Produksyon ng bakal - teknolohiya, yugto, kagamitan. Mga batayan ng metalurhiya ng mga non-ferrous na metal

Ang mga non-ferrous na metal ay may ilang mga katangian na katangian lamang ng mga ito, na tumutukoy sa kanilang paggamit sa mechanical engineering at paggawa ng instrumento, sa kabila ng katotohanan na ang mga ito ay matatagpuan sa kalikasan na mas madalas kaysa sa bakal. Ang mga ito ay mataas na thermal at electrical conductivity, magandang corrosion resistance, mababa o vice versa high specific gravity, mababa o mataas na melting point, mataas na ductility o vice versa strength.

Ang mga pangunahing produkto ng non-ferrous metalurgy ay non-ferrous metal ingots para sa produksyon ng mga rolled na produkto at castings, master alloys (alloys na may alloying elements para sa produksyon ng alloyed alloys), dalisay at sobrang purong metal para sa electronics at paggawa ng instrumento.

PRODUKSIYON NG TANSO

3 ... 5 milyong tonelada ng tanso ang ginagawa taun-taon sa mundo. Ito ay may mahahalagang katangian para sa modernong teknolohiya, tulad ng mataas na electrical at thermal conductivity, ductility, at magandang corrosion resistance. Humigit-kumulang kalahati ng kabuuang taunang produksyon ng purong metal na tanso ang napupunta sa paggawa ng mga wire, cable, gulong at iba pang conductive na produkto ng electrical industry. Kasabay nito, ang mga haluang metal na tanso na may sink (tanso) at lata (tanso) ay malawakang ginagamit sa mahabang panahon.

Sa kasalukuyan, ang pangunahing pinagmumulan para sa pagkuha ng tanso ay sulfide ores na naglalaman ng chalcopyrite (copper pyrites) CuFeS 2, chalcosine CuS, pyrite FeS 2 at sulfides ng zinc, lead, nickel, at kadalasang pilak at ginto. Ang isa pang mapagkukunan para sa pagkuha ng tanso ay ang oxidized copper ores na naglalaman ng cuprite Cu 2 O o azurite 2CuCO 3 ×Cu(OH) 2 .

Ang mga ores na ito ay mahirap. Ang nilalaman ng tanso sa kanila ay hindi gaanong mahalaga - 1 ... 5%, kaya ang mga ores ay pinayaman bago tunawin. Ang pagpapayaman sa pamamagitan ng lutang ay nagpapahintulot sa iyo na maghiwalay mula sa ore copper concentrate na naglalaman ng 11 ... 35% na tanso, pati na rin ang zinc o pyrite concentrates.

Ang mga likas na reserba ng tanso ay patuloy na bumababa. Samakatuwid, sa kasalukuyan, ang paggamit ng scrap metal at iba pang mga basurang pang-industriya na naglalaman ng tanso ay nagiging mahalaga. Ang pinakamalaking industriyalisadong bansa ay tumatanggap ng mas maraming tanso mula sa basura kaysa sa naamoy nila ito mula sa mga ores.

Upang makakuha ng tanso mula sa mga ores, isang paraan ng pyrometallurgical ang karaniwang ginagamit, na binubuo ng smelting to matte at reduction smelting, ngunit ang ilang mga ores ay matagumpay ding naproseso ng isang hydrometallurgical method, halimbawa, leaching na may sulfuric acid.

Ang proseso ng produksyon ng tanso sa pamamagitan ng pinaka-karaniwang, pyrometallurgical na paraan ay maaaring nahahati sa mga sumusunod na yugto: paggiling ng mga tansong ores, ang kanilang pagpapayaman, pag-ihaw ng concentrate, pagkuha ng tansong matte, pagproseso ng tanso matte, pagpino ng tanso (Fig. 1.16).

Ang pagpapayaman ng mga copper ores ay isinasagawa sa pamamagitan ng paraan ng flotation, batay sa iba't ibang basa ng mga compound ng tanso at basurang bato sa tubig. Para sa pagpapayaman, ang isang pulp ay nabuo, na binubuo ng durog na ore, tubig at isang flotation reagent (langis ng fir). Ang huli ay na-adsorbed sa mga particle ng mineral sa anyo ng mga pelikula na hindi nabasa ng tubig. Kapag hinihipan ang pulp, ang mga bula ng hangin ay kumukuha sa ibabaw ng mga particle na ito at dinadala ang mga ito paitaas, na bumubuo ng isang layer ng foam sa ibabaw. Ang mga basurang bato na nabasa ng tubig ay tumira sa ilalim ng paliguan. Ang foam mula sa ibabaw ng paliguan ay nakolekta, tuyo at isang concentrate na may kinakailangang nilalaman ng tanso ay nakuha.

Ang concentrate ay inihaw sa 750 ... 850 °C sa hangin upang i-oxidize ang mga sulfide at bawasan ang nilalaman ng sulfur. Ang pinaka-produktibo ay ang pagpapaputok sa isang fluidized na kama. Ang durog na concentrate ay inilalagay sa bintana sa gitnang bahagi nito, at ang hangin ay ibinibigay mula sa ibaba papunta sa pugon sa pamamagitan ng papag. Ang presyon ng hangin ay nakatakda upang ang mga concentrate na particle ay nasa isang suspendido (kumukulo) na estado. Ang calcined concentrate ay "ibinuhos" sa pamamagitan ng threshold ng pugon sa anyo ng isang cinder. Ang mga maubos na sulfur dioxide na gas ay nililinis mula sa mga solidong particle sa isang cyclone at ipinadala sa produksyon ng sulfuric acid.

Pagkuha ng tansong matte. Ang solidified matte ay isang haluang metal ng tanso at iron sulfides at zinc, lead, nickel sulfides, na naglalaman ng 20 ... 60% copper, 10 ... 60% iron at hanggang 25% sulfur. Ang mga likidong matte ay natutunaw nang maayos sa kanilang sarili ang ginto at pilak, at kung ang mga metal na ito ay naroroon sa ore, sila ay halos ganap na puro sa matte. Ang layunin ng matte smelting ay upang paghiwalayin ang mga sulfur compound ng tanso at bakal mula sa mga impurities na nakapaloob sa ore, na naroroon dito sa anyo ng mga compound ng oxide.

Depende sa kemikal na komposisyon ng mineral at pisikal na estado nito, ang matte ay nakukuha alinman sa shaft furnaces, kung ang hilaw na materyal ay bukol na tansong ore na naglalaman ng maraming sulfur, o sa reverberatory o electric arc furnace, kung ang powdered flotation concentrates ay nagsisilbing panimulang produkto.

Ang dinas o magnesite brick ay ginagamit bilang refractory para sa reverberatory furnaces. Pinipili ang refractory depende sa predominance ng basic o acidic oxides sa charge, dahil ang pagtutugma ng komposisyon ng charge at refractory na materyales ay nagpapahaba ng kanilang buhay ng serbisyo. Ang mga reflective furnace ay pinainit gamit ang langis ng gasolina, alikabok ng karbon o gas, pamumulaklak ng gasolina gamit ang mga nozzle. Ang pinakamataas na temperatura sa bahagi ng ulo ng hurno ay 1550 °C, sa bahagi ng buntot - 1250 ... 1300 °C. Ang halo ay ikinarga sa mga hurno na ito sa pamamagitan ng mga butas sa bubong, na matatagpuan sa kahabaan ng pugon sa mga dingding sa gilid. Kapag naglo-load, ang halo ay nakahiga sa mga slope sa kahabaan ng mga dingding, na pinoprotektahan ang pagmamason mula sa direktang pagkakalantad sa slag at gas. Habang pinainit ang singil, nagsisimula ang mga reaksyon ng bahagyang pagbawas ng mas mataas na iron at copper oxide, sulfur oxidation at slag formation:

FeS + 3Fe 3 O 4 + 5SiO 2 \u003d 5 (2FeO * SiO 2) + SO 2;

2Cu 2 S + 3O 2 \u003d 2Cu 2 O + 2SO 2.

Ang tanso at bakal na sulfide, na pinagsama, ay nagbibigay ng pangunahing matte, na, na dumadaloy pababa sa mga dalisdis, ay nagbabago sa komposisyon nito, nagiging maubos sa bakal at pinayaman sa tanso:

2FeS + 2Cu 2 O + SiO 2 \u003d 2FeO * SiO 2 + 2Cu 2 S.

Sa kasong ito, ang 2FeO*SiO 2 ay pumapasok sa slag, at ang 2Cu 2 S ay pumapasok sa matte. Ang matte, na may density na humigit-kumulang 5000 kg/m 3, ay kinokolekta sa ilalim ng pugon, at ang slag (density na humigit-kumulang 3500 kg/m 3 ) ay bumubuo sa pangalawang itaas na layer ng likido. Ito ay pinakawalan habang ito ay naipon sa pamamagitan ng isang slag window na matatagpuan sa seksyon ng buntot ng pugon. Ang paglabas ng matte ay isinasagawa habang ito ay nabuo at ang pangangailangan para dito sa kasunod na muling pamamahagi ng converter.

Pagproseso ng tansong matte. Ang tunaw na matte ay naproseso sa paltos na tanso sa pamamagitan ng pamumulaklak nito ng hangin sa isang converter - isang pahalang na matatagpuan na cylindrical na sisidlan na gawa sa sheet na bakal na may haba na 5 ... 10 at isang diameter na 3 ... 4 m, na may linya na may magnesite brick.

Ang pagproseso ng matte ay nagpapatuloy sa dalawang panahon. Ang bukol na kuwarts ay inilagay sa converter, ang tinunaw na matte ay ibinuhos at hinipan ng hangin. Ang hangin, masiglang hinahalo ang matte, ay nag-oxidize ng tanso at iron sulfide:

2FeS + 3O 2 = 2FeO + 2SO 2 + 940 kJ;

2Cu 2 S + 3O 2 \u003d 2Cu 2 O + 2SO 2 + 775 kJ,

sa parehong oras, dahil sa pakikipag-ugnayan ng palitan, ang tansong oksido ay muling nagiging sulfide:

Cu 2 O + FeS = Cu 2 S + FeO.

Samakatuwid, sa unang panahon, ang bakal lamang ang halos na-oxidized, at ang ferrous oxide ay na-slagged ng kuwarts:

2FeO + SiO 2 \u003d 2FeO * SiO 2.

Ang nagreresultang slag ay pana-panahong pinatuyo at ang mga sariwang bahagi ng tansong matte at bukol na kuwarts ay idinagdag sa converter. Ang temperatura ng ibinuhos na matte ay humigit-kumulang 1200 °C, ngunit sa panahon ng pamumulaklak, dahil sa malaking paglabas ng init sa panahon ng oksihenasyon ng mga sulfide, ang temperatura ay tumataas sa 1350 °C. Ang tagal ng unang panahon ay depende sa dami ng tanso sa matte at 6 ... 10 na oras. ilan sa mga tinunaw na matte kasama nito.

Ang unang yugto ay magtatapos kapag ang iron sulfide ay na-oxidize sa blown matte. Pagkatapos nito, ang slag ay maingat na inalis at ang pamumulaklak ay nagpapatuloy nang walang pagdaragdag ng matte at kuwarts. Ang hangin ngayon ay nag-oxidize na lamang ng Cu 2 S, at ang nagreresultang cuprous oxide ay nag-aambag sa paglitaw ng metal na tanso sa converter ayon sa reaksyon.

Cu 2 S + 2Cu 2 O \u003d 6Cu + SO 2.

Ang ikalawang yugto ay nagtatapos kapag ang lahat ng matte ay na-convert sa tanso sa converter, na karaniwang tumatagal ng 2 ... 3 oras. Sa converter at sa ikalawang yugto, hindi malaking bilang ng mayaman sa tanso na slag na nananatili sa loob nito pagkatapos magbuhos ng paltos na tanso at naproseso sa susunod na cycle.

Ang paltos na tanso sa dulo ng proseso, sa pamamagitan ng pagkiling sa converter, ay inilabas sa isang sandok at ibinuhos sa mga hulma. Ang resultang tanso ay tinatawag na paltos, dahil naglalaman ito ng hanggang 1.5% na impurities ng iron, zinc, nickel, arsenic, antimony, oxygen, at sulfur.

Pagpino ng tanso. Ang paltos na tanso ay dinadalisay upang alisin ang mga dumi na nagpapababa sa kalidad nito, gayundin upang kunin ang ginto at pilak mula rito. AT kontemporaryong kasanayan sunog at electrolytic refining ay ginagamit.

Ang pagpino ng apoy (pyrometallurgical) ay binubuo sa oksihenasyon ng mga impurities sa reverberatory furnace habang hinihipan ang paltos na tanso gamit ang hangin. Ang oxygen ng hangin ay pinagsama sa tanso at bumubuo ng oxide Cu 2 O, na pagkatapos ay tumutugon sa mga impurities ng metal (Me) ayon sa reaksyon

Me + Cu 2 O \u003d MeO + 2Cu.

Ang asupre ay na-oxidized sa parehong oras:

Cu 2 S + 2Cu 2 O \u003d 6Cu + SO 2.

Pagkatapos nito, nagsisimula silang mag-deoxidize ng tanso - ibalik ang Cu 2 O. Upang gawin ito, ang tanso ay halo-halong mga kahoy na poste. Ang mabilis na paglabas ng singaw ng tubig at mga hydrocarbon ay nag-aambag sa pag-alis ng mga gas at pagbawi ng tanso:

4Cu 2 O + CH 4 \u003d 8Cu + 2H 2 O + CO 2.

Pagkatapos ng pagdadalisay ng apoy, ang kadalisayan ng tanso ay umabot sa 99 ... 99.5%.

Ang electrolytic refining ng tanso ay isinasagawa sa mga paliguan na puno ng isang solusyon ng tanso sulpate, acidified na may sulfuric acid. Ang mga anod ay mga paltos na tansong plato na 1x1 m ang laki at 50 mm ang kapal, ang mga cathode ay mga sheet ng purong tanso na 0.5 mm ang kapal.

Sa pagpasa ng isang kasalukuyang may boltahe na 2 ... 3 V at isang density ng 100 ... 400 A / m 2, ang anode ay natutunaw, ang tanso ay pumasa sa solusyon sa anyo ng mga cation, na pagkatapos ay pinalabas sa cathodes at idineposito sa isang layer ng purong tanso.

Ang mga dumi na may mas negatibong potensyal (Zn, Fe, Ni, Bi, Sb, As, atbp.) ay napupunta sa solusyon, ngunit hindi maaaring paghiwalayin sa katod kung naglalaman ito ng malaking halaga ng mga ion ng tanso. Ang ginto at pilak ay hindi napupunta sa solusyon at tumira sa ilalim ng paliguan kasama ng mga indibidwal na piraso ng tanso na hindi nagkaroon ng oras upang matunaw sa anode, na bumubuo ng isang putik. Ang mga compound ng sulfur, selenium at tellurium ay pumapasok din sa putik. Minsan ang putik ay naglalaman ng hanggang 35% Ag, 6% Se, 3% Fe, 1% Au at iba pang mahahalagang elemento. Samakatuwid, ang mga putik ay karaniwang pinoproseso at ang mga elementong ito ay kinukuha.

ALUMINIUM PRODUCTION

Ang aluminyo ay isang medyo karaniwang metal sa kalikasan. Mayroong 250 mineral na naglalaman ng aluminyo. Ang mga pangunahing aluminyo ores ay bauxite, nephelines, alunites, kaolins. Sa kanila, ito ay nangyayari sa anyo ng mga hydroxides (AlOOH, Al (OH) 3), kaolinit (Al 2 O 3 × 2 SiO 2 × 2H 2 O), corundum (Al 2 O 3).

Ang pangunahing mineral na ginagamit sa paggawa ng aluminyo ay bauxite. Ang aluminyo ay nakapaloob sa kanila sa anyo ng mga hydroxides Al 2 O 3 ×H 2 O at Al 2 O 3 ×3H 2 O. Maraming mga impurities sa ore, gayunpaman, ang produksyon ay maaaring matipid kung ang nilalaman ng alumina dito ay nasa hindi bababa sa 12 ... 14%. Sa ating bansa, ang pangunahing mga deposito ng bauxite ay matatagpuan sa rehiyon ng Leningrad, sa mga Urals at sa Teritoryo ng Krasnoyarsk.

