84661

Обогащение руд цветных металлов

Конспект урока

Педагогика и дидактика

Чистая медь –- это металл розовато красного цвета очень мягкий и обладающий большой вязкостью и пластичностью. Подземного выщелачивания Техникоэко-номические показатели медного производства Производство черновой меди отличается высокой материало и топливоёмкостью.

Русский

2015-03-20

32.49 KB

1 чел.

Обогащение руд цветных металлов

  1.  дробление
  2.  метод флотации

  Особенность:

  Обогащение многостадийное: на каждой стадии выделяется концентрат какого-либо одного металла

Основные способы получения цветных металлов

  1.  Пирометаллургический процесс

а) Обжиг концентрата – для удаления вредных примесей (например, серы). Материал изменяет химический состав, сохраняя твёрдое состояние. Конечным продуктом является огарок.

б) Плавка. Шихта расплавляется и выделяется два слоя – штейн и шлак. Штейн – основной продукт, в который при плавке переходят цветные металлы.

в) Конвертирование. Заключается в продувке кислородом, либо воздухом расплавленного штейна. Кроме него в конвертер загружают флюсы. Выгорают примеси железа и серы.

Основные продукты – черновой металл и шлаки.

г) Рафинирование заключается в обработке расплавленных черновых металлов различными присадками (солями металлов).

Основной продукт – рафинированный металл (чистый). Происходит очистка и извлечение ценных элементов.

2. Гидрометаллургический процесс. Заключается в извлечении металлов из руд при t=20-200С и обычном или повышенном давлении с помощью кислот, щелочей и солей. Гидрометаллургические процессы широко распространены при производстве цинка, меди, никеля и др.

3. Электрометаллургический процесс. Основан на использовании электрического тока для проведения окислительных или восстановительных реакций.

Выделяют:

А) электротермические процессы - электроэнергия является источником технологического тепла.

Этот способ используют при производстве никеля, цинка, олова и др.

Б) электрохимические процессы основаны на электролизе водных растворов. При прохождении электрического тока через электролит протекают окислительно-восстановительные реакции.

Таким способом получают алюминий, магний и др.

Производство меди
Свойства и применение меди и медных сплавов

Чистая медь – это металл розовато- красного цвета, очень мягкий и обладающий большой вязкостью и пластичностью.

Легко куётся и прокатывается, в горячем и холодном состоянии легко волочится в проволоку. Самое ценное качество меди – высокая тепло- и электропроводность. Медь хорошо сплавляется со многими металлами.

Использование меди

Применение: 

  1.  В машиностроении
  2.  Судостроении
  3.  При изготовлении точных приборов
  4.  Чеканке монет
  5.  Электротехнике

Сплавы меди с другими металлами:

  1.  С цинком - латунь
  2.  С никелем - мельхиор
  3.  С оловом - бронза

Медные руды

Сульфидные руды:

  1.  халькопирит (медный колчедан CuFeS2);
  2.  халькозин (медный блеск CuS2);
  3.  ковеллин (CuS);
  4.  борнит (Cu3FeS3).

Окисленные руды:

  1.  куприт (Cu2O),
  2.  малахит

(CuCo3*Cu (OH)2),

  1.  азурит

(2CuCo3*Cu (OH)2).

Медеплавильная промышленность

Способы получения:

1.Пирометаллургический

2.   Подземного выщелачивания

Технико-экономические показатели медного производства

  1.  Производство черновой меди отличается высокой материало- и топливоёмкостью. Основным фактором размещения производства является сырьевой, при достаточно большом значении топливного фактора.
  2.  Поскольку черновая медь высоко транспорта-бельна, производство рафинированной меди в малой степени связано с сырьевым фактором. Данное производство является энерго- и теплоёмким. Поэтому производство размещается у источников дешёвой электроэнергии.

Основной формой организации производства является комбинирование, основанное на утилизации отходов.

Алюминиевые сплавы:

ДЮРАЛЮМИНИЙ  - медь, магний, марганец

СИЛУМИНЫ – кремний, алюминий

Алюминиевые руды:

1. Бокситы.

  Качество бокситов определяют по содержанию глинозёма (Al2O3) и кремнезёма (Si2O3).

2. Нефелины, алуниты, каолины

Алюминиевая промышленность

  1.  Основные стадии производства алюминия: Переработка руды с получением полуфабриката – глинозёма.
  2.  Получение из глинозёма алюминия.

1. Получение глинозёма (из бокситов)

Способ Байера (мокрый щелочной).

         Сущность – из размолотого боксита глинозём выщелачивают раствором гидроксида натрия. Процесс идет в автоклавах  с перегре-тым паром, который создает повышенное давление и температуру 2000 С. При данном производстве необходимо жидкое или газо-образное топливо. Этот способ довольно простой и дешёвый. Он позволяет извлечь из бокситов до 90% глинозёма.

Недостаток – бокситы должны содержать мало кремнезема.  

2. Сухой щелочной способ – пригоден для переработки любого сырья. Бокситы спекают с известняком и содой в трубчатых вращающихся печах при t более 10000 С. образуется полупро-дукт – спёк.  

Спёк измельчают и подвергают выщелачива-нию с образованием алюмината, который обрабатывают печными газами с углекислотой, обезвоживают и получают глинозём. Этот способ отличается высокой материало-ёмкостью, значительной топливо- и энергоёмкостью.

