пирометаллургия

пирометаллу́ргия

Область металлургии, в которой для извлечения металлов из руд, концентратов, техногенного сырья используют металлургические процессы при высоких температурах (300—3000 °C) без расплавления, с частичным или полным расплавлением веществ. Плавка – основной пирометаллургический процесс с полным расплавлением исходных материалов (шихты) и последующим разделением расплава на металл и шлак (или на штейн и шлак). Нагрев и плавление материала происходит за счёт тепла химических реакций, сжигания топлива (уголь, мазут, газ), электрического тока и других видов нагрева. Доменная плавка – процесс производства чугуна из железосодержащих материалов, процесс плавки широко используют в производстве стали. В цветной металлургии для получения меди, никеля проводят плавку на штейн (сплав сульфидов металлов), а затем получают черновой металл конвертированием (разновидность плавки). Алюминий производят электролизом глинозёма (Al₂O₃) в расплаве солей в ванне-электролизёре при температуре ~ 1000 °C. Расплавленный алюминий собирается на угольном катоде, расположенном на дне электролизёра. Газы, выделяемые при аноде, через газоотсосную систему направляют на очистку.

Схематический чертёж ванны электролизёра:

1 – слой глинозёма; 2 – токоподводящие стержни; 3 – анод; 4 – угольный катод; 5 – расплавленный алюминий; 6 – застывший электролит; 7 – газоотсосная система

Конструкции плавильных печей весьма разнообразны: они могут быть вертикальными (шахтные печи), горизонтальными (конвертер), периодического и непрерывного действия, по способу нагрева – электродуговыми, индукционными печами сопротивления. Для получения металлов и сплавов высокой чистоты используют плавильные процессы (напр., ликвационная, электронно-лучевая плавка, зонная плавка). Эти процессы применяют для получения тугоплавких металлов (молибден, цирконий, ванадий, титан), рассеянных редких металлов (германий, индий, галлий, селен, теллур). Пирометаллургические процессы – основные для производства чугуна, стали, свинца и широко используются при производстве многих цветных металлов – меди, никеля, алюминия, титана, вольфрама и других металлов.