Ang teknolohikal na proseso ng paggawa ng aluminyo ay binubuo ng tatlong yugto: pagkuha ng alumina mula sa mga ores, ang electrolysis nito upang makakuha ng aluminyo at pagpino. Ang pagkakasunud-sunod ng mga teknolohikal na operasyon ay ipinapakita sa fig. 1.17.

Ang pinakakaraniwang paraan sa pagsasanay sa mundo para sa pagkuha ng alumina mula sa mga bauxite ay ang wet alkaline na pamamaraan.

Mayroong isang tiyak na pagkakasunud-sunod ng mga teknolohikal na operasyon.

Paghahanda ng bauxite, na binubuo sa pag-calcine nito sa tuluy-tuloy na mga hurno ng tubo, pagdurog at paggiling sa mga pandurog, paghihiwalay ayon sa laki sa mga screen, kasunod na paggiling sa mga gilingan at paghihiwalay ng pinong bahagi ng lupa gamit ang mga classifier.

Ang pag-leaching ng bauxite, na binubuo sa pagkabulok ng kemikal nito kapag nakikipag-ugnayan sa isang may tubig na solusyon ng alkali. Upang gawin ito, ang durog na bauxite ay na-load sa isang autoclave at halo-halong may alkali solution sa temperatura na 200 ... 250 ° C at isang presyon ng 3 MPa. Upang gawin ito, ang isang jet ng singaw ay dumaan sa autoclave sa ibaba, na humahalo at nagpapainit sa nagresultang pulp.

Bilang resulta, ang mga sumusunod na reaksyon ay nangyayari sa pulp

Al 2 O 3 × H 2 O + 2NaOH \u003d 2NaAlO 2 + H 2 O.

Ang isang sapat na konsentrasyon ng sodium aluminate (NaAlO 2 ) ay nakukuha sa solusyon pagkatapos ng mga 4 na oras. Ang iba pang bahagi ng bauxite (SiO 2 , Fe 2 O 3 , TiO 2 , atbp.) ay bumubuo ng isang namuo (pulang putik). Ang pulp ay pinilit na lumabas sa autoclave at dinadala sa pamamagitan ng isang tubo para sa karagdagang pagproseso.

Paghihiwalay ng aluminate solution mula sa pulang putik. Ang pulp ay natunaw ng isang may tubig na solusyon na nakuha mula sa paghuhugas ng pulang putik ng nakaraang batch, at sumailalim sa pagproseso sa mga pampalapot (temperatura ng pulp 90 ... 100 ° C). Bilang resulta ng paggamot na ito, ang pulang putik ay naninirahan, pagkatapos kung saan ang solusyon ng aluminate ay pinatuyo at sinala (nilinaw).

Ang agnas ng aluminate na solusyon ay nangyayari ayon sa reaksyon

NaAlO 3 + 2H 2 O \u003d NaOH + Al (OH) 3.

Ang proseso ng agnas ay tinatawag na twisting o decomposition. Ginagawa ito sa pamamagitan ng mabagal na pagpapakilos (96 ... 120 h) aluminate solution sa pagkakaroon ng crystalline aluminum hydroxide Al(OH) 3 . Ang proseso ay nagaganap sa mga silid (decomposers) sa temperatura na 30 ... 60 °C. Bilang resulta, ang mala-kristal na aluminyo haydroksayd ay inilabas mula sa aluminate na solusyon. Ang nagresultang pulp ay napapailalim sa pampalapot. Ang bahagi ng makapal na pulp ay ginagamit para sa pag-ikot sa susunod na cycle, at ang pangunahing bahagi ng pulp ay sinasala at hinugasan. Bilang resulta, ang mala-kristal na aluminyo hydroxide ay nakuha na may 3 ... 4% na kahalumigmigan.

Ang dehydration ng aluminum hydroxide (calcination) ay ang huling yugto ng produksyon ng alumina. Isinasagawa ito sa mga tubular rotary kiln na 50 ... 70 m ang haba at mga 4 m ang lapad. Ang pugon ay matatagpuan na may isang pagkahilig. Ang hilaw na materyal ay pumapasok sa hurno mula sa mataas na bahagi at, na dumadaan sa buong haba nito, ay inaalis ng tubig sa pamamagitan ng mga flue gas na papunta dito. Sa 40 ... 200 °C, ang materyal ay natutuyo. Sa 200 ... 1250 ° C, ang hydrated na tubig ay tinanggal mula dito at nabuo ang anhydrous alumina.

2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O.

Sa dulo ng pugon (cooling zone), ang temperatura ng nagresultang alumina ay nabawasan sa 60 ... 70 ° C, at ito ay ibinaba mula sa pugon (1.5 oras pagkatapos ng pagsisimula ng proseso ng calcination). Ang alumina ay dinadala sa pamamagitan ng pipeline para sa imbakan sa tindahan ng electrolysis.

Ang teknolohiya sa itaas ay ginagawang posible upang makakuha ng purong alumina (mga impurities ay hindi hihigit sa 0.4 ... 0.66%).

Ang susunod na hakbang sa teknolohikal na proseso ng produksyon ng aluminyo ay ang electrolysis ng alumina.

Ang electrolysis ng alumina ay isinasagawa sa likidong cryolite (3NaF × AlF 3 o Na 3 AlF 6) sa isang electrolyzer (Larawan 1.17). Ang cathode device ng electrolyzer 1 ay isang paliguan sa isang bakal na pambalot, na may linya mula sa loob ng mga bloke ng karbon. Ang mga tansong busbar ay konektado sa ilalim ng karbon ng paliguan para sa pagbibigay ng electric current.

Ang anode device 2 ay isang vertical na naka-mount na carbon block. Ang ibabang bahagi nito ay nahuhulog sa electrolyte. Ang isang direktang electric current na 70 ... 75 kA at isang boltahe ng 4 ... 4.5 V ay ibinibigay sa electrolyzer. Ang kasalukuyang ay ginagamit pareho sa proseso ng electrolysis at para sa pagpainit ng electrolyte sa temperatura na 1000 ºС.

Ang electrolyte ay binubuo ng isang cryolite melt, na naglalaman ng 8 ... 10% alumina.

Sa panahon ng operasyon, bilang isang resulta ng agnas ng alumina, ang likidong aluminyo ay nakolekta sa ilalim ng paliguan sa ilalim ng electrolyte. Tinatawag itong hilaw dahil sa mataas na nilalaman ng mga impurities.

Ang huling yugto ng proseso ay ang pagpino ng aluminyo. Ang operasyon ay binubuo sa pamumulaklak ng aluminyo matunaw na may murang luntian. Gumagawa ito ng singaw na aluminyo klorido. Ang mga bula ng mga nagresultang gas ay sumisipsip ng mga atom ng impurity sa kanilang ibabaw at dinadala ang mga ito sa ibabaw ng metal bath.

Pagkatapos ng pagpino, ang likidong aluminyo ay naayos - itinatago sa isang ladle o electric furnace sa loob ng 30 ... 45 minuto. Bilang resulta, ang kadalisayan ng aluminyo ay umabot sa 99.5 ... 99.85%. Ang nagreresultang aluminyo ay ibinubuhos sa mga hulma at kalaunan ay nakuha ang mga ingot.

Ang teknolohiyang inilarawan sa itaas ay nangangailangan ng malaking halaga ng kuryente. Ang pagkonsumo ng enerhiya sa bawat 1 tonelada ng metal ay 10,000 ... 12,000 kWh.

MAGNESIUM PRODUCTION

Ang Magnesium ay malawakang ginagamit sa metalurhiya sa paggawa ng bakal, bakal at non-ferrous na mga metal. Sa engineering, ang magnesium ay ginagamit sa anyo ng mga haluang metal sa aviation at automotive na industriya.

Ang magnesiyo bilang isang metal ay medyo laganap sa kalikasan. Ang nilalaman nito sa crust ng lupa ay humigit-kumulang 2.3%. Ang magnesiyo ay nangyayari sa anyo ng mga sumusunod na mineral, na siyang mga hilaw na materyales para sa produksyon nito: magnesite - natural na magnesium carbonate (MaCO 3), na naglalaman ng 28.8% Mg; dolomite - double carbonate ng magnesium at calcium (MgCO 3 ×CaCO 3), na naglalaman ng 13.2% Mg; carnallite - magnesium at potassium double chloride (MgCl 2 × KCl × 6H 2 O), na naglalaman ng 8.8% Mg, at bischofite - magnesium chloride hexahydrate (MgCl 2 × 6H 2 O), na natunaw sa tubig dagat at tubig ng mga lawa ng asin.

Anuman ang uri ng feedstock, ang proseso ng pagkuha ng magnesium ay maaaring nahahati sa tatlong panahon: paghahanda ng mga hilaw na materyales, pagkuha ng magnesiyo mula dito at pagpino. Depende sa uri ng hilaw na materyal, ang magnesiyo ay nakuha sa pamamagitan ng mga thermal at electrolytic na pamamaraan. Ang huli ay madalas na ginagamit.

Ang pangunahing hilaw na materyal para sa pagkuha ng magnesiyo sa ating bansa ay carnallite. Ang pagkakasunud-sunod ng proseso ng paggawa ng magnesium ay ang mga sumusunod (Larawan 1.18).

Pagpapayaman ng carnallite. Ang mineral ay dinurog at pagkatapos ay pinoproseso mainit na tubig(T = 110 ... 120 ° С). Sa kasong ito, ang MgCl 2 at KCl ay napupunta sa solusyon, at ang mga hindi matutunaw na dumi ay tinanggal pagkatapos ng pag-ulan. Susunod, ang solusyon ay pinalamig sa mga vacuum crystallizer sa normal na temperatura, bilang isang resulta kung saan ang mga kristal ng tinatawag na artipisyal na carnallite MgCl 2 ×KCl × 6H 2 O ay namuo mula dito, na pinaghihiwalay ng pagsasala. Ang resultang carnallite ay may humigit-kumulang sumusunod na komposisyon: 32% MgCl 2 ; 26% KCl, 5% NaCl at 37% H 2 O.

Ang pag-aalis ng tubig ng carnallite ay isinasagawa sa dalawang yugto. Ang unang yugto ng proseso ay nasa isang fluidized bed furnace. Ang proseso ay isinasagawa sa isang inclined shaft type furnace. Ang pag-aalis ng tubig ng carnallite ay nangyayari sa mainit na gas na pumapasok sa hurno sa pamamagitan ng isang malaking bilang ng mga butas sa apuyan. Ang powdered carnallite ay masinsinang hinahalo ng gas pressure at inililipat sa kahabaan ng apuyan hanggang sa exit window. Ang paggalaw na ito ay nagbibigay ng impresyon ng kumukulo. Kasabay nito, ang carnallite ay pinainit sa temperatura na 200 ... 210 ° C, inalis ang tubig sa 3 ... 4% ng natitirang kahalumigmigan, at pagkatapos ay ipinadala sa ikalawang yugto ng pag-aalis ng tubig.

Sa yugtong ito, ang anhydrous carnallite ay nakuha sa pamamagitan ng pagtunaw nito sa isang chamber electric melting furnace, at pagkatapos ay sa isang heated mixer. Ang chamber electric furnace at mixer ay mga electric resistance furnace kung saan ang molten carnallite ay nagsisilbing heating elements. Sa melting furnace, ang temperatura ng carnallite ay umabot sa 520 ... 550 °C. Sa mixer, ang temperatura ng natutunaw ay itinaas sa 840 ... 860 °C. Bilang isang resulta, ang kumpletong pag-aalis ng tubig ng carnallite ay nangyayari, habang ang ilan sa mga impurities ay namuo.

Ang electrolytic production ng magnesium ay isinasagawa sa isang electrolytic cell. Ito ay isang bakal na paliguan na nilagyan ng mga matigas na laryo. Ang cell bath ay puno ng molten electrolyte (dehydrated carnallite melt at nagbabalik ng magnesium chloride). Ang temperatura ng electrolyte ay pinananatili sa loob ng 720 °C. Ang cell ay nilagyan ng graphite anode na naka-install sa pagitan ng dalawang steel cathodes. Mula sa itaas, ang paliguan ay sarado na may chlorine trap at ganap na nakahiwalay sa komunikasyon sa kapaligiran. Dahil ang electrolyte ay naglalaman ng MgCl 2, KCl, NaCl salts at impurities ng iba pang mga salts at oxides, ang electrolytic decomposition ng magnesium chloride ay sinisiguro sa pamamagitan ng pagpasa ng electric current ng kinakailangang boltahe (2.7 ... 2.8 V), kasalukuyang 30 ... 70 kA sa pamamagitan ng electrolyte. Ang boltahe kung saan nangyayari ang agnas ng iba pang mga compound na nasa electrolyte ay mas mataas kaysa sa magnesium chloride.

Bilang resulta ng pagpapatakbo ng pag-install, ang mga bula ng klorin ay nabuo sa anode, na inilabas mula sa electrolyte at agad na sinipsip mula sa electrolyzer. Sa gumaganang ibabaw ng cathodes droplets ng metallic magnesium ay inilabas. Magnesium ay mas magaan kaysa sa electrolyte, kaya lumulutang ito sa ibabaw, mula sa kung saan ito ay pana-panahong inalis ng mga vacuum ladle. Ang isang putik na naglalaman ng magnesium oxide at bahagyang nabawasang bakal ay idineposito sa ilalim ng paliguan. Ang putik at naubos na electrolyte ay inaalis ng mga vacuum pump. Bilang resulta ng electrolysis, ang raw magnesium ay nakuha na naglalaman ng hanggang 2 ... 3% impurities (magnesium oxide, magnesium nitride at silicide, atbp.)

Ang pagpino ng hilaw na magnesium na nakuha mula sa electrolyzer ay isinasagawa upang maalis ang mga electrolyte impurities. Ang pagpino ay binubuo sa muling pagtunaw ng nagresultang magnesium na may flux. Upang gawin ito, ang magnesiyo ay ibinubuhos sa isang tunawan ng bakal at halo-halong may flux (boric acid, atbp.). Ang tunawan ay inilalagay sa isang electric furnace at pinainit sa 710 ... 720 ° C para sa 0.5 ... 1 oras. Sa panahon ng pag-aayos, ang mga impurities ay natutunaw sa pagkilos ng bagay, lumutang at bumubuo ng slag. Pagkatapos nito, ang magnesiyo ay ibinubuhos sa mga hulma at ang mga ingot ay nakuha na may kadalisayan ng 99.9%. Ang isang mas malalim na paglilinis ng magnesium ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng sublimation nito (sublimation) sa isang vacuum.

PRODUKSIYON NG TITANIUM

Ang titanium ay itinuturing na isang metal na malawak na ipinamamahagi sa kalikasan, dahil ang nilalaman nito sa crust ng lupa ay 0.6%. Ang natatanging kumbinasyon ng mga katangian ng titanium at mga haluang metal nito, tulad ng mataas na lakas, kaagnasan at paglaban sa kemikal, mababang tiyak na gravity, mataas na punto ng pagkatunaw, ay ginagamit sa sasakyang panghimpapawid at paggawa ng barko, teknolohiya sa espasyo, industriya ng kemikal atbp.

Ang mga ores na nagsisilbing hilaw na materyales para sa produksyon ng titanium ay kasalukuyang ilmenite FeO × TiO 2 at rutile TiO 2 .

Mayroong ilang mga paraan upang makakuha ng titan mula sa mga ores. Ang isang diagram ng isa sa mga pinaka-karaniwang teknolohikal na proseso, kung saan ang ilmenite ay ang paunang produkto, ay ipinapakita sa fig. 1.19. Kasama sa teknolohikal na pamamaraan ng proseso ang mga sumusunod na yugto: paghihiwalay ng concentrate mula sa ore, paggawa ng titanium dioxide, paggawa ng titanium tetrachloride, pagbabawas ng titanium upang makakuha ng spongy metal, ang pagpino at muling pagtunaw ng titanium sponge sa mga ingots.

