Технологический процесс и технологическая система (стр. 18 из 47)

Крупнейшим потребителем железной руды является Азия, три основные страныимпортеры железной руды - Китай, Япония и Республика Корея. Россия импортирует концентраты и руду преимущественно из стран СНГ.

Отсутствие инвестиций не дает возм-ти отрасли перейти на более современные техн-и, а устаревшие техн-и, в свою очередь, делают прод-ю неконкурентоспособной. Поэтому важнейшей задачей комплекса явл-ся повыш-е ур-ня техн обеспечения отрасли

52.Цветные металлы и сплавы на их основе. Основные свойства и области

применения. Примеры.

2\3 всех эл-тов – Ме. Цветные – все, кроме Fe.

Цветные Ме прим-ся значительно реже чем черные и как правило в составе сплавов.

Подвиды цветных Ме:

- легкие ( Al, Mg, Ti; p<5 г\_см³)

- тяжелые (Cu, Ni, Au, Zn; p>5 г\_см³)

-редкие(благородные:рассеянные, радиоактивные, тугоплавкие)

Пром зн-е имеет бол-во Ме в виде самост Ме, либо добавок в пр-ве легированных сталей.

Широко прим-ся и там и там: Al, Ni, золото, серебро, платина, вольфрам,Mn,Cu.

Пр-во Ме: 1. пирометаллургия 2. гидрометаллургия ( выгоднее) Особенности цветной металлургии:

бедные руды (медь), незначит. кол-во ценного эл-та

комплексные, полиметалл руды

в обороте – бол кол-во руд

в ряде пр-в исп-ся реализация Мена усл-ях толлинга – эк механизм переработки давальческого сырья. При такой схеме завод получает от трейдеров оборотные средства и импортное сырье, перерабатывает его и оставляет себе премию — опред % от ст-ти Ме.

Многие произв-ли хрома, марганца, меди, титана,Al оказались недостаточно обеспечены сырьем. Толлинг решает выплату НДС, там пошлин.

3,3 млн пр-ва Al сейчас, а для его пр-ва требуется 6,5 млн т глинозема, а мы прдим 2,4 млн т глинозема.

очень высокие цены на рынке. 7000$ за тонну никеля, 1500$ - Al, до 2000$ -

Cu. Пр-во сложное, экол-ки грязное, связано с добычей.

1 место по объему выплавки и потребления в мире. Оч высокий спрос и цена.

Al - невысокая плотность, легкость, ↑ тепло- и электропроводностью, трудно обрабатывается резанием. Прим-ся в линиях электропередач, в сплавах - во многих отраслях пром-ти, важнейшая руда - бокситы. По распространенности в природе занимает 1 место среди Ме.

Основная масса Al до реформ шла в оборонную пром-ть и эн-ку. В связи с развалом этих отраслей спрос на внутр рынке сократился и заводы были переориентированы на внеш рынок: экспорт сост-ет приблизительно 80% выпуска. Алюминиевая пром-ть практически не сократила выпуск алюминия, но полностью изменила схему практически все заводы работают на базе толлинга, схема кот предполагает, что поставщик сырья, он же источник средств для оплаты пр-ва, явл-ся собственником организации. С массированным выпуском отеч алюминия на внешний рынок цены на него резко снизились ТС пр-ва алюминия:

1) Получение глинозема путем выщелачивания измельченного боксита;

2) Растворение глинозема в криолите и его последующий электролиз. В электролизной ванне анод - угольный, катод покрыт угольными блоками. Анионы Al нейтрализуются на катоде и выпаривается в расплав. На пр-во 1 тонны Al уходит 17-18 кВт электроэн-и.

3) Электролитическое рафинирование (аналогично рафинированию меди), где анодом являются алюминиевые блоки.

Al всех марок содержит более 99% Al. На рынке исп-ся в рамках новейших отраслей (авиакосмическая, атомная энергетика).

Св-ва Al:- физ: легкий, p=2,7 г\_см³, электропроводимый, - хим: коррозионностойкий, - мех: хороший конструкционный Ме, твердый, прочный, пластичный ,- техн: обработка давлением, литье, резанье

Процесс пр-ва эн-и – ресурсо- и энергоемкий процесс: на 1 т Al нужно до 7 т глинозема и 17000 кв\ч энергии

Рафинированная руда – бокситы (до 70% глинозема)

Т.к. прочность Al очень незначительна, то в кач-ве конструкц мат-лов прим-ют его сплавы: литейные (силумин), деформированные (в основном дюралюминий - сплав

Al с медью (2-5%) и добавкой других компонентов). Дюралюминий -

блестящий твердый сплав. По мех св-вам дюралюминий приближается к среднеуглеродистым сталям. Обработка давлением. Прим-ся в виде разл проката: листы, уголок, трубы и т.д. Силумин - сплав алюминия с кремнием, обладающий хорошими литейными св-вами, мягкостью, прим-ся для изг-я неответств. деталей.

