Производство цветных металлов


Рассмотрены следующие аспекты:

  • промышленное значение цветных металлов
  • методы производства цветных металлов
  • пирометаллургический, гидрометаллургический и металлотермический способ получения металлов
  • производство меди, алюминия, магния и титана

Для получения меди применяют медные руды, а также отходы меди и её сплавы. В рудах содержится 1 – 6% меди. Руду, содержащую меньше 0,5% меди, не перерабатывают, так как при современном уровне техники извлечение из неё меди нерентабельно.

Алюминий получают электролизом глинозема (Al2O3) в расплавленном криолите (Na3AlF6) с добавлением фтористых алюминия (AlF3) и натрия (NaF). Алюминиевыми рудами при производстве алюминия являются бокситы, нефелины, алуниты, каолины. Наибольшее значение имеют бокситы. Алюминий в них содержится в виде корунда (Al2O3), гидроокисей (Al(OH)3, AlOOH), каолинита (Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O).

Магний получают электролизом из его расплавленных солей. Основным сырьем для получения магния являются карналлит (MgCl2·KCl·6H2O) , магнезит (MgCO3), доломит (CaCO3·MgCO3), бишофит (MgCl2·6HO2). Наибольшее распространение получил карналлит, который предварительно обогащают и обезвоживают. Безводный карналлит (MgCl2·KCl) используют для приготовления электролита.

Титан и его сплавы являются ценными конструкционными сплавами. По сочетанию свойств они превосходят многие легированные стали и сплавы металлов. Получение металлического титана затрудняется его очень высокой химической активностью при повышенных температурах. Титан образует химические соединения и твердые растворы со многими элементами. Поэтому при производстве титана требуются особые условия, обеспечивающие достаточную чистоту производимого металла.

Свинец можно получить двумя путями: пирометаллургическим и гидрометаллургическим. При пирометаллургическом способе переработки концентратов весь материал, содержащий свинец, подвергают плавке. При гидрометаллургическом способе пользуются растворением свинцовых соединений в различных растворителях с последующим выделением свинца из раствора цементацией или электролизом.

Для извлечения цинка из концентратов применяют два способа: пирометаллургический (дистилляционный) и гидрометаллургический (электролитический).

Олово — редкий рассеянный элемент, по распространенности в земной коре олово занимает 47-е место. Кларковое содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2·10−4 до 8·10−3 % по массе. Основная форма нахождения олова в горных породах и минералах — рассеянная (или эндокриптная). Однако олово образует и минеральные формы, и в этом виде часто встречается не только как акцессорий в кислых магматических породах, но и образует промышленные концентрации преимущественно в окисной (касситерит SnO2) и сульфидной (станнин) формах.