Bago kunin ang concentrate mula sa mga ores, sila ay durog, at dahil sa mababang nilalaman ng nais na bahagi, sila ay pinayaman. Ang mga titanium ores ay madaling pinayaman ng flotation, gravity, atbp. Bilang resulta, ang isang ilmenite concentrate ay nakuha, na may nilalaman ng titanium dioxide na hanggang 40 ... 45%.

Ang pagkuha ng puro titanium dioxide ay nakamit sa pamamagitan ng paghihiwalay ng mga iron oxide at waste rock, ang nilalaman nito sa ilmenite concentrate ay higit sa 40%. Upang gawin ito, ang concentrate ay hinaluan ng karbon, inilalagay sa apoy na reverberatory o mga electric furnace at pinainit hanggang sa natutunaw na punto ng cast iron (~1200 °C). Bilang isang resulta, ang bakal ay nabawasan mula sa mga oxide, at pagkatapos ng carburization na may karbon, ang cast iron ay nabuo sa apuyan ng pugon.

FeO × TiO 2 + C \u003d Fe + TiO 2 + CO.

Ang mga titanium oxide ay nagiging slag na lumulutang sa ibabaw ng tinunaw na bakal na paliguan. Ang cast iron at slag ay inilabas mula sa hurno at ibinuhos nang hiwalay sa mga hulma. Ang titan slag, na may katangian kulay puti, ay naglalaman ng hanggang 90% titanium dioxide, pati na rin ang mga impurities - oxides ng iron, silicon, aluminum, atbp. Ang cast iron ay isang by-product ng proseso.

Ang titanium tetrachloride ay nakuha sa pamamagitan ng chlorination ng titanium slag. Upang gawin ito, ito ay durog, halo-halong may karbon, alkitran ng karbon (binder) at pinindot sa mga briquette. Ang mga briquette ay calcined sa isang temperatura ng 800 ° C nang walang air access, at pagkatapos ay sumailalim sa chlorination sa mga espesyal na hurno - shaft chlorinators. Ang proseso ay isinasagawa sa isang mataas na temperatura (800 ... 1250 °C). Sa pagkakaroon ng carbon, ang chlorine ay tumutugon sa titanium dioxide ayon sa reaksyon:

TiO 2 + 2Cl 2 + C \u003d TiCl 4 + CO 2.

Ang Titanium tetrachloride ay isang kayumangging likido na may puntong kumukulo na 1300°C. Kasama nito, ang mga chloride compound ng mga elemento na bahagi ng slag sa anyo ng mga impurities (FeCl 4, AlCl 3, atbp.) Ay nabuo. Ang paghihiwalay ng mga klorido ay isinasagawa ayon sa prinsipyo ng pagwawasto. Upang gawin ito, ang isang pares ng isang halo ng mga chlorides ay dumaan sa isang sistema ng mga condensing unit, kung saan ang temperatura ay pinananatili na mas mababa kaysa sa kumukulo na punto ng kaukulang klorido.

Ang pagbawas ng titanium mula sa isang chloride compound ay madalas na isinasagawa ng magnesium thermal method. Ang proseso ay isinasagawa sa mga reactor sa temperatura na 950 ... 1000 °C sa isang argon na kapaligiran. Ang reactor ay isang steel retort na may diameter at taas na ilang metro. Ang magnesiyo ay na-load sa reactor at ang titanium tetrachloride ay pinapakain. Bilang resulta ng kanilang pakikipag-ugnayan, nabuo ang metallic titanium, ang mga solidong particle na kung saan ay sintered sa isang porous sponge mass.

TiCl 4 + 2Mg \u003d Ti + 2MgCl 2.

Ang isang by-product ng proseso, magnesium chloride, ay panaka-nakang pinatuyo mula sa reactor sa pamamagitan ng tap-hole at ipinadala para sa pagproseso (electrolysis). Ang resultang titanium sponge sa mga pores nito ay naglalaman ng hanggang 35 ... 40% magnesium at magnesium chloride bilang mga impurities.

Ang pagpino ng titanium upang linisin ito mula sa mga impurities ay isinasagawa sa pamamagitan ng paraan ng vacuum distillation - pagkakalantad sa temperatura na 900 ... 950 ° C sa vacuum (sa natitirang presyon ng hangin na 0.1 Pa). Sa kasong ito, ang mga dumi ay natutunaw o sumingaw.

Ang pag-remel ng titanium sponge sa mga ingots ay isinasagawa sa pamamagitan ng vacuum-arc remelting. Upang gawin ito, ang isang consumable electrode ay ginawa mula sa isang espongha sa pamamagitan ng pagpindot at muling pagtunaw sa isang vacuum sa isang pag-install na katulad ng tinalakay kanina sa seksyon ng pagpino ng bakal. Ang kadalisayan ng nakuha na titanium ingots ay 99.6 ... 99.7%.

Mga tanong para sa kasalukuyang kontrol kaalaman sa seksyon

1. Anong mga materyales na ginamit sa paggawa ng makina at instrumento ang alam mo?

2. Ano ang ferrous alloys, anong ferrous alloys ang alam mo?

3. Ano ang non-ferrous alloys, anong non-ferrous alloys ang alam mo?

4. Anong uri ng non-metal na materyales ang alam mo?

5. Ano ang produksyon ng metalurhiko, ano ang mga gawain nito?

6. Anong mga uri ng produkto ang nagagawa ng ferrous metalurgy?

7. Anong mga materyales ang panimulang materyales para sa paggawa ng cast iron?

8. Ano ang tinatawag na singil sa metalurhiya?

9. Paano gumagana at gumagana ang isang blast furnace?

10. Ano ang mga disadvantages ng pamamaraan para sa paggawa ng iron-carbon alloys sa isang blast furnace na alam mo?

11. Ano ang hilaw na materyales para sa paggawa ng bakal?

12. Ano ang pagkakasunod-sunod ng mga pisikal at kemikal na reaksyon sa isang hurno sa paggawa ng bakal?

13. Anong mga yugto ng teknolohikal na proseso ng paggawa ng bakal sa isang metalurgical furnace ang alam mo?

14. Ano ang kakanyahan ng paraan ng paggawa ng bakal sa isang oxygen converter, paano gumagana at gumagana ang isang oxygen converter?

15. Ilista ang mga pakinabang at disadvantages ng paraan ng paggawa ng bakal sa isang oxygen converter?

16. Paano tinutunaw ang bakal sa isang open-hearth furnace?

17. Sabihin sa amin kung paano inayos at gumagana ang open-hearth furnace?

18. Ano ang mga panahon ng proseso ng pagkatunaw sa isang open-hearth furnace?

19. Ano ang mga pakinabang at disadvantage ng isang open hearth furnace?

20. Anong mga electric furnaces na idinisenyo para sa paggawa ng bakal ang alam mo?

21. Ano ang pinagmumulan ng init sa isang electric arc furnace?

22. Paano gumagana ang electric arc furnace para sa pagtunaw ng bakal?

23. Ano ang mga pakinabang at disadvantages ng isang electric arc furnace?

24. Ano ang pinagmumulan ng init sa isang induction electric furnace?

25. Sa anong prinsipyo itinayo ang pagpapatakbo ng mga electric induction furnaces para sa pagtunaw ng bakal?

26. Paano gumagana at gumagana ang induction electric oven?

27. Ano ang mga pakinabang at disadvantages ng isang induction furnace?

28. Anong mga paraan ng direktang pagbabawas ng bakal mula sa ores ang alam mo?

29. Sabihin sa amin ang tungkol sa paraan ng out-of-domain na produksyon ng bakal na ipinatupad sa Oskol Metallurgical Plant?

30. Paano napupunta ang mga dumi sa bakal?

31. Anong mga paraan ng pagpapabuti ng kalidad ng bakal ang alam mo?

32. Ano ang paraan ng pagpino ng bakal na may synthetic slags?

33. Ano ang paraan ng vacuum degassing ng bakal sa panahon ng pagpino nito?

34. Paano isinasagawa ang electroslag remelting sa panahon ng pagdadalisay ng bakal?

35. Ano ang kakanyahan ng paraan ng vacuum-arc remelting at paano ito nakakaapekto sa kalidad ng bakal?

36. Anong mga paraan ng paghahagis ng bakal ang alam mo?

37. Anong kagamitan ang ginagamit sa pagbuhos ng bakal?

38. Paano isinasagawa ang paghahagis ng bakal kapag pinupunan ang mga hulma mula sa itaas, ano ang mga pakinabang at disadvantages ng pamamaraang ito?

39. Ano ang paraan ng pagbuhos ng bakal na may siphon, ano ang mga pakinabang at disadvantages nito?

40. Paano ang steel cast sa tuluy-tuloy na casting machine, anong mga pakinabang at disadvantages ang mayroon ito?

41. Ano ang mga pangunahing uri ng mga produktong non-ferrous metalurgy na alam mo?

42. Paano kasalukuyang isinasagawa ang paggawa ng tanso?

43. Sabihin sa amin ang tungkol sa teknolohikal na proseso ng paggawa ng aluminyo?

44. Sa anong pagkakasunud-sunod ginagawa ang mga operasyon sa paggawa ng magnesium?

45. Ano ang pinakakaraniwang pamamaraan ng teknolohikal na proseso ng paggawa ng titanium sa kasalukuyan?

Kasama sa metalurhiko complex ang mga pang-industriya na uri ng aktibidad sa ekonomiya, ang mga produkto na kung saan ay iba't ibang mga metal. Ang metalurhiya ay nakikibahagi hindi lamang sa pagtunaw ng mga metal at sa produksyon iba't ibang uri pinagsama metal, ngunit din pagmimina at paghahanda ng ores, produksyon ng mga auxiliary na materyales - refractory, oxygen, atbp. Iyon ay, ang metalurhiko complex ay kinabibilangan ng parehong pagmimina at pagproseso ng mga uri ng pang-ekonomiyang aktibidad.

Ang mga metal na kasalukuyang ginagamit ay nahahati sa ferrous (iron, manganese, chromium) at non-ferrous (lahat ng iba pang mga metal) - ayon sa pagkakabanggit, ang ferrous at non-ferrous na metalurhiya ay nakikilala. Ang metalurhiko complex ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa ekonomiya ng Russian Federation sa kabuuan at sa mga indibidwal na paksa nito. Ito ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 12% ng pang-industriyang fixed asset ng bansa, humigit-kumulang 10% ng industriyal na produksyon, at 6% ng mga nagtatrabaho sa industriya. Ang complex ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa banyagang kalakalan Russia - ang mga metal ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 20% ​​ng mga pag-export ng bansa sa mga tuntunin sa pananalapi. Iyon ay, ang ferrous at non-ferrous na metalurhiya ay isang mahalagang sangay ng pagdadalubhasa ng ekonomiya ng Russia sa ekonomiya ng mundo, ang pangalawang pinakamahalaga pagkatapos ng industriya ng gasolina.

Kasama sa metalurhiya ang isang bilang ng mga proseso, na ang pangunahing bumubuo sa pangunahing teknolohikal na kadena: 1) pagmimina ng mga metal ores; 2) pagpapayaman ng ores; 3) produksyon (pagtunaw) ng krudo na metal - kadalasan sa tulong ng coke, i.e. espesyal na pinoproseso matigas na uling; 4) produksyon ng purong metal (pagpipino); 5) produksyon ng pinagsamang metal ng iba't ibang uri (mga sheet, wire, atbp.). Bilang karagdagan, kasama sa metalurhiya ang paggawa ng mga produkto mula sa mga pulbos na metal, ang paggawa ng iba't ibang mga haluang metal at ang paggawa ng mga ingot, ang paggawa ng mga simpleng produktong metal para sa mga end user, at iba pang mga proseso. Kasabay nito, ang pangunahing bahagi ng mga produktong metalurhiya ay hindi natupok ng populasyon, ngunit ng iba pang mga uri ng aktibidad na pang-ekonomiya, lalo na ang kumplikado at konstruksyon ng machine-building.

Ang mga pangunahing kadahilanan na tumutukoy sa teritoryal na organisasyon ng metalurhiya ay ang mga sumusunod:

• mataas na antas ng hilaw na materyales at intensity ng gasolina. Para sa paggawa ng 1 toneladang bakal, hanggang 7 toneladang hilaw na materyales at gasolina ang natupok. Ang pagkonsumo ng mga hilaw na materyales at gasolina sa non-ferrous metalurgy ay mas malaki pa. Upang makagawa ng 1 toneladang tingga o zinc, 16 toneladang ore at 3 toneladang panggatong ang kailangan; para makagawa ng 1 toneladang lata, higit sa 300 toneladang ore at 1 toneladang gasolina ang kailangan, atbp. Samakatuwid, ang karamihan sa mga malalaking metalurhiko na negosyo ay matatagpuan malapit sa mga deposito ng mineral, mga mapagkukunan ng gasolina o sa pagitan ng mga ito;
• mataas na lakas ng paggawa ng produksyon - karaniwang 20-40 libong mga tao ang nagtatrabaho sa isang malaking planta ng metalurhiko, na, na may average na kadahilanan ng pamilya, ay magbibigay sa populasyon ng lungsod ng hindi bababa sa 90 libong mga tao. Ang ferrous metallurgy ay isang mas labor-intensive na industriya kaysa non-ferrous metalurgy. Samakatuwid, posible na mapanatili ang paggana ng malalaking metalurhiko na negosyo lamang sa malalaking lungsod;
• makabuluhang enerhiya intensity ng produksyon. Ang bahagi ng mga gastos sa kuryente sa halaga ng pinagsamang bakal ay 30-40%. Karamihan sa mga non-ferrous metalurgy na industriya ay mas masinsinang enerhiya, lalo na ang smelting ng aluminyo, titanium at magnesium. Samakatuwid, para sa mga negosyong metalurhiko, ang kalapitan ng mga makapangyarihang pinagmumulan ng murang kuryente ay mahalaga;
• makabuluhan negatibong epekto sa kapaligiran. Ang metalurhiya ay isa sa pinakamahalagang pollutant ng hangin sa atmospera at tubig sa ibabaw. Ang mga basura mula sa mga negosyong metalurhiko ay maaaring sumakop sa malalawak na lugar. Bilang resulta, halos lahat ng mga lungsod - malalaking sentro ng metalurhiya sa Russia - ay may napakaruming kapaligiran at nababagabag ang mga natural na sistema sa kanilang paligid;
• mataas na lebel kumbinasyon at konsentrasyon ng produksyon - ang pangunahing bahagi ng mga produkto ay ginawa sa malalaking negosyo-pinagsama-sama. Ang mga metal ores ay madalas na naglalaman, bilang karagdagan sa pangunahing isa, isang malaking bilang ng mga kasamang elemento. Kasabay nito, ang iba't ibang uri ng mga produkto ay ginawa sa isang negosyo, ang basura ng mga metalurhiko na negosyo ay ginagamit para sa paggawa ng mga produktong kemikal at mga materyales sa gusali. Bilang isang resulta, ang mga negosyong metalurhiko, bilang panuntunan, ay gumagawa ng isang malawak na hanay ng mga produkto, at hindi lamang mga metalurhiko.

Ang malawakang pagpapakilala ng mga makabagong teknolohiya ay maaaring mabawasan ang kahalagahan ng mga salik na ito. Aplikasyon makabagong teknolohiya(paraan ng converter ng produksyon ng bakal, tuluy-tuloy na paghahagis, atbp.) ay maaaring makabuluhang bawasan ang pagkonsumo ng mga hilaw na materyales at enerhiya, bawasan ang polusyon sa kapaligiran, pataasin ang kalidad ng produkto, at bawasan ang lakas ng paggawa ng produksyon. Sa huli, ang mga inobasyon ay maaaring kapansin-pansing mapataas ang pang-ekonomiyang kahusayan ng produksyon ng metalurhiko, matiyak ang paglago ng pagiging mapagkumpitensya nito sa mga internasyonal na merkado mga metal. Ngunit nangangailangan ito ng napakalaking pamumuhunan, na magbabayad pinakamagandang kaso pagkatapos lamang ng 15-20 taon.

