METALURGIA METALI NIEŻELAZNYCH

Metalurgia metali nieżelaznych

dr inż. Robert SkoblikWydział Mechaniczny

Katedra Technologii Materiałów Maszynowych i Spawalnictwa

Literatura

1. Chodkowski S.: „Metalurgia metali nieżelaznych” WGH Katowice 19622. Chudzikiewicz R., Briks W.: Podstawy metalurgii i odlewnictwa. Warszawa: PWN

1977.3. Encyclopedie des Sciences Industrielles Quillet – MecaniqueLibrairie Aristide

Quillet Paris 1974Encyklopedia techniki „Metalurgia” Wyd. Śląsk Katowice19854. Kosowski A.: „Zarys odlewnictwa”Wyd. AGH Kraków 19975. Muszyński Z.: „Zarys technologii metali” PWN, Warszawa 19786. Praca zbiorowa. „Podstawowe techniki wytwarzania w przemyśle maszynowym”

WNT Warszawa 19737. Szweycer M., Nadolska D.: Metalurgia i odlewnictwo. Poznań: Wyd. Politechniki

Poznańskiej 20029. Tabor A., Rączka J.S., Kowalski J.S., Kraus E.: „Metalurgia”. Wyd. Pol. Krak.

Kraków 199910. „Świat Wiedzy”11. INTERNET

Metalurgia metali nieżelaznych

• Metalurgię metali nieżelaznych można podzielić na metalurgię:

• 1. metalurgię metali nieżelaznych ciężkich; – miedź, kobalt, cynk, cyna ołów, molibden, bizmut, mangan, niob wanad wolfram.

• 2. metalurgię metali nieżelaznych lekkich; - aluminium, magnez, tytan, beryl, lit, sód,

• 3. metalurgię metali szlachetnych; - złoto, srebro, platyna, iryd, rod, ruten,

• 4. metalurgię metali ziem rzadkich; - gal, ind, german, cez, lantan, telur, tor.

Metalurgia miedzi

Metalurgia miedzi

90% miedzi otrzymuje się metodą metalurgii ogniowej.Fazy produkcyjne otrzymywania miedzi:1. Wzbogacanie rud.2. Uśrednianie, mieszanie, brykietowanie mieszanki koncentratów miedzi.3. Topienie koncentratów miedzi w piecach szybowych,4. Rozdzielenie uzyskanego stopu na kamień miedziowy i żużel,5. Świeżenie kamienia miedziowego w konwertorach poziomych –

usunięcie żelaza, siarki, ołowiu, cynku - uzyskanie miedzi konwertorowej,

6. Ogniowa rafinacja miedzi konwertorowej w piecach płomiennych,7. Odlewanie anod na karuzelowych maszynach rozlewniczych,8. Elektrolityczne rafinowanie miedzi – oddzielenie metali szlachetnych i

uzyskanie czystej miedzi katodowej,9. Stapianie i rafinowanie miedzi katodowej w piecu płomiennym,10. Odlewanie wlewków.

Metalurgia miedzi

Piec szybowy do wytapiania kamienia miedziowego: 1- urządzenie zasypowe zamknięte podwójnym stożkiem, 2 – wylot gazów, 3 – dysze, 4 – skrzynie wodne, 5 – murowana część szybu, 6 – przewód powietrzny, 7 – otwórspustowy [1]

Metalurgia miedzi

Schemat pieca płomiennego do wytopu rudy miedzi: 1 – zasobniki z wsadem,2 – przestrzeń robocza pieca [1]

Metalurgia miedzi

Konwertor poziomy: 1 – płaszcz, 2 – dennica, 3 – rolka oporowa, 4 – pierścień zębaty, 5 – podstawa rolki, 6 – fundament, 7 – gardziel, 8 – silnik elektryczny, 9 – rura rozdzielacza powietrza, 10 – dysze [1]

Metalurgia miedzi

Schemat wanny do elektrolitycznej rafinacji miedzi: 1 – żelazobetonowa wanna, 2 – płyty z winiduru,3 – otwór spustowy, 4 – płyty z miedzi z rafinacji ogniowej, 5 – cienkie arkusze z miedzi elektrolitycznej,6 – szlam, 7 – elektrolit [2]

Metalurgia aluminium

• Podstawowe rudy aluminium:• 1. – boksyty,• 2. – nefeliny,• 3. – ałunity,• 4. – kaoliny.