Также часто прим-ся сплавы алюминия с цинком, марганцем и др Ме.

53.Алюминий и его сплавы: технологический процесс производства металлов.

1 место по объему выплавки и потребления в мире. Оч высокий спрос и цена.

1) Получение глинозема путем выщелачивания измельченного боксита;

3) Электролитическое рафинирование (аналогично рафинированию меди), где анодом являются алюминиевые блоки.

Процесс пр-ва эн-и – ресурсо- и энергоемкий процесс: на 1 т Al нужно до 7 т глинозема и 17000 кв\ч энергии

Рафинированная руда – бокситы (до 70% глинозема)

Т.к. прочность Al очень незначительна, то в кач-ве конструкц мат-лов прим-ют его сплавы: литейные(силумин), деформированные (в основном дюралюминий - сплав Al с медью (2-5%) и добавкой других компонентов). Дюралюминий - блестящий твердый сплав. По мех св-вам дюралюминий приближается к среднеуглеродистым сталям. Обработка давлением. Прим-ся в виде разл проката: листы, уголок, трубы и т.д. Силумин - сплав алюминия с кремнием, обладающий хорошими литейными св-вами, мягкостью, прим-ся для изг-я неответств. деталей. Также часто прим-ся сплавы алюминия с цинком, марганцем и др Ме.

54.Медь и ее сплавы. Технологические процессы производства и области применения.

Медь - хим-ки мало активеный Ме, обладает коррозионной стойкостью, по тепло и электропроводности уступает только серебру. Пластичен, мягкий. Практически 1\2 от выпускаемой в России меди идѐт на экспорт и сост-ет в его V более 1%. Медь пол-ют преимущественно пирометаллург способом.

ТС:

1. обогащение медной руды методом флотации, при кот размельчѐнная руда помещается в суспензию с пихтовым маслом. Смоченные маслом кусочки руды всплывают в виде пены и собираются, а пустая порода опускается на дно. Высушенная пена - концентрат - содержит до 30-35% меди.

2. концентрат обжигается. В рез-те получается сернистый газ, который идет на пр-во серной кислоты, а обожжѐнный концентрат переплавляется и получ-ся медный штейн - продукт, состоящий из сульфидов железа и меди.

3. медный штейн продувается кислородом с получением черновой меди с содержанием 1,5-3% примесей.

4. очистка черновой меди осущ-ся огневым или электролитическим методом. При огневом методе проходящий через расплав меди воздух окисляет и выводит примеси. При электролитическом методе черновая медь устанавливается в кач-ве анода, катодом служат тонкие медные листы. При пропускании постоянного тока анод растворяется и ионы меди оседают на катоде, образуя прочный слой чистой меди. В примесях при этом методе получаются золото и серебро. Пр-во меди явл-ся энергоѐмким и экол-ки вредным. Осн. часть меди идет на пр-во сплавов. Чистая медь идет на изгот. электропроводов и кабелей.

55.Сплавы меди. Свойства и области применения.

Бронза - сплав меди с любым Ме кроме цинка. Оловянистые и безоловянистые.

Бронза А7 сод-ит 7% Al, из них изготовлялись дореформенные железные монеты. Бронзы хорошо обрабатываются давлением, резанием, хорошо льются - все зависит от св-ва компонентов. Оловянистые бронзы прим-ся в художественном литье.

Латунями наз-ся сплавы меди с цинком. Двухкомпонентные латуни (Cu+Zn) и спец. Макс пластичностью обладает латунь, сод-щая 40% цинка. Осн масса латуни идет на изг-е проката, полос, труб, проволоки и разлх профилей (профиль - поперечный разрез разл Ме). Латуни обраб-ся в холодном сост-и, дешевле меди.

Медно-никелевые сплавы повышают твердость, пластичность.

56.Технико-экономическая оценка процесса производства цветных металлов.

Пример по выбору.

ТС:

1) Получение глинозема путем выщелачивания измельченного боксита;

2) Растворение глинозема в криолите и его последующий электролиз. В электролизной ванне анод - угольный, катод покрыт угольными блоками. Анионы алюминия нейтрализуются на катоде и выпаривается в расплав. На производство 1 тонны алюминия уходит 17-18 кВт электроэнергии.