Ferrous metalurhiya kasama ang:

• – pagkuha ng mga ores ng ferrous metal (iron, manganese, chromium);
• – kanilang pagpapayaman;
• - paggawa ng mga refractory;
• – pagkuha ng mga di-metal na hilaw na materyales para sa ferrous metalurhiya;
• - produksyon ng cast iron, steel, rolled ferrous metals, pati na rin ang ferroalloys, pangalawang pagproseso ng ferrous metals.

Ang dynamics ng produksyon ng mga pangunahing uri ng mga produkto sa nakalipas na 50 taon ay ipinapakita sa Talahanayan. 4.3.

Talahanayan 4.3

Ang dinamika ng paggawa ng mga produktong ferrous metalurhiya sa Russia para sa panahon 1970–2010, milyong tonelada

Ang teknolohikal na core ng ferrous metalurgy ay metalurgical processing, i.e. serial chain; ore - concentrate - cast iron - bakal - pinagsama na mga produkto. Ang natitirang mga produksyon ay magkakaugnay, magkakaugnay; ang ilan sa mga ito ay kinakailangan o mag-ambag sa pangunahing teknolohikal na proseso(produksyon ng mga refractory, atbp.), ang iba ay may independiyenteng kahalagahan sa ekonomiya, na gumagana batay sa mga side resulta ng pangunahing teknolohikal na proseso, hilaw na materyales at basura ng gasolina (produksyon ng mga materyales sa gusali, atbp.). Lalo na mahalaga para sa Russia ang produksyon mga bakal na tubo, dahil ang pangunahing bahagi ng pag-export ng Russia - langis at natural na gas - ay dinadala sa pamamagitan ng mga pipeline. Sa teritoryo ng Russia, ang ferrous metalurgy ay makabuluhang binuo mula noong simula ng ika-18 siglo, nang ang mga reporma ni Peter I ay nangangailangan ng isang malaking halaga ng bakal at bakal upang magbigay ng kasangkapan sa hukbo at mapaunlad ang ekonomiya. Ang unang medyo malalaking negosyo ay lumitaw sa Tula at sa Urals, nagtrabaho sila sa mga lokal na ores at uling. Sa panahon ng Sobyet, ang mga bagong makapangyarihang halaman ay itinayo sa Urals (malapit sa mga deposito ng ore), sa Kuznetsk coal basin, malapit sa mga deposito ng iron ore ng Kursk Magnetic Anomaly (KMA), sa hilaga ng European na bahagi ng Russia.

Ang pinakamalaking dami ng produksyon ng mga ferrous na metal sa bansa ay noong 1980s, ngunit ito ay pangunahing tinutukoy ng sobrang mataas na metal intensity ng domestic engineering industry. sa mga mauunlad na bansa mula noong 1950s. ang paggamit ng bakal bilang isang istrukturang materyal ay nagsimulang bumaba. Ang isa pang pagkukulang ng pag-unlad ng ferrous metalurhiya sa Russia sa panahon ng Sobyet ay ang malawakang paggamit ng mga atrasadong teknolohiya. Hanggang 1990s ang pangunahing ay ang open-hearth na paraan ng paggawa ng bakal, mula sa kung saan na noong 1970s. tumanggi sa USA, Japan at mga bansa Kanlurang Europa dahil sa hindi magandang kalidad ng resultang produkto. Ang mga pagkalugi ng metal sa yugto ng muling pamamahagi ng "steel-rolled" ay labis na malaki. sa panahon ng krisis noong unang bahagi ng 1990s. ang mga volume ng produksyon sa industriya ay bumaba ng humigit-kumulang 2 beses, ngunit mula noong 1995, ang mga volume ng produksyon sa ferrous metalurgy ay nagsimulang lumaki, higit sa lahat dahil sa mga paghahatid ng pag-export. AT mga nakaraang taon halos kalahati ng mga produkto ng Russian ferrous metalurgy ay na-export. Sa kasalukuyan, ang Russia ay pumapangalawa sa pandaigdigang merkado ng bakal at mga rolled na produkto (pagkatapos ng Japan), at pang-apat sa mundo sa mga tuntunin ng kabuuang produksyon ng mga ferrous na metal (pagkatapos ng China, Japan at United States).

Mayroong tatlong pangunahing uri ng mga negosyong bakal at bakal:

• 1) isang full-cycle na halaman, kung saan ang isang kumpletong kadena ng mga teknolohikal na proseso ay isinasagawa, na nagreresulta sa cast iron, pagkatapos ay bakal, pagkatapos ay pinagsama ang mga produkto;
• 2) hindi kumpletong cycle na mga halaman: blast furnace plants (na nag-amoy ng baboy), steel mill (smelt steel), steel-rolling plants (gumawa ng mga rolled na produkto), kabilang ang pipe-rolling plants, mga halaman para sa produksyon ng ferroalloys (cast iron alloys na may alloying metals - mangganeso, chromium at iba pa), mga electrometallurgical na halaman (produksyon ng bakal at pinagsamang mga produkto mula sa iron ore concentrate nang walang pig iron stage);
• 3) "maliit na metalurhiya" - mga tindahan ng metalurhiko bilang bahagi ng mga plantang gumagawa ng makina. Kasabay nito, sa Russia, ang produksyon ay lubos na puro sa malalaking full-cycle na halaman - higit sa 3/4 ng lahat ng mga produkto ng industriya ay ginawa sa 30 mga negosyo.

Ang teritoryal na konsentrasyon ng produksyon ng ferrous metal sa Russia ay mataas din. Sa pinakamalaking lawak, ito ay ipinahayag sa pagkuha ng iron ore - 2/3 ay bumagsak sa mga deposito ng KMA sa mga rehiyon ng Belgorod (Lebedinskoye, Stoilenskoye, Yakovlevskoye) at Kursk (Mikhailovskoye). 10–15% ng iron ore ay minahan sa Northwestern (Kostomuksha at iba pa) at Ural (Kachkanarskoe at iba pang deposito) na mga pederal na distrito. Ang natitirang bahagi ng iron ore ay minahan sa Siberian Federal District (Kemerovo, Irkutsk at iba pang mga rehiyon). Ang produksyon ng mga bakal, pinagsamang produkto at bakal na tubo ng mga pederal na distrito ay ipinakita sa Talahanayan. 4.4. Ang Urals Federal District ang nangunguna sa lahat ng pangunahing uri ng mga produkto. Ang produksyon ay hindi maganda ang binuo sa North Caucasus at sa Malayong Silangan, bagaman ang huli ay may malaking reserba ng metalurhiko na hilaw na materyales, na ginagawang posible upang ayusin ang isang malakas na mahusay na produksyon ng mga metal.

Talahanayan 4.4

Produksyon ng mga pangunahing uri ng mga produktong ferrous metalurhiya ng mga pederal na distrito ng Russian Federation sa 2010, milyong tonelada

Sa heograpiya, sa Russia, tatlong pangunahing mga baseng metalurhiko ang maaaring makilala - mga grupo ng mga negosyo na gumagamit ng mga karaniwang mapagkukunan ng mineral o gasolina at nagbibigay ng mga pangunahing pangangailangan ng bansa para sa mga ferrous na metal.

• 1. Ural metalurgical base (Sverdlovsk at Chelyabinsk na mga rehiyon ng Ural Federal District, mga katabing lugar ng rehiyon ng Orenburg, Republic of Bashkortostan, Perm Territory) ay ang pinakaluma sa Russia, ito ay nagkakahalaga ng halos 1/2 ng produksyon ng bakal, pinagsamang mga produkto at tubo. Ang pinakamalakas na full-cycle na halaman ay matatagpuan sa Magnitogorsk, Chelyabinsk, Nizhny Tagil, Novotroitsks. Ang pinakamalaking halaman ng tubo sa bansa ay matatagpuan sa Chelyabinsk, Pervouralsk, Polevskoy, Kamensk-Uralsky. Mayroong sariling mga deposito ng iron ore, ngunit ang karamihan ng mga hilaw na materyales ay kailangang ma-import mula sa mga deposito ng KMA at mula sa Kazakhstan. Mayroong maliliit na deposito ng manganese at chromium ores, ngunit kulang din ang mga ito. Ang coking coal ay pangunahing nagmumula sa Siberia (Kuznetsk basin). Bilang isang resulta, ang base ay maaaring ituring na walang pag-asa, dahil ang mga negosyo ay hindi binibigyan ng alinman sa mga hilaw na materyales o gasolina, na siyang pangunahing mga kadahilanan ng produksyon sa ferrous metalurhiya.
• 2. Ang Siberian metalurgical base ay nabuo noong 1930s. malapit sa mga deposito ng coking coal ng Kuznetsk basin. Ang pangunahing sentro ay Novokuznetsk. Ang base ay pinakamahusay na ibinibigay sa mga hilaw na materyales, dahil mayroon itong mga kinakailangang deposito ng iron at manganese ore. Ang tanging kulang ay chromium (na-import mula sa Kazakhstan). Ang kawalan ng base ay ang malayuang teritoryo nito mula sa pangunahing mga mamimili ng mga produkto sa Russia at ibang bansa, na makabuluhang nagpapataas ng halaga ng mga produkto para sa mga end user dahil sa transportasyon sa pamamagitan ng medyo mahal na transportasyong riles.
• 3. Ang sentral na baseng metalurhiko ay nabuo noong 1960s. sa bahaging Europeo ng bansa. Ang pangunahing full-cycle na mga halaman ay matatagpuan sa Cherepovets (Severstal) at Lipetsk (NLMK - Novolipetsk Iron and Steel Works). Ang isang malakas na planta ng electrometallurgical ay nagpapatakbo sa Stary Oskol, na gumagawa ng bakal nang direkta mula sa iron ore concentrate. Ang pinakamalaking deposito ng iron ore sa bansa ay matatagpuan sa teritoryo ng base na ito. Ngunit ang karbon ay kailangang ma-import mula sa Kuznetsk at Pechora basin, at manganese at chromium mula sa ibang mga estado. Gayunpaman, ang base na ito ay ang pinaka-promising, dahil ang pinaka-modernong mga negosyo ay matatagpuan dito malapit sa pangunahing hilaw na materyal na base, at medyo malapit din sa mga export port at ang pangunahing mga mamimili ng mga produkto sa loob ng bansa.

Non-ferrous na metalurhiya kabilang ang pagkuha ng mga non-ferrous metal ores, ang kanilang pagpapayaman, pagtunaw ng mga ferrous na metal, pagpino (pagpino ng mga ferrous na metal), ang paggawa ng mga haluang metal at pinagsamang mga produkto, pati na rin ang pagkuha ng mga diamante at iba pang mahalagang bato. Ang teknolohikal na kadena sa non-ferrous metalurgy, bilang panuntunan, ay ganito ang hitsura: pagmimina ng ore - beneficiation ng ore (pagkuha ng ore concentrate) - pagtunaw sa mga pinayaman na ore furnaces (pagkuha ng krudo na metal) - pagpino (paglilinis mula sa mga nakakapinsalang impurities, pagkuha ng pino (pino). ) metal) - paggawa ng iba't ibang mga haluang metal at uri ng mga produktong pinagsama.

Kabilang sa non-ferrous metalurgy ang mga industriyang nauugnay sa paggawa ng mga indibidwal na metal at kanilang mga grupo: tanso, lead-zinc, nickel-cobalt, aluminum, titanium-magnesium, tungsten-molybdenum na mga industriya, pati na rin ang produksyon ng marangal, bihirang mga metal, diamante. at mga mamahaling bato. Ang pamamahagi ng mga non-ferrous na metal ayon sa mga grupo ay ipinapakita sa fig. 4.1.

Ang Russian non-ferrous metalurgy ay umuunlad pangunahin sa sarili nitong hilaw na materyal na base, ngunit ang pagkakaloob ng industriya na may iba't ibang uri ng hilaw na materyales ay hindi pareho, lalo na sa isang pangmatagalang pagtatasa. Halimbawa, ang mga ginalugad na reserba ng mga tansong ores sa kasalukuyang sukat ng produksyon ay tatagal ng 85 taon, mga lata ng lata - para sa 55 taon, molibdenum ores - para sa mga 130 taon. Walang sapat na mataas na kalidad na bauxite sa Russia.

Sa nakalipas na 20 taon, ang estado ng hilaw na materyal na base ng non-ferrous na metalurhiya ay lumalala, bilang:

• ang pagreretiro ng mga kapasidad sa pagmimina ng mineral ay hindi nabayaran ng pag-commissioning ng mga bago;
• mayroong pagkaubos ng mga reserbang ore sa maraming malalaking deposito dahil sa kanilang labis na pangmatagalang pagsasamantala;
• ang sukat ng gawaing pagsaliksik ay nabawasan;
• ang mga pamantayan sa kapaligiran ay hinigpitan, na naging dahilan upang ang pagbuo ng ilang mga deposito ay hindi kumikita sa ekonomiya.

kanin. 4.1.

Ang mga heavy metal ores ay may posibilidad na magkaroon ng mababang porsyento ng metal sa ore, kaya ang benepisyasyon ay sapilitan. Halimbawa, ang mga copper ores ay naglalaman ng 5% o mas kaunting porsyento ng tanso, at sa concentrate ang nilalaman ng tanso ay tumataas sa 35%. Ang nilalaman ng metal sa lead-zinc ores ay maximum na 5-6%, at sa concentrate - 78%. Ang nilalaman ng lata sa mga ores ng lata ay mas mababa sa 1%, at sa concentrate - 65%. Ang pagkuha ng mga concentrate ng non-ferrous na metal ores ay ginagawang posible na dalhin ang mga ito sa malalayong distansya at sa gayon ay teritoryong pinaghihiwalay ang mga proseso ng pagmimina ng ore at produksyon ng metal.

Ang paggawa ng maraming non-ferrous na metal ay nangangailangan ng malaking halaga ng kuryente. Ang partikular na mataas na intensity ng enerhiya ay tipikal para sa pagtunaw ng mga magaan na metal. Kaya, ang pagtunaw ng 1 tonelada ng titan ay nangangailangan ng 30-60 libong kWh ng kuryente, magnesiyo at aluminyo - 17-20 libong kWh. Samakatuwid, ang lokasyon ng mga negosyo para sa pagtunaw ng mga magaan na metal ay tinutukoy, una sa lahat, sa pamamagitan ng electric power factor. Ang pinakamalaking planta ay matatagpuan malapit sa malalakas na hydroelectric power plant, na bumubuo ng pinakamurang kuryente.

Ang produksyon ng mga non-ferrous na metal at mahalagang bato sa Russian Federation ay labis na monopolyo. Ang bahagi ng 8 kumpanya, na nagkakahalaga ng mas mababa sa 1% ng bilang ng mga organisasyong tumatakbo sa non-ferrous na metalurhiya, ay halos kalahati ng kabuuang output. Ang Rusal at Alrosa ay nagbibigay ng hanggang 99% ng produksyon ng aluminum at brilyante ng Russia, ayon sa pagkakabanggit. Ang Norilsk Nickel ay gumagawa ng higit sa 40% ng Russian platinum group na mga metal, higit sa 70% ng tanso, at humigit-kumulang 90% ng nickel. Ang Rusal at Norilsk Nickel ay ang pinakamalaking producer ng aluminum at nickel sa mundo, ayon sa pagkakabanggit. Nagbibigay sila ng hanggang 90% ng kanilang mga produkto sa mga dayuhang pamilihan. Sa panahon ng Sobyet, ang mga metal na ito (tulad ng karamihan sa iba pang mga non-ferrous na metal) ay natupok sa loob ng bansa pangunahin ng mga negosyo ng militar-industrial complex. Sa kasalukuyan, ang pangangailangan para sa mga non-ferrous na metal sa loob ng Russia ay mababa, na ginagawang lubos na nakasalalay ang produksyon sa sitwasyon sa merkado ng metal sa mundo.

