É uma tecnologia de refino, que se refere à extração de metais de minérios por torrefação, fundição, eletrólise e utilização de agentes químicos; reduzindo impurezas em metais ou aumentando certos componentes em metais para refinar os metais necessários.
Classificação de fundição
Relatório
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A fundição é dividida em pirometalurgia, hidrometalurgia ou deposição eletroquímica
Pirometalurgia
(Pirometalurgia)
Também conhecida como metalurgia seca, o minério e os aditivos necessários são aquecidos a uma alta temperatura em um forno, derretidos em líquido, e a reação química necessária é gerada para separar o metal bruto e, em seguida, o metal bruto é refinado.
Hidrometalurgia
(Hidrometalurgia)
A hidrometalurgia é um processo metalúrgico que utiliza soluções aquosas de ácidos, álcalis e sais para extrair quimicamente os componentes metálicos necessários do minério e, em seguida, utiliza vários métodos, como eletrólise em solução aquosa, para produzir metais. Este método é usado principalmente para minérios de baixo teor, refratários ou micropulverizados. Atualmente, 75% do zinco e do cádmio do mundo são produzidos por eletrólise em solução aquosa de torrefação e lixiviação. Este método substituiu em grande parte a anterior fundição pirometalúrgica de zinco. Outros metais difíceis de separar, como níquel-cobalto, zircônio-háfnio, tântalo-nióbio e metais de terras raras, são separados por técnicas hidrometalúrgicas, como extração com solvente ou troca iônica, alcançando resultados notáveis.
Um processo metalúrgico que utiliza um solvente para extrair e separar metais de matérias-primas com a ajuda de reações químicas (incluindo reações de oxidação, redução, neutralização, hidrólise e complexação). A hidrometalurgia inclui quatro etapas principais: ① Usar solvente para transferir componentes úteis das matérias-primas para a solução, ou seja, lixiviação. ② Separe a solução de lixiviação do resíduo e recupere o solvente metalúrgico e os íons metálicos arrastados no resíduo. ③ Purificar e enriquecer a solução de lixiviação, geralmente usando tecnologia de troca iônica e extração de solvente ou outros métodos de precipitação química. ④ Extraia metais ou compostos da solução purificada.
A hidrometalurgia ocupa uma posição importante nas indústrias de zinco, alumínio, cobre, urânio e outras. Todo o óxido de alumínio, óxido de urânio, a maior parte do zinco e parte do cobre do mundo são produzidos pela hidrometalurgia. As vantagens da hidrometalurgia são a sua aplicabilidade a minérios de muito baixo teor (ouro, urânio) e a situações onde metais semelhantes (háfnio e zircônio) são difíceis de separar; e em comparação com a pirometalurgia, a rotatividade de materiais é relativamente simples, a recuperação abrangente de metais valiosos em matérias-primas é alta, o que é benéfico para a proteção ambiental, e o processo de produção é mais fácil de obter continuidade e automação.
A siderurgia utiliza principalmente ferro-gusa produzido em altos-fornos, ferro esponja produzido por redução direta da produção de ferro e sucata de aço como matéria-prima, e utiliza diferentes métodos para produzir aço. Os principais métodos de produção de aço são produção de aço por conversor, produção de aço a céu aberto e produção de aço em forno elétrico a arco (ver aço, conversor, forno a céu aberto, forno elétrico a arco). Os três processos de fabricação de aço acima podem atender aos requisitos gerais dos usuários quanto à qualidade do aço. A fim de atender aos requisitos de maior qualidade e mais variedades de aço de alta qualidade, surgiram vários métodos de tratamento de aço fundido fora do forno (também conhecido como refino fora do forno). Por exemplo, tratamento por sopro de argônio, desgaseificação a vácuo, dessulfuração fora do forno, etc., após tratamento adicional de aço fundido produzido por conversores, fornos abertos e fornos elétricos a arco, podem ser produzidos tipos de aço de alta qualidade. Para alguns usos especiais, é necessário aço de qualidade extremamente alta, e os requisitos não podem ser atendidos por tratamento fora do forno, portanto, métodos especiais de fabricação de aço devem ser utilizados. Por exemplo, a refusão por eletroescória é um processo de refino no qual o aço fundido em conversores, fornos abertos, fornos elétricos a arco, etc. é fundido ou forjado em eletrodos e refundido novamente através do calor de resistência da escória fundida; metalurgia a vácuo é um processo metalúrgico realizado em condições abaixo de 1 atmosfera até vácuo ultra-alto, incluindo fundição, purificação, refino, formação e processamento de metais e ligas.
Depois que o aço fundido é fundido no forno de produção de aço, ele deve ser derramado em um molde através de uma concha de aço (concha) e solidificado em um determinado formato de lingote ou tarugo antes de poder ser reprocessado. A fundição de lingotes pode ser dividida em fundição superior e fundição inferior. O lingote fundido superior geralmente possui melhor estrutura interna, menos inclusões e baixos custos operacionais; o lingote fundido inferior tem boa qualidade superficial, mas como passa pelo tubo de injeção central e pelo canal de sopa, as inclusões no aço aumentam. Em termos de fundição de lingotes, surgiram novas tecnologias, como fundição contínua de aço, fundição sob pressão e fundição a vácuo.
A maior parte da produção de ferro moderna utiliza produção de ferro em alto-forno, e algumas usam produção de ferro por redução direta e produção de ferro em forno elétrico. A siderurgia em alto-forno consiste em reduzir o minério de ferro em um alto-forno, derretê-lo e produzir ferro-gusa. Este método é simples de operar, tem baixo consumo de energia, baixo custo e pode ser produzido em massa. Além de parte do ferro-gusa utilizado na fundição, a maior parte dele é utilizada como matéria-prima para a siderurgia. Devido à crescente escassez de carvão de coque de alta qualidade adequado para fundição de alto-forno, métodos de produção de ferro fora do alto-forno que não usam coque, mas usam outras fontes de energia, surgiram um após o outro. A produção de ferro por redução direta consiste em reduzir o minério em estado sólido com gás ou agente redutor sólido e fundi-lo em ferro esponja sólido ou semifundido, pelotas metalizadas ou ferro granular contendo uma pequena quantidade de elementos de impureza a uma temperatura inferior à temperatura de fusão. do minério, que é utilizado como matéria-prima para a siderurgia (também pode ser utilizado como matéria-prima para fundição ou fundição de alto-forno). A fabricação de ferro em forno elétrico usa principalmente um forno de redução sem corpo de forno e pode usar coque (ou carvão, carvão vegetal) com baixa resistência como agente redutor. O aquecimento elétrico em fornos elétricos substitui parte do coque, e pode-se usar coque de baixa qualidade, mas consome muita eletricidade e só pode ser usado quando houver eletricidade suficiente e preços baixos de eletricidade.