• Najbardziej znaną metodą otrzymywania aluminium jest metoda składająca się z dwóch faz:

• 1. - otrzymywanie czystego tlenku aluminium metoda Bayera,• 2. – elektroliza tlenku glinowego w ciekłym kriolicie.


Metoda Bayera otrzymywania tlenkualuminium [2]


Schemat wanny elektrolitycznej z ciągłą anodą i górnym doprowadzeniem prądu: 1 – cegłaSzamotowa, 2 – bloki katodowe, 3 – pręty katodowe, 4 – boczne płyty węglowe, 5 – tlenekglinu, 6 – warstwa zakrzepłego elektrolitu, 7 – ciekły elektrolit, 8 – aluminium, 9 – układ odciągu gazów, 10 – anoda, 11 – sworznie doprowadzające prąd do anody [5]

Metalurgia cynku

• Rudy cynku:• 1. – blenda cynkowa ZnS,• 2 – galman ZnCO3• Obecnie stosowane są następujące metody wytwarzania

cynku.• l. Metoda ogniowa (pirometalurgiczna) polegająca na redukcji

tlenku cynkowego za pomocą reduktora węglowego w muflach poziomych lub pionowych ogrzanych do ok. 1200 °C. Zredukowany cynk uchodzi z mufli w postaci pary do nadstawki (kondensatora), w której skrapla się; wybierany z nadstawek ciekły cynk surowy poddawany jest następnie rafinacji w celu usunięcia domieszek.

Metalurgia cynku• 2. Nowa metoda ogniowa redukcji i destylacji cynku w

piecach szybowych opalanych koksem i wyposażonych w dwa kondensatory

• 3. Metoda hydroelektrometalurgiczna polegająca na ługowaniu wy-prażonego koncentratu rozcieńczonym kwasem siarkowym. Otrzymany w wyniku ługowania roztwór siarczanu cynkowego oczyszcza się z domieszek, po czym następuje wydzielenie cynku z oczyszczonego roztworu w wannach elektrolitycznych z nierozpuszczalnymi anodami. Wydzielony na katodach cynk zdejmuje się z nich, przetapia i odlewa w płyty.

• 4. Metoda elektrotermiczna, tj. wytwarzanie cynku z rud i koncentratów w piecach elektrycznych stosowana przez przemysł cynkowy w bardzo ograniczonym zakresie.

Metalurgia cynku

[1]

Metalurgia cynku

[10]

Metalurgia cynku

[10]

Metalurgia stopów odlewniczych metali nieżelaznych

• Podstawowe stopy metali nieżelaznych• Stopy miedzi:• - brązy – stopy miedzi z metalami z wyjątkiem cynku i niklu

• - brązy cynowe,• - brązy aluminiowe,• - brązy ołowiowe,• - brązy krzemowe.• - inne brązy: np.. aluminiowo – żelazowo manganowy


• - mosiądze – stopy miedzi z cynkiem do zawartości 50% Zn,– - mosiądze ołowiowe,– - mosiądze krzemowe,– - mosiądze aluminiowo – manganowo – żelazowe i inne


• Stopy aluminium– z krzemem, zwane siluminami,– z miedzią,– z magnezem.

• Stopy cynku– z aluminium,– z miedzią,– z aluminium i miedzią,– z aluminium miedzią i manganem.


• Stopy magnezu– z aluminium,– z cynkiem,– z manganem,– z cyrkonem.

• Stopy ołowiu– z antymonem,– z cyną i antymonem – stopy łożyskowe.


Piece tyglowe stosowane do wytapiania stopów metali nieżelaznych [5]


Piece płomienne do wytapiania stopów metali nieżelaznych: a) piec płomienny na paliwo gazowe Nieprzechylny, b) piec płomienny na paliwo ciekłe lub gazowe obrotowy [5]


Piece elektryczne do wytapiania stopów metali nieżelaznych: a) piec łukowy obrotowy o działaniu pośrednim, b) piec oporowy obrotowy, c) schemat pieca indukcyjnego kanałowego (rdzeniowego) [5]

Documents

METALURGIA METALI NIEŻELAZNYCH