Ang industriya ng aluminyo ay nailalarawan sa pamamagitan ng pinakamataas na dami ng produksyon sa Russian non-ferrous metalurgy - mga 3 milyong tonelada ng metal bawat taon. Sa mga tuntunin ng produksyon, ang Russia ay pumapangalawa sa mundo (pagkatapos ng China). Ang mga hilaw na materyales para sa pagkuha ng aluminyo sa Russia ay: a) bauxite (mga deposito sa North-Western at Ural federal districts); b) nephelines (sa Northwestern at Siberian federal districts). Kasabay nito, 40% lamang ng mga domestic na negosyo ang binibigyan ng mga hilaw na materyales ng Russia. Para sa kadahilanang ito, ang mga naturang ores, mahirap sa aluminyo, tulad ng mga nepheline, na hindi mina sa ibang mga bansa sa mundo, ay ginagamit sa Russia. Karamihan sa mga hilaw na materyales (bauxite at alumina) ay kailangang i-import, pangunahin mula sa Australia. Ang aluminyo oksido, alumina, ay unang nahiwalay sa mga ores ng aluminyo (Boksitogorsk, Achinsk, at iba pang mga sentro). Ang lokasyon ng mga negosyo sa paggawa ng alumina ay pangunahing tinutukoy ng kadahilanan ng hilaw na materyal, ngunit ang ilang mga negosyo sa Russia ay matatagpuan malapit sa mga naubos na deposito. Ang alumina ay dinadala sa mga lugar kung saan nalilikha ang malalaking halaga ng murang kuryente.

Ang produksyon ng metal na aluminyo ay isang napaka-enerhiya na produksyon. Samakatuwid, karamihan sa mga smelter ng aluminyo ay nagpapatakbo malapit sa malalakas na hydroelectric power plant. Halos 90% ng aluminum smelting sa Russia ay nahuhulog sa Siberian Federal District (Krasnoyarsk, Bratsk, Sayanogorsk, Shelekhov, Novokuznetsk). Ang mga bagong aluminum smelter ay itinatayo sa Krasnoyarsk Kras - sa Taishet at malapit sa Boguchanskaya HPP. Ang mga mahahalagang aluminyo smelters ay matatagpuan din sa Volgograd, Volkhov (rehiyon ng Leningrad), Nadvoitsy (Republika ng Karelia), Kandalaksha (rehiyon ng Murmansk), Krasnoturinsk at Kamensk-Uralsky (rehiyon ng Sverdlovsk). Sa huling rehiyon na nakakaranas ng kakulangan sa kuryente, ang produksyon ng aluminyo ay hindi gaanong mahusay mula sa isang pang-ekonomiyang punto ng view - ito ay lumitaw sa panahon ng mga taon ng Dakila Digmaang Makabayan kapag ang pangangailangan para sa aluminyo para sa industriya ng aviation ay tumaas nang husto, at mga puwersang pang-ekonomiya ay hindi gaanong mahalaga.

Ang industriya ng tanso ay gumagamit ng mahihirap na ores, kaya ang mga pangunahing negosyo ay matatagpuan malapit sa mga deposito ng tanso-bearing ores. Sa kasalukuyan, ang pinakamalaking deposito sa mga tuntunin ng produksyon ay matatagpuan sa rehiyon ng Norilsk (Teritoryo ng Krasnoyarsk). Ang isang malaking bilang ng mga deposito, ngunit maliit, higit sa lahat ay binuo na, ay matatagpuan sa Urals - malapit sa mga lungsod ng Mednogorsk, Guy, Sibay, Karabash, Krasnouralsk, Revda, Kirovgrad. Sa Teritoryo ng Trans-Baikal mayroong pinakamalaki sa mga tuntunin ng mga reserba, ngunit hindi pa nabuo ang mga deposito ng mga tansong ores (Udokan at iba pa), dahil matatagpuan ang mga ito sa mga hindi maunlad na lugar ng transportasyon.

Sa kasalukuyan, ang mga halaman ng Urals - Mednogorsk sa Orenburg Region, Karabashsky sa Chelyabinsk Region, Revdinsky, Krasnouralsky at Kirovgradsky sa Sverdlovsk Region - ay hindi binibigyan ng lokal na ore at bahagyang gumagana sa concentrates mula sa Kazakhstan. Ang paltos na tanso ay ginawa din sa Norilsk (Teritoryo ng Krasnoyarsk) at, pangunahin mula sa Norilsk concentrate, sa Monchegorsk (Rehiyon ng Murmansk). Ang pagpino ng tanso ay matatagpuan malapit sa paggawa ng itim na metal - sa mga lungsod ng Norilsk, Monchegorsk, Kyshtym (rehiyon ng Chelyabinsk) at Verkhnyaya Pyshma (rehiyon ng Sverdlovsk).

Ang produksyon ng nikel ay matatagpuan sa Russia sa parehong mga rehiyon tulad ng industriya ng tanso. Ang pinakamalaking halaman na malapit sa malalaking deposito ay matatagpuan sa Norilsk. Higit pang mga ores ang minahan dito kaysa sa mga kapasidad ng produksyon ng metal, bilang karagdagan sa nickel, cobalt, platinum at iba pang mga metal ay nakuha mula sa ore. Ang mga labis na copper-nickel concentrates ay ipinapadala sa Monchegorsk (rehiyon ng Murmansk), kung saan mayroon din silang sariling maliit na pagmimina ng ore (Pschenga). Sa ikatlong lugar ay ang mga Urals na may mga halaman ng nikel sa mga lungsod ng Orsk (rehiyon ng Orenburg), Verkhny Ufaley (rehiyon ng Chelyabinsk) at Rezh (rehiyon ng Sverdlovsk), na matatagpuan malapit sa maliliit na deposito. Ang isang promising raw material base para sa nickel industry ay Eastern Siberia at ang Far East.

Ang industriya ng lead-zinc ay gumagamit ng polymetallic ores, ang mga deposito nito ay matatagpuan sa mga bulubunduking rehiyon. Sa Russia, ito ay ang Caucasus (Sadon), ang mga paanan ng Altai (Salair at Orlovsk deposits), Sikhote-Alin (Dalnegorsk), at ang mga tagaytay ng Transbaikalia (Nerchinsky Zavod, atbp.). Ang produksyon ng mga metal, bilang panuntunan, ay nakatali sa mga deposito, ngunit sa parehong oras ang lead at zinc ay ginawa lamang sa Vladikavkaz (Republic of North Ossetia-Alania). Sa Trans-Baikal Territory, tanging lead at zinc concentrates ang ginawa, na ibinibigay sa ibang mga rehiyon ng bansa. Ang mga lead at zinc concentrates ay ginawa sa Primorsky Territory (Dalnegorsk), at ang zinc at lead concentrates ay ginawa sa Kemerovo Region (Belovo). Ang zinc mula sa na-import na concentrates (Russian, Kazakh at Central Asian) ay ginawa sa Chelyabinsk. Ang lead at zinc ng Russia, hindi katulad ng aluminyo, tanso at nikel, ay hindi hinihiling sa merkado ng mundo, dahil ang mga deposito na ginamit ay naubos at ang mga hindi napapanahong teknolohiya ng produksyon ay ginagamit.

Ang industriya ng lata sa Russia ay puro sa Malayong Silangan, kung saan matatagpuan ang mga pangunahing deposito - Deputatskoye at Ese-Khaya sa Republika ng Sakha (Yakutia), Solnechnoye sa Khabarovsk Territory, Perevalnoye at Khrustalnenskoye (Kavalerovo) sa Primorsky Territory. Ang pinakakanlurang deposito ng lata, ang Sherlovaya Gora, ay nasa Trans-Baikal Territory na. Ang produksyon ng metal na lata ay matatagpuan sa Novosibirsk kasama ang ruta ng mga concentrates mula sa mga lugar ng pagmimina (silangan) hanggang sa mga lugar ng pagkonsumo (kanluran). Ang lata ng Russia ay hindi rin in demand sa pandaigdigang merkado, kaya ang dami ng produksyon nito ay bumaba nang malaki sa nakalipas na 20 taon, kasama ang pagbawas sa domestic consumption.

Ang produksyon ng tungsten at molibdenum alloying metal ay nakatali sa mga deposito, dahil ang nilalaman ng metal sa ore ay ikasampu ng isang porsyento. Parehong tungsten at molibdenum ay sabay-sabay na mina sa Dzhidinsky (Republic of Buryatia) na deposito. Bilang karagdagan, ang molibdenum ay minahan sa Teritoryo ng Trans-Baikal at Republika ng Khakassia, at ang tungsten ay mina sa Primorsky Territory. Ang mga metal na alloying ng Russia ay hindi rin hinihiling sa merkado ng mundo, kaya ang mga volume ng produksyon ay bumaba ng halos 10 beses sa nakalipas na 20 taon, maraming mga negosyo (Tyrnyauz tungsten-molybdenum plant sa Kabardino-Balkarian Republic, atbp.) ay kasalukuyang hindi gumagana. .

Ang pagmimina at produksyon ng ginto ay nag-tutugma din sa heograpiya dahil sa mababang nilalaman ng metal sa ore. Ang mga pangunahing reserbang ginto sa Russia ay puro sa mga pangunahing deposito, ngunit ang kanilang pag-unlad ay nangangailangan ng makabuluhang gastos. Samakatuwid, ang pangunahing mga deposito ng alluvial ay binuo, ang pag-unlad nito ay nangangailangan ng makabuluhang mas kaunting pondo at oras. Humigit-kumulang 2/3 ng produksyon ng ginto sa Russia ay nagmula sa Far Eastern Federal District, kung saan karamihan sa metal na ito ay ginawa sa Republic of Sakha (Yakutia), ang Magadan Region at ang Chukotka Autonomous District. Ang mga ito ay pangunahing maliliit na minahan, na marami sa mga ito ay binuo mula noong 1930s. Ngunit ang malalaking pangunahing deposito ay natuklasan din - Nezhdaninskoye at iba pa. Ang pangalawang lugar sa produksyon ng ginto ay inookupahan ng Siberian District, kung saan Rehiyon ng Irkutsk(na may malalaking deposito malapit sa lungsod ng Bodaibo) at Teritoryo ng Krasnoyarsk. Sa ikatlong lugar ay ang Urals District na may Kochkarekim (Chelyabinsk region) at Berezovsky (Sverdlovsk region) na mga deposito, ang pinakaluma sa Russia, kung saan ang ginto ay minahan mula noong ika-18 siglo.

Kasama rin sa non-ferrous metalurgy ang pagkuha ng mga diamante at iba pang mahahalagang bato. Sa kasalukuyan, 99% ng produksyon ng brilyante ay nasa kanlurang bahagi ng Republika ng Sakha (Yakutia), kung saan matatagpuan ang Aikhal, Ebelyakhskoye at iba pang mga deposito. Bilang karagdagan, mayroong pagmimina ng brilyante sa hilaga ng Teritoryo ng Perm. Malaki, ngunit hindi pa binuo, ang mga deposito ay natuklasan sa rehiyon ng Arkhangelsk (Lomonosov at iba pa) - ang kanilang pag-unlad ay bumagal dahil sa pagbaba ng pandaigdigang pangangailangan para sa mga diamante pagkatapos ng pandaigdigang krisis noong 2008, na hindi pa nagtagumpay sa maraming mga bansa.

Ang isang makabuluhang bahagi ng mga diamante at gintong minahan sa Russia ay napupunta sa mga dayuhang merkado. Ngunit ang mga merkado na ito ay napaka-hindi matatag, dahil ang mga mahalagang metal at bato ay hindi lamang pang-industriya, ngunit din ng malaking kahalagahan sa pamumuhunan - ang kanilang mga presyo ay maaaring magbago nang malawak sa loob ng maikling panahon. Ang mataas na pagkasumpungin (katatagan) ng merkado sa mundo ay isang malubhang balakid sa matatag na pag-unlad ng mga kumpanyang metalurhiko ng Russia.

• Russian statistical yearbook. 2001. M.: Goskomstat, 2001; Russian statistical yearbook. 2011. Moscow: Rosstat, 2011.
• Mga rehiyon ng Russia. 2011. M.: Rosstat, 2011. S. 506–508.

Ang mga non-ferrous na metal ay nahahati sa apat na grupo:

1) mabibigat na metal (Cu, Ni, Zn, Pb, Sn);

2) magaan na metal (Al, Mg, Be, Li);

3) marangal na mga metal (Au, Ag, Pt at ang mga natural nitong satellite Ro, Ir, Os);

4) mga bihirang metal:

Matigas ang ulo (Mo, W, V, Ti, Nb, Ta, Zr, Cr);

Banayad (Sc, St, Ru);

Radioactive (U, Th, Ra);

bihirang lupa

Ang pinakamalawak na ginagamit sa mechanical engineering ay Cu, Al, Mg, Ti, Zn, Ni, Pb at Sn, na ginagamit sa purong anyo at sa maraming haluang metal. Ang mga non-ferrous na metal ay may tiyak na kahalagahan para sa pagbuo ng modernong inhinyero at tiyakin ang pag-unlad sa pagbuo ng bagong teknolohiya. Gayunpaman, ang mga ito ay medyo mahal at, kung maaari, ang mga ito ay pinalitan ng ferrous o non-metallic na materyales. Sa lahat ng itinuturing na non-ferrous na metal, ang Cu, Al, Mg at Ti ay itinuturing na pinakamahalaga sa mga tuntunin ng dami ng produksyon sa metalurhiya.

Ang mga pamamaraan para sa paggawa ng mga non-ferrous na metal ay napaka-magkakaibang. Maraming mga metal ang nakukuha sa pamamagitan ng pyrometallurgical method na may selective reduction o oxidizing smelting, kadalasan ang sulfur na nasa ores ay ginagamit bilang heat source at chemical reagent. Bilang karagdagan, ginagamit nila electrolysis.Ang pamamaraang ito ay batay sa paghihiwalay ng hilaw na materyal na naglalaman ng metal sa electrolyte at ang kasunod na pag-deposito ng metal sa katod. Ang electrolysis ay isinasagawa hindi mula sa isang may tubig na solusyon, ngunit mula sa isang matunaw. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang hydrogen ay idineposito sa katod sa solusyon, bilang isang mas positibong ion, at ang purong metal ay hindi maaaring ihiwalay, tanging ang mga compound nito (oxide hydrates) ay nabuo. Ang kagamitan ay isang electrolyzer na mayroong cathode at anode device. Cathode device - isang paliguan ng refractory material, na naglalaman ng tinunaw na metal at electrolyte (cryolite Na 3 AlF 6 para sa produksyon ng aluminyo, magnesium chloride MgCl para sa produksyon ng magnesium, atbp.). Ang katod ay alinman sa tinunaw na metal, tulad ng sa kaso ng aluminyo, o mga bakal na plato, tulad ng sa magnesiyo. Ang anode ay karaniwang isang carbon rod o plato. Sa proseso ng electrolysis, ang mga metal ions ay pinalabas sa katod at namuo. Minsan ginagamit ang mga prosesong metallothermic, gamit ang iba pang mga metal na may mataas na pagkakaugnay para sa oxygen bilang mga ahente ng pagbabawas para sa mga ginawang metal.

Metalthermy– pagbabawas ng mga metal compound (chlorides o oxides) ng ibang mga metal. Ginamit sa paggawa ng titan. Ang titanium slag (produkto ng blast furnace) ay chlorinated: TiO 2 + 2C + 2Cl 2 \u003d TiCl 4 + 2CO. Ang titanium chloride ay dinadalisay mula sa iba pang mga by-product dahil sa iba't ibang mga punto ng kumukulo sa condensation at filtration plants, pagkatapos ay nababawasan ito sa mga reactor: 2Mg+TiCl 4 =Ti= 2MgCl 2 .

Ang titanium at magnesiyo ay karaniwang ginawa sa parehong halaman, bilang Ang MgCl 2 - isang by-product sa paggawa ng titanium ay nagsisilbing hilaw na materyal para sa paggawa ng magnesium, at ang magnesium at chlorine ay ginagamit sa paggawa ng titanium.

Ginagamit din ang mga pamamaraan tulad ng chemo-thermal, cyanidation at chloride sublimation.