3.Получение глинозёмов из нефелинов.

Нефелин спекают с известняком при высокой температуре. Образуется глинозём, содовые растворы и шламы. Способ экономически эффективен, так как из отходов получают соду и цемент.

Факторы размещения производства

  1.  Стадия получения глинозёма привязана к сырью, но поскольку содержание глинозёма в рудах большое, влияние сырьевого фактора не столь велико, как в других отраслях цветной металлургии.
  2.  Наличие побочных производств (производство цемента, соды) обуславливает определённое значение потребительского фактора.

Производство металлического алюминия высокоэнергоёмкое. Поэтому главнейшим фактором является энергетический.

Производство свинца
Свойства и применение свинца.

Свинец – тяжёлый, очень мягкий и пластичный металл. Легко поддаётся механической обработке и литью, обладает высокими антикоррозийными свойствами. Это позволяет использовать свинец для изготовления кислотоупорной аппаратуры, различных сосудов и труб для предприятий химической промышленности. Его применяют для получения подшипниковых и типографических сплавов, в получении специальных сортов стекла, аккумуляторов, кабеля. Свинец широко применяют как металл, хорошо поглощающий различные излучения, используется в атомной промышленности.

Свинцовые руды

  1.  Свинцовый блеск (сернистый свинец или галенит -PbS), содержит до 86% свинца. Это наилучший свинцовый минерал.
  2.  Церуссит (углекислый свинец-PbCO3).
  3.  Англезит (сернокислый свинец-PbSO4).

Технико-экономические показатели

Производство свинца не отличается большой топливо- и энергоёмкостью, и его размещают в непосредственной близости от источника сырья.

Производство цинка.
Свойства и применение

Цинк резко изменяет свои свойства при изменении температуры. При обыкновенной температуру цинк хрупок, при температуре 100-150С - теряет хрупкость и становится ковким и пластичным, при температуре 200С - вновь становится хрупким.

Благодаря антикоррозийным свойствам цинк применяется для покрытия (оцинкования) железа, изготовления посуды, ванн, труб и т. д. Применяется в электротехнике, из цинка делают типографские клише, различные сплавы. Цинк входит в состав малярных красок, некоторых фармацевтических препаратов.

Цинковые руды

  1.  ЦИНКОВАЯ ОБМАНКА (СФАЛЕРИТ) ZnS
  2.  УГЛЕКИСЛЫЙ ЦИНК (СМИТСОНИТ) ZnCO3
  3.  Цинковая промышленность на стадиях добычи и обогащения очень тесно связана со свинцовой, поскольку они используют одни и те же руды.
  4.   Вследствие высокой ориентации на источники топлива и энергии заводы по производству металлического цинка удалены (иногда значительно) от своих рудных баз.

Производство никеля.
Свойства и применение никеля и его сплавов
.

Никель  отличается большой стойкостью против коррозии, даже во влажной среде и при высокой температуре он почти не окисляется. Обладает высокой пластичностью.

Входит в состав многих ценных сплавов с другими металлами. Велико его значение в производстве легированных сортов стали и при нанесении защитных покрытий на металлические изделия

Медно-никелевые сплавы:

  1.  КОНСТАНТАН
  2.  МОНЕЛЬ-МЕТАЛЛ
  3.  МЕЛЬХИОР

Получение никеля

  1.  Обогащение
  2.  Плавка
  3.  Конвертирование (файнштейн)
  4.  Флотация
  5.  Обжиг
  6.  Восстановление
  7.  Рафинирование

Технико-экономические особенности

Вследствие высокой тугоплавкости никеля и никелевых руд производство отличается высокой топливоёмкостью (1 тонна никеля  50 тонн условного топлива) и высокой электроёмкостью процесса рафинирования (1 тонна никеля – 3000 кВт/часов).

Таким образом, предприятия никелевой промышленности тяготеют к источникам топлива и энергии.

Производство олова.
Свойства и применение

Олово – металл белого цвета, очень мягкий, имеет низкую температуру плавления, на воздухе почти не окисляется. Применяется для покрытия (лужения) железа и других металлов, чтобы предохранить их от коррозии и для пайки. Олово используют при изготовлении подшипников, белой жести и др.

Производство олова

  1.  Баббиты – сплав меди сурьмы, олова
  2.  Руда:

Оловянный камень (Касситерит) SnO2

Получение:

  1.  Обогащение
  2.  Обжиг
  3.  Плавка
  4.  Рафинирование

Технико-экономические особенности производства

  1.  Так как олово легкоплавкий металл, расход топлива и энергии небольшой. Так на производство 1 тонны олова необходимо 1650 кВт/ч., на 1 тонну шихты – 300 кг топлива. Топливно-энергетический фактор по существу не влияет на размещение производства.
  2.  Оловянные заводы размещены в крупных промышленных центрах и используют сырьё не одного, а сразу нескольких месторождений, так как почти все оловянные месторождения обладают небольшими запасами олова.

Производство драгоценных металлов

  1.  Получение золота, серебра, платины
  2.  Золото встречается в самородном виде и в россыпях
  3.  Серебро встречается вместе с другими металлами, реже в самородном виде
  4.  Платина встречается в виде зерен, чешуек, пластин, редко в форме самородков
  5.  Использование – для ювелирных изделий, производства сложных приборов, некоторых медицинских инструментов