Pirometalurji - Pyrometallurgy

Pirometalurji , ekstraktif metalurjinin bir dalıdır . Değerli metallerin geri kazanılmasını sağlamak için malzemelerde fiziksel ve kimyasal dönüşümler meydana getirmek için minerallerin ve metalurjik cevherlerin ve konsantrelerin ısıl işleminden oluşur. Pirometalurjik işlem, saf metaller veya ara bileşikler veya alaşımlar gibi satılabilen ve daha sonraki işlemler için yem olarak uygun ürünler üretebilir . Pirometalurjik işlemlerle çıkarılan elementlerin örnekleri arasında demir , bakır , çinko , krom , kalay ve manganez gibi daha az reaktif elementlerin oksitleri yer alır .

Pirometalurjik işlemler genellikle aşağıdaki kategorilerden bir veya daha fazlasında gruplandırılır:

  • kireçleme,
  • kavurma,
  • eritme,
  • arıtma.

Çoğu pirometalurjik işlem, işlemin gerçekleştiği sıcaklığı sürdürmek için enerji girişi gerektirir. Enerji genellikle yanma şeklinde veya elektrik ısısından sağlanır. Beslemede, yalnızca ekzotermik reaksiyonla (yani yakıt veya elektrik ısısı eklenmeden) işlem sıcaklığını sürdürmek için yeterli malzeme mevcut olduğunda, işlemin "otojen" olduğu söylenir. Bazı sülfür cevherlerinin işlenmesi, yanmalarının ekzotermisinden yararlanır.

kalsinasyon

Kalsinasyon, bir malzemenin termal bozunmasıdır. Örnekler, ferrik hidroksit gibi hidratların ferrik okside ve su buharına ayrışmasını, kalsiyum karbonatın kalsiyum okside ve karbon dioksite ve ayrıca demir karbonatın demir okside ayrışmasını içerir:

CaCO 3 → CaO + CO 2

Kalsinasyon işlemleri, şaft fırınları , döner fırınlar ve akışkan yataklı reaktörler dahil olmak üzere çeşitli fırınlarda gerçekleştirilir .

kavurma

Kavurma, oksidasyon, indirgeme, klorlama, sülfatlama ve pirohidrolizi içerebilen termal gaz-katı reaksiyonlarından oluşur.

Kavurmanın en yaygın örneği metal sülfür cevherlerinin oksidasyonudur. Metal sülfür, havanın varlığında, havadaki oksijenin sülfür ile reaksiyona girerek kükürt dioksit gazı ve katı metal oksit oluşturmasına izin veren bir sıcaklığa kadar ısıtılır. Kavurmadan elde edilen katı ürüne genellikle " kalsine " denir . Oksitleyici kavurmada sıcaklık ve gaz koşulları, sülfür beslemesinin tamamen oksitlenmesine uygun ise, işlem " ölü kavurma " olarak bilinir . Bazen, ön işleme yankılanmalı veya elektrikli ergitme fırını beslemesinde olduğu gibi, kavurma işlemi, beslemeyi tamamen oksitlemek için gereken oksijen miktarından daha azıyla gerçekleştirilir. Bu durumda işleme " kısmi kavurma " denir çünkü kükürt sadece kısmen çıkarılır. Son olarak, sıcaklık ve gaz koşulları, beslemedeki sülfürlerin metal oksitler yerine metal sülfatlar oluşturacak şekilde reaksiyona girecek şekilde kontrol edilirse, işlem " sülfatlama kavurma " olarak bilinir . Bazen, sıcaklık ve gaz koşulları, karışık bir sülfür beslemesinin (örneğin hem bakır sülfür hem de demir sülfürü içeren bir besleme), bir metalin bir sülfat ve diğerinin bir oksit oluşturacak şekilde reaksiyona girmesini sağlayacak şekilde muhafaza edilebilir, süreç " seçici olarak bilinir. kavurma " veya " seçici sülfatlama ".

eritme

Eritme, en az bir ürünün erimiş faz olduğu termal reaksiyonları içerir.

Metal oksitler daha sonra , oksijeni karbon dioksit olarak serbest bırakan ve rafine edilmiş bir mineral bırakan indirgeyici bir madde olan kok veya odun kömürü ( karbon biçimleri ) ile ısıtılarak eritilebilir . Karbondioksit üretimiyle ilgili endişe, artan sera etkisinin tanımlanmasının ardından yalnızca yeni bir endişedir .

Karbonat cevherleri de kömürle eritilir, ancak bazen önce kalsine edilmesi gerekir .

Flux silikon bileşikleri gibi safsızlıklarla reaksiyona girdiğinden, oksit cevherlerinin erimesine yardımcı olan ve bir cüruf oluşumuna yardımcı olan diğer malzemelerin flux olarak eklenmesi gerekebilir .

Eritme genellikle metalin erime noktasının üzerindeki bir sıcaklıkta gerçekleşir, ancak işlemler ilgili cevhere ve diğer konulara göre önemli ölçüde değişir.

arıtma

Rafinasyon, termal bir işlemle malzemelerden yabancı maddelerin uzaklaştırılmasıdır. Bu, farklı türde fırınları veya diğer tesisleri içeren çok çeşitli süreçleri kapsar.

" Arıtma " terimi ayrıca belirli elektrolitik işlemlere atıfta bulunabilir . Buna göre, bazı pirometalurjik arıtma çeşitlerine " ateşle arıtma " denir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar

  • ABD Patenti 5616168 Bakırın pirometalurjisi sırasında üretilen safsızlık akışlarının hidrometalurjik işlenmesi