6.1 Pagkakasunod-sunod ng pagkuha ng tanso

Para sa paggawa ng tanso, ginagamit ang isang paraan ng pyrometallurgical, dahil pinapayagan nito ang pagkuha ng iba pang mga metal, kabilang ang mga mahalagang, mula sa mga ores kasama ang tanso. Ang produksyon ng tanso ay isinasagawa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod (Larawan 7):

1. Ang mga copper ores na naglalaman ng 1–6% Cu ay ginagamit para sa smelting, pangunahin sa anyo ng mga sulfur compound (CuFeS 2, Cu 2 S, CuS), pati na rin ang copper waste.

2. Para sa pagpapayaman, ginagamit ang paraan ng flotation, na ginagawang posible na makakuha ng concentrate na may Cu content na ~ 10 - 35%.

Lutang- proseso ng pagpapayaman batay sa pumipili na pagdirikit ng mga particle ng mineral na nakakalat sa isang likidong daluyan sa interface sa pagitan ng dalawang phase (likido - gas, likido - likido, atbp.).

3. Upang mabawasan ang nilalaman ng asupre sa ore (concentrate), ang oxidative roasting ay isinasagawa sa T = 750 - 800 0 C. Sa pagkakaroon ng oxygen, ang mga sulfide ay na-oxidized at ang sulfur na nilalaman ay bumaba ng halos 2 beses. Ang mga maubos na gas sa anyo ng SO 2 (sulphurous gas) ay napupunta sa paggawa ng H 2 SO 4 . Para sa mga mahihirap na ores, na may nilalamang Cu na 8 - 25%, ang litson ay isinasagawa. Ang mayayamang ores, na may Cu25 na nilalaman na 35%, ay tinutunaw nang walang litson.

4. Sa mga espesyal na hurno sa T = 1250 - 1300 0 C, ang concentrate ay natunaw, kung saan ang natunaw na masa ay nahahati sa dalawang bahagi dahil sa naaangkop na mga reaksiyong kemikal: matte, na binubuo ng Cu 2 S at FeS sulfide, at slag, na binubuo ng mga oxide at silicates.

Matte- isang intermediate na produkto ng paggawa ng mga non-ferrous na metal (Cu, Ni, Pb, atbp.), Ay isang haluang metal ng sulfide ng mga elementong ito na may FeS.

5. Ang produkto ng smelting ay inilabas mula sa hurno sa anyo ng isang haluang metal - matte, na naglalaman ng 20 - 60% Fe at 20 - 25% S. Sa tinunaw na estado (T matunaw = 950 - 1050 0 C), ang matte pumapasok sa mga converter.

6. Sa mga converter, ang molten copper matte ay hinihipan ng hangin (na-convert) upang i-oxidize ang Cu at Fe sulfides upang bumuo ng Cu at Fe oxides. Ang mga iron oxide ay inalis sa slag, at sa unang yugto ng pamumulaklak, nabuo ang isang matte, na naglalaman lamang ng higit sa lahat. tansong sulfide (puting matte).

7. Sa ikalawang yugto ng paglilinis, ang paltos na tanso ay nabuo sa converter dahil sa oksihenasyon ng tansong sulfide at ang conversion ng asupre sa SO 2 . Ang paltos na tanso ay naglalaman ng 98.4 - 99.4% Cu (MK1), 0.01 - 0.04% Fe at 0.02 - 0.1% S at iba pang mga impurities (Ni, Sn, Sb, Au, Ag) . Ang tansong ito ay ibinubuhos sa pamamagitan ng isang sandok sa ingot molds o slab. Upang alisin ang mga nakakapinsalang impurities, ang paltos na tanso ay pino.

8. Upang linisin ang paltos na tanso mula sa mga impurities, ginagamit ang double refining sa pamamagitan ng apoy at electrolytic na pamamaraan.

9. Ang pagdadalisay ng apoy ay ginagamit upang alisin ang mga dumi na may mataas na kaugnayan sa oxygen sa pamamagitan ng pag-ihip ng hangin sa tinunaw na paltos na tanso. Sila ay nag-oxidize ng S, Fe, Ni, As, Sb, Zn at i-convert ang mga ito sa slag. Pagkatapos, gamit ang teknolohiya ng dry distillation ng kahoy na nahuhulog sa isang tansong matunaw, ang mga gas ay tinanggal at ang mga nalalabi ng Cu 2 O ay nabawasan. Bilang resulta, ang tanso na may kadalisayan na 99.0 - 99.5% ay nakuha. Ang tanso na ito sa anyo ng mga ingot ay napupunta sa paggawa ng mga haluang metal na tanso (tanso, tanso), at sa anyo ng mga plato para sa electrolytic refining.

10. Ang electrolytic refining ay isinasagawa upang makakuha ng purong tanso mula sa mga impurities (hindi bababa sa 99.95% Cu). Ang electrolysis ay isinasagawa sa mga paliguan, kung saan ang electrolyte ay isang may tubig na solusyon ng CuSO 4 (10 - 16%) at H 2 SO 4 (10 - 16%). Ang mga anod ay ginawa mula sa tansong pinadalisay ng apoy, at ang mga cathode ay ginawa mula sa mga sheet ng purong (electrolytic) na tanso. Ang anode ay natutunaw sa direktang kasalukuyang at ang mga ion ng tanso ay dumaan sa solusyon at idineposito sa katod. Ang mga dumi (Sb,As,Bi,Au,Ag) ay idineposito sa ilalim ng paliguan at pagkatapos i-disload ay pinoproseso upang kunin ang mga metal na ito. Ang mga cathode ay natutunaw sa mga electric furnace.

Kasama sa metalurhiya ang:
paggawa ng mga metal mula sa natural na hilaw na materyales at iba pang produktong naglalaman ng metal;
pagkuha ng mga haluang metal;
mainit at malamig na pagproseso ng metal;
hinang;
patong ng mga metal.
Ang operasyon ng mga makina, kagamitan, at mga yunit na ginagamit sa industriyang metalurhiko ay katabi rin ng metalurhiya.
Ang kimika ng coke at ang paggawa ng mga refractory na materyales ay malapit na nauugnay sa metalurhiya.

Ang metalurhiya ay nahahati sa ferrous at non-ferrous.

Kasama sa ferrous metalurgy ang pagkuha at pagpapayaman ng mga ores ng ferrous metals (kabilang ang iron sa mga ferrous metal, ang lahat ng iba ay non-ferrous), ang paggawa ng cast iron, steel at ferroalloys. Kasama rin sa ferrous metalurgy ang paggawa ng mga rolled ferrous metal, bakal, cast iron at iba pang produktong ferrous metal.

Kabilang sa non-ferrous metalurgy ang pagmimina, pagpapayaman ng non-ferrous metal ores, produksyon ng non-ferrous na mga metal at ang kanilang mga haluang metal.

Ayon sa pangunahing teknolohikal na proseso, nahahati ito sa pyrometallurgy (smelting) at hydrometallurgy (pagkuha ng mga metal sa mga solusyon sa kemikal). Ang isang pagkakaiba-iba ng pyrometallurgy ay plasma metalurhiya.

Metalurhiya sa pagmimina

Ang metalurhiya sa pagmimina ay ang pagkuha ng mahahalagang metal mula sa ore at ang muling pagtunaw ng mga nakuhang hilaw na materyales sa purong metal. Upang ma-convert ang isang metal oxide o sulfide sa isang purong metal, ang mineral ay dapat na ihiwalay sa pamamagitan ng pisikal, kemikal, o electrolytic na paraan.

Gumagana ang mga metallurgist sa tatlong pangunahing bahagi: hilaw na materyales, concentrate (mahalagang metal oxide o sulfide) at basura. Pagkatapos ng pagmimina, ang malalaking tipak ng mineral ay dinudurog sa isang lawak na ang bawat butil ay alinman sa isang mahalagang concentrate o basura.

Ang pagmimina ay hindi kinakailangan kung ang mineral at kapaligiran ay nagpapahintulot para sa leaching. Sa ganitong paraan, maaari mong matunaw ang mineral at makakuha ng mineral-enriched na solusyon.

Kadalasan, ang mineral ay naglalaman ng ilang mahahalagang metal. Sa ganitong kaso, ang basura mula sa isang proseso ay maaaring gamitin bilang feedstock para sa isa pang proseso.

Ferrous metalurhiya

Ang ferrous metalurgy ay nagsisilbing batayan para sa pagbuo ng machine building (isang-katlo ng cast metal mula sa blast furnace ay napupunta sa machine building) at konstruksiyon (1/4 ng metal ay napupunta sa konstruksiyon). Ang pangunahing hilaw na materyales para sa paggawa ng mga ferrous na metal ay iron ore, manganese, coking coal at ores ng alloying metals.

Ang ferrous metalurgy ay kinabibilangan ng mga sumusunod na pangunahing sub-sektor:

Pagkuha at pagpapayaman ng ferrous metal ores (iron, chromium at manganese ore);
pagkuha at pagpapayaman ng mga di-metal na hilaw na materyales para sa ferrous metalurhiya (fluxed limestones, refractory clays, atbp.);
produksyon ng mga ferrous metal (cast iron, carbon steel, rolled metal, ferrous metal powders);
produksyon ng bakal at cast iron pipe;
industriya ng coking (produksyon ng coke, coke oven gas, atbp.);
pangalawang pagpoproseso ng mga ferrous na metal (pagputol ng scrap at basura ng mga ferrous na metal).

Ikot ng metalurhiko

Ang aktwal na siklo ng metalurhiko ay ang produksyon

1) produksyon ng bakal at blast furnace,

2) bakal (open-hearth, oxygen-converter at electric steel-smelting), (continuous casting, CCM),

3) rolling (rolling production).

Ang mga negosyong gumagawa ng pig iron, carbon steel at rolled metal ay nabibilang sa full-cycle na metallurgical na negosyo.

Ang mga negosyong walang iron smelting ay inuri bilang tinatawag na conversion metalurgy. Ang "maliit na metalurhiya" ay ang paggawa ng bakal at mga rolled na produkto sa mga plantang gumagawa ng makina. Ang mga pinagsama ay ang pangunahing uri ng mga negosyong ferrous metalurhiya.

Ang mga hilaw na materyales at gasolina ay may mahalagang papel sa paghahanap ng full-cycle na ferrous metalurgy, lalo na ang papel ng mga kumbinasyon ng iron ores at coking coal.

Non-ferrous na metalurhiya

Ang non-ferrous metallurgy ay isang sangay ng metalurhiya na kinabibilangan ng pagkuha, pagpapayaman ng mga non-ferrous na metal ores at ang pagtunaw ng mga non-ferrous na metal at ang kanilang mga haluang metal.

Sa pamamagitan ng mga pisikal na katangian at layunin, ang mga non-ferrous na metal ay maaaring nahahati sa mabigat (tanso, tingga, sink, lata, nikel) at magaan (aluminyo, titanium, magnesiyo). Sa batayan ng dibisyong ito, ang metalurhiya ng mga magaan na metal at ang metalurhiya ng mga mabibigat na metal ay nakikilala.

Ang lokasyon ng mga non-ferrous metalurgy enterprise ay nakasalalay sa maraming pang-ekonomiya at natural na kondisyon, lalo na mula sa raw factor. Ang isang makabuluhang papel, bilang karagdagan sa mga hilaw na materyales, ay nilalaro ng kadahilanan ng gasolina at enerhiya.

Maraming mga pangunahing non-ferrous metalurgy base ang nabuo sa teritoryo ng Russia. Ang kanilang mga pagkakaiba sa pagdadalubhasa ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng hindi pagkakatulad ng heograpiya ng mga magaan na metal (industriya ng aluminyo, titanium-magnesium) at mga mabibigat na metal (tanso, lead-zinc, lata, nickel-cobalt na industriya).

Mabigat na bakal

Ang produksyon ng mga mabibigat na non-ferrous na metal, dahil sa maliit na pangangailangan para sa enerhiya, ay nakakulong sa mga lugar ng pagkuha ng mga hilaw na materyales.

Sa mga tuntunin ng mga reserba, pagkuha at pagpapayaman ng mga tansong ores, pati na rin ang pagtunaw ng tanso, ang rehiyon ng ekonomiya ng Ural ay sumasakop sa isang nangungunang lugar sa Russia, sa teritoryo kung saan pinagsasama ang Krasnouralsky, Kirovgradsky, Sredneuralsky, Mednogorsky.

Ang industriya ng lead-zinc sa kabuuan ay tumatagos patungo sa mga lugar kung saan ipinamamahagi ang mga polymetallic ores. Kasama sa mga depositong ito ang Sadonskoe ( Hilagang Caucasus), Salairskoe (Western Siberia), Nerchenskoe (Eastern Siberia) at Dalnegorskoe (Far East).

Ang mga sentro ng industriya ng nickel-cobalt ay ang mga lungsod ng Norilsk (Eastern Siberia) at Monchegorsk (Northern economic region), pati na rin ang urban-type settlement na Nikel (Murmansk region).

magaan na metal

Upang makakuha ng mga magaan na metal, isang malaking halaga ng enerhiya ang kinakailangan. Samakatuwid, ang konsentrasyon ng mga negosyo na nag-amoy ng mga magaan na metal malapit sa murang mapagkukunan ng enerhiya ay ang pinakamahalagang prinsipyo ng kanilang lokasyon.

Ang mga hilaw na materyales para sa paggawa ng aluminyo ay mga bauxite ng North-Western na rehiyon (Boksitogorsk), ang Urals (lungsod ng Severouralsk), nephelines

Kola Peninsula (Kirovsk) at timog Siberia (Goryachegorsk). Ang aluminyo oksido - alumina - ay nakahiwalay sa hilaw na materyal na ito ng aluminyo sa mga lugar ng pagmimina. Ang pagkuha ng metal na aluminyo mula dito ay nangangailangan ng malaking halaga ng kuryente. Samakatuwid, ang mga halaman ng aluminyo ay itinayo malapit sa malalaking halaman ng kuryente, pangunahin ang mga hydroelectric power plant (Bratskaya, Krasnoyarsk, atbp.)

Ang industriya ng titanium-magnesium ay matatagpuan pangunahin sa mga Urals, kapwa sa mga rehiyon kung saan kinukuha ang mga hilaw na materyales (ang Berezniki titanium-magnesium plant) at sa mga rehiyon ng murang enerhiya (ang Ust-Kamenogorsk titanium-magnesium plant). Ang huling yugto ng titanium-magnesium metallurgy - ang pagproseso ng mga metal at ang kanilang mga haluang metal - ay madalas na matatagpuan sa mga lugar kung saan ang mga natapos na produkto ay natupok.

Mga haluang metal

Ang pinakakaraniwang ginagamit na mga haluang metal ay aluminyo, kromo, tanso, bakal, magnesiyo, nikel, titan at sink. Maraming pagsisikap ang iniukol sa pag-aaral ng mga haluang metal na bakal at carbon. Ang ordinaryong carbon steel ay ginagamit upang lumikha ng mura, mataas na lakas ng mga produkto kung saan ang timbang at kaagnasan ay hindi kritikal.

Ang hindi kinakalawang o galvanized na bakal ay ginagamit kapag ang paglaban sa kaagnasan ay mahalaga. Ang mga aluminyo at magnesiyo na haluang metal ay ginagamit kapag kinakailangan ang lakas at liwanag.

Ang mga copper-nickel alloys (tulad ng monel metal) ay ginagamit sa mga kinakaing unti-unti na kapaligiran at para sa paggawa ng mga produktong di-magnetize. Ang mga superalloy na nakabatay sa nikel (hal. Inconel) ay ginagamit sa mataas na temperatura (turbocharger, heat exchanger, atbp.). Sa napakataas na temperatura, ginagamit ang mga solong kristal na haluang metal.

Mga uri ng haluang metal

Ayon sa paraan ng paggawa ng mga haluang metal, ang mga haluang metal ng cast at pulbos ay nakikilala. Ang mga haluang metal ng cast ay nakuha sa pamamagitan ng pagkikristal ng pagkatunaw ng mga halo-halong sangkap. Powder - sa pamamagitan ng pagpindot ng pinaghalong pulbos, na sinusundan ng sintering sa mataas na temperatura. Ang mga bahagi ng haluang metal ng pulbos ay maaaring hindi lamang mga pulbos mga simpleng sangkap, ngunit pati na rin ang mga pulbos ng mga kemikal na compound. Halimbawa, ang mga pangunahing bahagi ng matitigas na haluang metal ay tungsten o titanium carbide.

