K, Na, Ba, Be, Li.
благородные – Au, Ag, Pt, Ir, Ro, Pd, Os.
редкие и рассеянные – Mo, W, Va, Ti, Sc и др.
Производство меди
В год выпускают до 4 млн. тонн меди. Она используется в основном в электротехнике, так как имеет высокую электропроводность.
Сырьем для производства меди служат медные руды:
- медный колчедан (халькопирит) – CuFeS2.
- халькозин Cu2S
- ковелин CuS
- куприт Cu2О
- тенорит CuO
- малахит CuCO3*Cu(OH)2.
Пустая порода состоит из пирита, кварца, карбонатов магния и кальция.
Все медные руды делятся на сульфидные, окисленные и смешанные.
Сульфидные руды имеют следующий состав:
Сu – 1-6%, Fe – 1-40%, S – 9-45%, Zn – 1-6%, SiO2 – 5-55%, Al2O3 – 2-12%, CaO – до 4%, MgO – до 1,5%.
Окисленные руды имеют следующий состав:
Cu – ~2%, Fe - ~1%, S – 0.1-0.2%, SiO2 – 60-68%, Al2O3 – 10-16%, оксиды Cu и Mg – 0.5%.
Для получения меди используют два основных метода:
- гидрометаллургический метод используют только при переработке бедных окисленных руд.
- пирометаллургический метод используется для переработки любых руд. В настоящее время этот метод является основным способом получения меди.
Подготовка медных руд к плавке
Основными этапами подготовки медных руд к плавке являются:
дробление, измельчение
обогащение
окускование
Дробление и измельчение проводятся с использованием того же оборудования, что и в черной металлургии.
Обогащение проводится обычно методом флотации. В результате обогащения получают медный концентрат, содержащий 8-35% меди, 40-50% серы и 30-35% железа.
Окускование проводят методами агломерации, окатывания и брикетирования. Агломерация и получение окатышей проводится также как в черной металлургии.
Метод брикетирования
В состав шихты входят: руда и брикетная мелочь - 87-90%; трепел (осадочный кремнезем, содержащий до 75% SiО2) – 6-8%; известь (размер частиц до 3 мм) – 4-5%.
Всю шихту подают в смесительный барабан, туда же подают пар и немного воды. Там идут процессы смешения и гашения извести. Затем смесь из барабана подают в бункер и на пресс, где получают брикеты. Их направляют на пропарку, которая идет 5-6 часов при температуре 1750C и повышенном давлении. При этом идет процесс взаимодействия извести с кремнеземом:
Ca(OH)2 + SiO2 + 1,5H2O => CaO*SiO2* 2,5H2O
В результате взаимодействия образуется гидросиликат кальция, который придает прочность брикетам, служит связующим.