Ayon sa paraan ng pagkuha ng workpiece (produkto), ang cast (halimbawa, cast irons, silumins), wrought (halimbawa, steels) at powder alloys ay nakikilala.

Sa isang solidong estado ng pagsasama-sama, ang isang haluang metal ay maaaring homogenous (homogeneous, single-phase - binubuo ng mga crystallites ng parehong uri) at heterogenous (non-uniform, multi-phase). Ang solidong solusyon ay ang batayan ng haluang metal (matrix phase). Ang komposisyon ng bahagi ng isang heterogenous na haluang metal ay nakasalalay sa komposisyon ng kemikal nito. Ang haluang metal ay maaaring maglaman ng: interstitial solid solution, substitutional solid solution, chemical compound (kabilang ang mga carbide, nitride, intermetallic compound ...) at crystallites ng mga simpleng substance.

Mga katangian ng haluang metal

Ang mga katangian ng mga metal at haluang metal ay ganap na tinutukoy ng kanilang istraktura (kristal na istraktura ng mga phase at microstructure). Ang mga macroscopic na katangian ng mga haluang metal ay tinutukoy ng microstructure at palaging naiiba sa mga katangian ng kanilang mga phase, na nakasalalay lamang sa istraktura ng kristal. Ang macroscopic homogeneity ng multiphase (heterogeneous) alloys ay nakakamit dahil sa pare-parehong pamamahagi mga phase sa isang metal matrix. Ang mga haluang metal ay nagpapakita ng mga katangiang metal, tulad ng: electrical at thermal conductivity, reflectivity (metallic luster) at ductility. Ang pinakamahalagang katangian ng mga haluang metal ay ang weldability.

Mga haluang metal na ginagamit sa industriya

Ang mga haluang metal ay nakikilala sa pamamagitan ng layunin: istruktura, kasangkapan at espesyal.

Mga istrukturang haluang metal:

maging
cast irons
duralumin

Structural na may mga espesyal na katangian (hal. intrinsic na kaligtasan, anti-friction properties):

Mga tanso
tanso

Upang punan ang mga bearings:

babbit

Para sa pagsukat at electric heating equipment:

Manganin
nichrome

Para sa paggawa ng mga tool sa paggupit:

mananalo

Gumagamit din ang industriya ng heat-resistant, fusible at corrosion-resistant alloys, thermoelectric at magnetic na materyales, pati na rin ang mga amorphous na haluang metal.

PRODUKSIYON NG METAL

Ang metalurhiya ay isang sangay ng industriya na gumagawa ng mga metal mula sa ores at iba pang hilaw na materyales.

Ang lahat ng mga metal ay nahahati sa ferrous at non-ferrous. Ang mga ferrous na metal ay kinabibilangan ng bakal, mangganeso, kromo at mga haluang metal batay sa mga ito; upang kulayan - lahat ng iba pa. Ang mga non-ferrous na metal ay nahahati sa apat na grupo: 1) mabigat: tanso, tingga, lata, sink at nikel; 2) ilaw: aluminyo, magnesiyo, kaltsyum, alkali at alkaline na lupa; 3) mahalaga o marangal: platinum, iridium, osmium, palladium, ruthenium, rhodium, ginto at pilak; 4) bihira (lahat ng iba pa): a) refractory: tungsten, molibdenum, vanadium, titanium, cobalt, zirconium, iniobium; b) nakakalat: germanium, gallium, thallium, indium at rhenium; c) mga bihirang lupa: lanthanides; d) radioactive: thorium, radium, actinium, protactinium at uranium; e) artipisyal na polonium, astatine, neptunium, plutonium, atbp.

Mga hilaw na materyales para sa non-ferrous at ferrous na metalurhiya. Ayon sa nakuhang metal, ang mga ores ay tinatawag na iron, copper, manganese, lead, copper-nickel, uranium, atbp. Ayon sa kanilang komposisyon, nahahati sila sa sulfide, oxidized at native. Ang mga sulfide ores ay mga bato kung saan ang nagreresultang metal ay nasa anyo ng mga sulfide. Ito ay mga copper, zinc, lead at polymetallic ores (chalcopyrite CuFeS 2, galena PbS, sphalerite ZnS, atbp.) Kung ang nakuhang metal ay nasa anyo ng mga oxide o iba pang mineral na naglalaman ng oxygen (silicates, carbonates), kung gayon ang mga ores na ito. ay inuri bilang oxidized. Ang bakal, mangganeso, aluminyo ores ay mas madalas na na-oxidized. Ang mga ores na naglalaman ng mga natural na haluang metal ay tinatawag na mga katutubong ores.

Sa kasalukuyang antas ng pag-unlad ng teknolohiya, itinuturing na kumikita ang pagproseso ng mga iron ores na may nilalaman na hindi bababa sa 30% Fe, zinc - 3% Zn at tanso - 0.5% Cu.

Upang makakuha ng metal mula sa ore, bilang karagdagan sa paghihiwalay ng basurang bato, kinakailangan upang paghiwalayin ang metal mula sa mga elementong kemikal na nauugnay dito. Ang yugtong ito ay tinatawag na prosesong metalurhiko. Ang proseso ng metalurhiko na isinasagawa sa paggamit ng mataas na temperatura ay tinatawag na pyrometallurgical, gamit ang mga may tubig na solusyon - hydrometallurgical. Ang mga proseso ng electrometallurgical ay nakikilala sa isang hiwalay na grupo.

Ang unang yugto ng produksyon ay ang pagpapayaman ng mga hilaw na materyales. Ang susunod na yugto ay binubuo sa agnas ng concentrate sa pamamagitan ng litson, sa paggamot nito na may murang luntian, pati na rin ang sulfur oxide (IV) o mga likidong reagents (mga acid, alkalis, complexing agent). Sa pamamagitan ng huling dalawang pamamaraan, ang nakuha na metal ay inililipat sa isang solusyon, kung saan ang isang oksido o asin ng isang bihirang metal ay nahiwalay sa pamamagitan ng pag-ulan sa anyo ng isang hindi natutunaw na tambalan o sa pamamagitan ng pagkikristal. Ang huling yugto ay ang paggawa ng purong metal o haluang metal sa pamamagitan ng pagbabawas ng carbon o hydrogen, thermal decomposition, displacement (sementasyon), electrolysis ng mga solusyon o natutunaw.

Sa paggawa ng mga refractory metal (tungsten, molibdenum - ang halaman na "Pobedit"), ginagamit ang paraan ng metalurhiya ng pulbos, na binubuo sa pagbawas ng mga oxide ng mga pulbos na metal. Pagkatapos ang metal na pulbos ay pinindot sa ilalim ng mataas na presyon at inihurnong sa mga electric furnace, na nakuha ang metal nang hindi inililipat ito sa isang likidong estado. Ang sintering temperature ng metal powder ay karaniwang 1/3 mas mababa kaysa sa temperatura ng pagkatunaw ng metal.

PRODUKSIYON NG IRON AT MGA HALOS NITO

Kabilang sa mga metal na ginagamit ng tao, ang bakal at ang mga haluang metal nito ay sumasakop sa unang lugar sa mga tuntunin ng dami at saklaw. Sa pagsasagawa, hindi purong bakal ang karaniwang ginagamit, ngunit ang mga haluang metal nito, at pangunahin sa carbon. Sa engineering, ang ferrous metal na may carbon content na mas mababa sa 0.2% ay tinatawag na iron. Ayon sa dami ng carbon, ang lahat ng mga haluang metal ay nahahati sa mga bakal at cast iron. Kasama sa mga bakal ang mga bakal na haluang metal na may nilalamang carbon na 0.2 hanggang 2%, mga cast iron na may nilalamang carbon sa itaas ng 2% (karaniwan ay mula 3.5 hanggang 4.5%).

Ipinapakita ng Figure 1 ang isang diagram ng phase state ng iron-carbon system.

Tulad ng mga sumusunod mula sa diagram, ang temperatura ng simula ng pagkatunaw ng mga bakal ay bumababa sa pagtaas ng nilalaman ng carbon sa punto E. Ang puntong ito ay tumutugma sa paglilimita ng solubility ng carbon sa solidong bakal (2% C). Para sa cast iron, anuman ang dami ng carbon, nananatiling pare-pareho ang punto ng pagkatunaw.

Kung sa cast iron ang isang makabuluhang bahagi ng carbon ay nasa anyo ng cementite Fe 3 C, kung gayon ang naturang cast iron ay tinatawag na puti. Dahil sa mataas na tigas at brittleness nito, mahirap itong iproseso sa mga machine tool, kaya ang puting cast iron ay naproseso sa bakal. Sa batayan na ito, natanggap niya ang pangalang pig iron. Sa mabagal na paglamig ng tinunaw na bakal, ang bahagi ng Fe 3 C ay nabubulok sa paglabas ng libreng carbon sa anyo ng grapayt. Ang nasabing cast iron ay tinatawag na gray o foundry. Ito ay mas malambot, hindi gaanong malutong at mahusay na makina.

Ang komposisyon ng bakal ay maaaring carbon at alloyed. Ang mga carbon steel ay tinatawag na steels, ang mga katangian nito ay tinutukoy ng carbon, at iba pang mga impurities ay walang makabuluhang epekto. Ayon sa nilalaman ng carbon, ang mga bakal na ito ay nahahati sa: low-carbon (hanggang sa 0.3% C), medium-carbon (mula sa 0.3 hanggang 0.65%) at high-carbon (mula sa 0.65 hanggang 2% C). Ang bubong na bakal, steel sheet, itim at puting lata (malawakang ginagamit para sa paggawa ng mga lalagyan), malambot na kawad, atbp. ay gawa sa mababang carbon na bakal; ang mga medium na carbon steel ay ginagamit para sa paggawa ng mga riles, tubo, kawad, mga bahagi ng makina; ang mataas na carbon ay pangunahing ginagamit para sa paggawa ng iba't ibang kasangkapan.

Ang mga haluang bakal na bakal ay tinatawag na mga bakal na naglalaman, bilang karagdagan sa carbon, iba pang mga additives na espesyal na ipinakilala upang baguhin ang mga katangian (Cr, Mn, Ni, V, W, Mo, atbp.). Ang bakal na naglalaman ng hanggang 3-5% na mga elemento ng alloying ay itinuturing na low-alloyed, 5-10% medium-alloyed, 10% o higit pa - high-alloyed. Ang nikel ay nagbibigay ng bakal na tumaas na kalagkit at katigasan, mangganeso - lakas, chromium - tigas at paglaban sa kaagnasan, molibdenum at vanadium - lakas sa mataas na temperatura, atbp. Halimbawa, ang mga manganese steel (8-14% Mn) ay may mataas na resistensya sa epekto, ginagamit ang mga ito para sa pagmamanupaktura ng mga pandurog, ball mill, daang-bakal at iba pang mga produktong nakaka-stress. Ginagamit ang Chrome-molybdenum at chrome-vanadium steel para sa paggawa ng mga synthesis column na tumatakbo sa ilalim ng mataas na presyon at sa mataas na temperatura. Ang mga kemikal na reactor, pipeline, kagamitan sa kusina, tinidor, kutsilyo, atbp. ay gawa sa chromium-nickel o hindi kinakalawang na asero. Ang mga bakal ay inuri din ayon sa kanilang layunin: konstruksiyon (istruktura), paggawa ng makina, kasangkapan at bakal na may espesyal (espesyal) ari-arian. Ang ilang mga impurities ay kapansin-pansing nagpapalala sa mga katangian ng bakal. Kaya, ang asupre ay nagbibigay ng bakal na pulang brittleness - brittleness sa pulang init, phosphorus - cold brittleness, i.e. brittleness sa normal at mababang temperatura, nitrogen at hydrogen - gas porosity, brittleness.

PRODUKSIYON NG IRON

Sa kasalukuyan, ang pangunahing proseso ng paggawa ng metalurhiko ng mga ferrous na metal ay isinasagawa ayon sa isang dalawang yugto na pamamaraan: ang paggawa ng pig iron sa isang blast furnace at ang conversion nito sa bakal. Ginagamit din ang cast iron para sa paghahagis ng mga frame, makina, mabibigat na gulong, tubo, atbp. Ang mga pangunahing hilaw na materyales para sa paggawa ng bakal ay mga iron ores, flux at gasolina.

Ang mga pang-industriyang uri ng iron ores ay inuri ayon sa uri ng nangingibabaw na mineral ng mineral: 1) magnetic iron ore binubuo pangunahin ng mineral magnetite Fe 3 O 4 (na may pinakamataas na nilalaman ng bakal - 50-70% at mababang nilalaman ng asupre), na mahirap ibalik; 2) pulang iron ore naglalaman ng 50-70% iron sa anyo ng mineral hematite - Fe 2 O 3, maliit na impurities ng asupre, posporus at naibalik nang mas madali kaysa sa magnetite; 3) kayumangging bakal ay iron hydroxides ng komposisyon Fe 2 O 3 × pH 2 O na may variable na dami ng adsorbed na tubig. Ang mga ores na ito ay halos mahirap sa nilalaman ng bakal (mula 25 hanggang 53%), kadalasang nahawahan ng mga nakakapinsalang impurities - sulfur, phosphorus, arsenic. Mayroong chromium-nickel brown iron ore (2% Cr at 1% Ni) na ginagamit para sa pagtunaw ng natural na haluang bakal at bakal; 4) spar iron ore naglalaman ng 30-37% Fe, pati na rin ang FeCO 3 at mga menor de edad na impurities ng sulfur at phosphorus. Pagkatapos ng pagpapaputok, ang nilalaman ng bakal ay tumataas sa 50-60%. Ang mga siderite ay madalas na nailalarawan sa pamamagitan ng isang admixture ng mangganeso mula 1 hanggang 10%.

Ang mga basura mula sa produksyon ng mga ferrous at non-ferrous na metal ay nagsisilbi ring hilaw na materyales, ngunit ang kanilang bahagi sa kabuuang pagkonsumo ng mga ores ay maliit. Upang ilipat ang mga refractory oxide sa isang mababang-natutunaw na slag na hindi nahahalo sa cast iron, ang mga flux ay ginagamit sa proseso ng blast-furnace smelting - mga bato ng pangunahing kalikasan: limestone o dolomite (CaCO 3, MgCO 3). Karaniwan, 0.4-0.8 tonelada ng mga flux ang ginagamit para sa pagtunaw ng 1 tonelada ng cast iron.

Bilang panggatong sa paggawa ng pig iron, ang coke ay ginagamit na may nilalamang 80-86% C, 2-7% H 2 O, 1.2-1.7 % S, hanggang 15% ash at natural gas.

Ang paghahanda ng iron ore para sa blast furnace smelting ay
pagdurog, screening, average at pagpapayaman. Ang pagpapayaman ay isinasagawa depende sa uri ng mineral sa pamamagitan ng pagbabawas ng litson, electromagnetic separation, flotation. Sa ating bansa, halos lahat ng mined ore ay sumasailalim sa agglomeration sa huling yugto ng paghahanda. Ito ang proseso ng sintering ng durog na ore na may coke breeze (5-8%) at nasunog na limestone (3-6%) sa isang conveyor-type sintering machine. Kasama ng agglomeration, ginagamit din ang pelletizing ng pulverized ore na may binder sa rotary kilns para makakuha ng mga pellets.

Proseso ng blast furnace. Ang cast iron ay tinutunaw sa mga metallurgical shaft-type reactor na tinatawag na blast furnace o blast furnace. Ang isang paglalarawan ng blast furnace ay ibinigay sa lecture 4.

Sa hearth zone, dahil sa masinsinang supply ng hangin, pinapanatili ang isang kapaligiran ng oxidizing at nasusunog ang coke carbon:

C + O 2 \u003d CO 2 + 401 kJ

Ang hangin na ibinibigay sa blast furnace ay pinainit sa regenerative air heaters (coopers) hanggang 900-1200 °C (Fig. 2).

2C + CO 2 \u003d 2CO - 166 kJ

Ang pagbabawas ng gas na nabuo sa apuyan ay tumataas sa tuktok ng pugon, nagpapainit at binabawasan ang mga bahagi ng singil. Ang pinakamataas na temperatura sa apuyan ng isang blast furnace ay 1800 °C, ang pinakamababa sa tuktok ay 250 °C. Ang presyon ng gas sa apuyan ay 0.2-0.35 MPa.

Habang ibinababa ang singil, ang mga sumusunod na proseso ay nagpapatuloy nang sunud-sunod: agnas ng hindi matatag na mga bahagi ng singil, pagbabawas ng mga iron oxide at iba pang mga compound, carburization ng iron (dissolution of carbon), slag formation at pagtunaw. Ang agnas ng mga bahagi ng singil ay nagsisimula sa itaas, at sa parehong oras (hanggang sa 200 °C) ang kahalumigmigan ay tinanggal. Kapag ang halo ay pinainit mula 400 hanggang 600 °C, ang intensive decomposition ng iron, manganese, magnesium carbonates ay nangyayari, at sa 800-900 °C - limestone. Ang mga calcium at magnesium oxide ay tumutugon sa mga sangkap ng gangue upang bumuo ng mga silicate at aluminate. Ang mga nalalabi ng mga pabagu-bagong bahagi ay tinanggal mula sa coke.

Ang pagbabawas ng bakal ay isang proseso ng sunud-sunod na paglipat mula sa mas mataas hanggang sa mas mababang mga oksido hanggang sa elemental na bakal ayon sa pamamaraan:

Fe 2 O 3 ® Fe 3 O 4 ® FeO ® Fe

Ang proseso ng pagbabawas ay batay sa mga reaksyon ng carbon monoxide na may mga iron oxide:

2Fe 2 O 3 + CO \u003d 2Fe 3 O 4 + CO 2 + 63 kJ

Fe 3 O 4 + CO \u003d 3FeO + CO 2 - 22 kJ

FeO + CO = Fe + CO 2 + 13 kJ

Ang pagbabawas ng bakal na may carbon monoxide (II) ay karaniwang tinatawag na hindi direkta (hindi direkta), at sa tulong ng solid carbon - direkta.

Ang direktang pagbawas ng bakal ay nagpapatuloy hindi lamang dahil sa carbon ng coke, kundi pati na rin sa carbon na nabuo sa panahon ng thermal dissociation ng carbon monoxide (II) sa ibabaw ng ore:

2SO = CO 2 + C

Ang paggamit ng natural na gas bilang isang karagdagang gasolina ay nag-aambag sa isang pagtaas sa temperatura ng proseso at hindi direktang pagbawas ng mineral na may hydrogen:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 + 803 kJ

H 2 O + C \u003d H 2 + CO - 126 kJ

Bilang karagdagan sa bakal, sa ilalim ng mga kondisyon ng proseso ng blast-furnace, ang iba pang mga elemento na bahagi ng singil ay nabawasan din. Gayunpaman, ang isang makabuluhang bahagi ng mangganeso ay hindi nakuhang muli at pumasa sa slag.

Ang heterogenous na pagbawas ng ore ay nagtatapos sa paggawa ng sponge iron, sa mga pores kung saan ang carbon monoxide (II) ay nabubulok. Ang nagreresultang itim na carbon na may bakal ay nagbibigay ng cementite:

3Fe + C \u003d Fe 3 C

Kasabay nito, ang carburization ng iron ay nangyayari dahil sa paglusaw ng carbon. Ang pagtaas sa nilalaman ng carbon sa bakal ay humahantong sa pagbaba sa punto ng pagkatunaw nito. Sa humigit-kumulang 1200 °C, natutunaw ang carburized iron, dumadaloy pababa sa mga piraso ng coke at fluxes, bukod pa rito ay natutunaw ang carbon, silicon, manganese, phosphorus at iba pang elemento. Naiipon ang tunaw na bakal sa pugon. Ang pagbuo ng slag ay nagsisimula sa isang temperatura na humigit-kumulang 1000 ° C dahil sa pakikipag-ugnayan ng calcium oxide sa silicon oxide (IV), aluminum oxide, manganese. Sa 1250-1350 °C, ang slag ay natutunaw at naiipon sa apuyan sa itaas ng tinunaw na bakal. Upang maiwasan ang paglipat ng FeO sa slag at ang pag-alis ng asupre, kinakailangan upang madagdagan ang basicity ng slag (labis na CaO):

FeO × SiO 2 + CaO = CaSiO 3 + FeO

FeO + CO = Fe + CO2

FeS + CaO = FeO + CaS

MnS + CaO = MnO + CaS

Ang nagreresultang calcium sulfide ay natutunaw sa slag, ngunit hindi matutunaw sa cast iron.

Upang matiyak ang pagpapatuloy ng proseso, ang blast furnace ay inihahain ng ilang air heater. Ang paggamit ng pinainit na hangin sa hanay na 1000-1350 °C sa proseso ng blast-furnace ay ginagawang posible upang mapataas ang produktibidad ng 2% para sa bawat 100 °C at bawasan ang pagkonsumo ng coke sa parehong halaga.

Bilang resulta ng blast-furnace smelting, nakuha ang cast iron, na nakadirekta sa paggawa ng mga produkto sa pamamagitan ng paghahagis; conversion at espesyal na cast irons (ferrosilicon - 10-12% Si, mirror - 12 - 20% Mn at ferromanganese - 60-80% Mn), naproseso sa bakal; blast-furnace slag, kung saan ginawa ang iba't ibang mga materyales sa gusali: slag Portland cement, slag concrete, slag wool, ceramic glass para sa pagtatayo ng kalsada; Ang blast-furnace gas (hanggang sa 30% CO) ay hinihiwalay sa flue dust at ginagamit bilang panggatong sa mga air heater, coke oven, para sa pagpainit ng metal bago igulong.

DIREKTA NA PAG-PRODUKSYON NG IRON MULA SA ORES

Ito ay tulad ng isang proseso ng metalurhiko kapag ang mineral ay nabawasan sa isang solidong estado, na lumalampas sa yugto ng paggawa ng baboy na bakal. Ang bakal na espongha na nakuha sa pamamagitan ng direktang pagbawas ay pinoproseso sa bakal sa mga electric arc furnace. Ang direktang pagbabawas ng bakal ay isinasagawa sa shaft at rotary furnaces, sa fluidized bed reactors. Ang mga hilaw na materyales ay mga pellets na may mataas na nilalaman ng iron, mineral fines, ang reducing agent ay natural na gas, likido at durog na solid fuel. Sa Russia, batay sa deposito ng Lebedinskoye, ang Oskol Electrometallurgical Plant ay nagpapatakbo sa direktang paggawa ng bakal mula sa ore ayon sa sumusunod na pamamaraan. Mula sa minahan, ang pinong hinati at pinayaman na ore ay pinapakain sa pamamagitan ng pipeline na may tubig patungo sa halaman. Dito, ang mineral ay hinihiwalay mula sa tubig, hinaluan ng mga binder at isang maliit na halaga ng dayap, at pinagsama-sama sa umiikot na mga tambol sa mga pellet na may tiyak na laki. Ang mga pellets ay patuloy na nilo-load sa itaas na bahagi ng shaft reactor (taas - 50 m, diameter - 8 m), kung saan, sa 1000 - 1100 ° C, ang countercurrent reduction ay isinasagawa gamit ang preheated at na-convert na natural na gas (isang halo ng hydrogen at carbon monoxide). Ang mga pinababang pellet na may 90-95% na nilalaman ng bakal ay patuloy na dini-discharge mula sa ibabang bahagi ng reaktor. Pumasok sila sa electric arc furnace para sa pagtunaw ng bakal.

PRODUKSYON NG BAKAL

Ang muling pamamahagi ng cast iron sa bakal ay binubuo sa pagbabawas ng carbon sa loob nito (sa pamamagitan ng oksihenasyon), sa pagpapababa ng nilalaman ng silikon, mangganeso at iba pang elemento sa metal, posibleng kumpletong pagtanggal asupre at posporus. Ang oxygen at iron oxides ay ginagamit bilang mga oxidizing agent. Sa kasalukuyan, ang bakal ay tinutunaw sa mga open-hearth furnace, oxygen converter at electric batch furnace.

Pagtunaw ng bakal sa mga open-hearth furnace. Ang open-hearth furnace (Fig. 3) ay isang tank reverberatory furnace, na gumagamit ng waste gas heat recovery. Binubuo ito ng isang vault 3, harap, likod at gilid na dingding 4 at mga regenerator 5 -8. Sa harap na dingding ay may mga bintana para sa pag-load ng singil, sa likod ay may isang pagbubukas para sa pagpapalabas ng bakal at slag, ang mga pagbubukas sa gilid ay ginagamit para sa pag-input ng gas na gasolina at hangin at ang output ng mga produkto ng pagkasunog na may temperatura na 1600 °C. Para sa pagbawi ng init, ang pugon ay nilagyan ng apat na silid na may mga matigas na brick. Sa pamamagitan ng isang pares ng pinainit na mga nozzle 7, 8 ang gas at hangin ay nakadirekta sa pugon, at ang mga produkto ng pagkasunog ay dumadaan sa pangalawa, na nagpapainit ng nozzle 5, 6. Pagkatapos ay nagbabago ang mga batis. Ang mga panimulang materyales para sa proseso ng open-hearth ay likido o solidong bakal na baboy, scrap metal (scrap), mataas na kalidad na iron ore at mga flux. Pinainit na hurno gaseous na panggatong. Sa pagtatapos ng pagkatunaw, ang likidong bakal, scrap, flux at ores ay inilalagay sa isang napakainit na hurno. Sa mataas na temperatura, ang scrap metal ay natutunaw, ang atmospheric oxygen ay nag-oxidize ng iron sa iron oxide, habang ang mas mataas na iron oxide ay nababawasan ng iron:

2Fe + O 2 = 2FeO + 556 kJ

Fe 2 O 3 + Fe \u003d 3FeO

Ang iron oxide (II), na mahusay na natunaw sa cast iron, ay nag-oxidize ng iba pang mga sangkap na natunaw dito:

Si + 2FeO = SiO 2 + 2Fe + 264 kJ

Mn + FeO = MnO + Fe + 100 kJ

2P + 5FeO = P 2 O 5 + 5Fe + 199 kJ

Bahagyang, ang mga elementong ito ay na-oxidized ng atmospheric oxygen. Ang mga resultang oxides SiO 2 , MnO, P 2 O 6 ay nakikipag-ugnayan sa mga flux at nagiging slag. Ang asupre ay bahagyang pumasa sa slag, dahil ang calcium sulfide ay hindi matutunaw sa metal:

CaO + FeS = FeO + CaS

Sa hitsura ng slag sa itaas ng ibabaw ng metal, ang likidong metal ay nakahiwalay mula sa direktang pagkilos ng oxygen, ngunit ang proseso ng oksihenasyon ay hindi hihinto, ngunit bumabagal lamang. Ang oxide FeO na nilalaman sa slag ay na-oxidized sa ibabaw sa Fe 2 O 3, na diffuses sa pamamagitan ng slag sa metal, oxidizing ito. Habang tumataas ang temperatura sa 1600 °C at mas mataas, ang carbon ay nagsisimulang mag-oxidize nang husto:

FeO + C \u003d ± Fe + CO - 153 kJ

Ang proseso ng paghihiwalay ng carbon monoxide (II) mula sa likidong metal ay tinatawag na "pagkulo" ng bakal. Matapos maabot ang itinatag na nilalaman ng carbon sa matunaw, ang slag ay aalisin at ang mga deoxidizer - ferrosilicon o ferromanganese - ay ipinapasok sa bakal upang ibalik ang FeO na natunaw sa bakal:

2FeO + Si = 2Fe + SiO 2

FeO + Mn = Fe + MnO

Kung kinakailangan, ang mga elemento ng alloying ay ipinakilala sa dulo ng matunaw. Dahil sa mataas na teknikal at pang-ekonomiyang tagapagpahiwatig ng pag-convert ng cast iron sa bakal gamit ang isang paraan ng oxygen-converter, ang pagtatayo ng mga bagong open-hearth furnace ay hindi na ipinagpatuloy.

Paggawa ng bakal sa mga BOF. Ang dating ginamit na mga pamamaraan ng Bessemer at Tomass converter para sa pag-convert ng cast iron sa bakal ay may mga makabuluhang disbentaha - ang imposibilidad ng paggamit ng scrap metal at ang mababang kalidad ng bakal dahil sa paglusaw ng air nitrogen sa loob nito kumpara sa open-hearth na pamamaraan. Ang pagpapalit ng hangin na may oxygen ay naging posible upang maalis ang mga pagkukulang na ito, at sa kasalukuyan ang pagtaas sa produksyon ng bakal ay higit sa lahat dahil sa pagtatayo ng mga high-performance at matipid na basic-lined oxygen converter.

Sa Russia, may mga blind-bottom converter na may ipinapasok na komersyal na purong oxygen (99.5%) patayo mula sa itaas sa pamamagitan ng mga tuyer na pinalamig ng tubig. Ang mga oxygen jet sa ilalim ng presyon na 0.9-1.4 MPa ay tumagos sa metal, na nagiging sanhi ng pag-ikot nito at paghahalo sa slag. Gamit ang paraan ng oxygen-converter ng muling pamimigay ng cast iron sa bakal, ang parehong mga reaksyon ay nangyayari tulad ng sa open-hearth na paraan, ngunit mas intensive, na ginagawang posible na ipasok ang scrap metal, ore, at fluxes sa converter. Ang pagtunaw sa converter ay tumatagal ng 35-40 minuto, at ang high-speed open-hearth melting ay tumatagal ng 6-8 na oras. Sa pantay na produktibidad, ang mga gastos sa kapital para sa pagtatayo ng isang oxygen-converter shop ay 25-35% na mas mababa, at ang gastos ng bakal ay 5-7% mas mababa kaysa sa open-hearth method .

Pagtunaw ng bakal sa mga electric furnace ay tumutukoy sa mga industriyang electrothermal. Sa mga electric furnace, ang mga bakal ng halos anumang komposisyon ay maaaring tunawin, kasama ang pagdaragdag ng mga elemento ng haluang metal, na may mababang nilalaman ng asupre, sa isang pagbabawas, oxidizing o neutral na kapaligiran, pati na rin sa isang vacuum. Ang electric steel ay may mababang nilalaman ng mga gas at non-metallic impurities.

Ang kalidad ng bakal na nakuha ng alinman sa tatlong isinasaalang-alang na mga pamamaraan ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng out-of-furnace refining. Ang lahat ng tatlong paraan ng pagpino ay pinaka-malawak na ginagamit sa produksyon: argon-oxygen metal blowing para sa hindi kinakalawang na asero smelting, vacuum treatment ng likidong bakal upang alisin ang non-metallic inclusions at hydrogen, steel treatment na may likidong sintetikong slags (53% CaO, 40% A1 2 O 3 , hanggang 3% SiO at hanggang 1% FeO).

Ang pangunahing bahagi ng bakal ay naproseso sa mga produkto sa pamamagitan ng mekanikal na pagproseso. Ang tradisyonal na pamamaraan: pagbuhos ng bakal sa mga hulma ng cast iron - mga hulma, pagkikristal sa anyo ng isang ingot, pag-trim at paglilinis ng ingot, paggawa ng ingot sa isang billet sa swaging mill (namumulaklak, slabbing), pagkatapos ay ang billet ay naproseso sa mga produkto sa pamamagitan ng rolling, stamping o forging. Sa kasalukuyan, ang tuluy-tuloy na paghahagis ng bakal sa mga espesyal na pag-install na may pagbabago ng metal nang direkta sa isang billet, pati na rin ang precision (crust) na paghahagis, ay lalong ipinakilala sa metalurhiya. Ang isang promising na direksyon sa pagbuo ng metalurhiya ay naging powder metallurgy, na nagbubukas ng magagandang pagkakataon para sa paglikha ng mga bagong materyales, pag-save ng mga metal, enerhiya at pagtaas ng produktibidad sa paggawa.