Нефтепереработка (металлургия)

Чтобы узнать о других значениях, см. «Переработка» .

В металлургии рафинирование заключается в очистке нечистого металла. Его следует отличать от других процессов, таких как плавка и обжиг, тем, что эти два процесса включают химическое изменение сырья, тогда как при очистке конечный материал химически идентичен сырью. Таким образом, рафинирование повышает чистоту сырья в результате обработки. Существует множество процессов, включая пирометаллургические и гидрометаллургические методы.

Вести

Купелирование

Основная статья: Купелирование

Одним из древних способов извлечения серебра из свинца было купелирование . Этот процесс включал плавление нечистых образцов свинца в купеле, небольшом пористом контейнере, предназначенном для очистки, который способствовал бы процессу окисления, и в то же время был способен выдерживать тепло, необходимое для плавления этих металлов в печи. Эта реакция приведет к окислению свинца до глета вместе с любыми другими присутствующими примесями, тогда как серебро не окислится.

В 18 веке процесс велся с помощью своеобразной отражательной печи , но отличавшейся от обычной тем, что воздух над поверхностью расплавленного свинца продувался из сильфонов или (в 19 веке) выдувных цилиндров.

Процесс Паттинсона

Основная статья: Процесс Паттисона

Процесс Паттинсона был запатентован его изобретателем Хью Ли Паттинсоном в 1833 году, который описал его как «улучшенный метод отделения серебра от свинца». . Он использовал тот факт, что в расплавленном свинце (содержащем следы серебра) первым металлом, который затвердевает из жидкости, является свинец, в результате чего оставшаяся жидкость становится богаче серебром. Оборудование Паттинсона представляло собой ряд из 13 железных котлов, каждый из которых нагревался снизу. Некоторое количество свинца, естественно, содержащего небольшой процент серебра, загружали в центральный котел и плавили. Затем ему дали остыть. По мере затвердевания свинца его удаляли с помощью больших перфорированных железных ковшей и перемещали в следующий горшок в одном направлении, а оставшийся металл, который теперь был богаче серебром, затем переносили в следующий горшок в противоположном направлении. Процесс повторялся от одного горшка к другому, свинец накапливался в горшке на одном конце, а металл, обогащенный серебром, - на другом. Возможный уровень обогащения ограничен эвтектикой свинец-серебро , и обычно процесс останавливается на уровне 600–700 унций на тонну (около 2%), поэтому дальнейшее разделение осуществляется купелированием.

Процесс был экономичным для свинца, содержащего не менее 250 граммов серебра на тонну.

Процесс Паркса

В процессе Паркса , запатентованном в 1850 году Александром Парксом , используется расплавленный цинк . Цинк не смешивается со свинцом, и когда два расплавленных металла смешиваются, цинк отделяется и всплывает наверх вместе с ~2% свинца. Однако серебро легче растворяется в цинке, поэтому верхний слой цинка несет в себе значительную часть серебра. Затем расплав охлаждают до затвердевания цинка и окалины удаления . Затем серебро восстанавливается путем улетучивания цинка. Процесс Паркса в значительной степени заменил процесс Паттинсона, за исключением случаев, когда свинец содержал недостаточно серебра. В таком случае процесс Паттинсона предоставил метод обогащения его серебром примерно до 40–60 унций на тонну, при которой его можно было обрабатывать с помощью процесса Паркса.

Медь

Огневое рафинирование

Исходным продуктом меди выплавки была нечистая «черновая» медь , содержащая серу и кислород. Для удаления этих примесей черновую медь неоднократно плавили и затвердевали, проходя цикл окисления и восстановления. На одной из предыдущих стадий плавки добавляли свинец. Золото и серебро преимущественно растворяются в нем, что обеспечивает возможность извлечения этих драгоценных металлов. Чтобы получить более чистую медь, пригодную для изготовления медных пластин или полых изделий , были предприняты дальнейшие процессы плавки с использованием древесного угля в качестве топлива. Повторное применение таких процессов огневого рафинирования позволило получить медь чистотой 98,5-99,5%.

Электролитическая очистка

Самая чистая медь получается электролитическим используется пластина нечистой меди процессом, при котором в качестве анода — тонкий лист чистой меди , а в качестве катода . Электролит представляет собой кислый раствор сульфата меди(II). Пропуская электричество через элемент, медь растворяется с анода и откладывается на катоде. Однако примеси либо остаются в растворе, либо собираются в виде нерастворимого осадка. Этот процесс стал возможен только после изобретения динамо-машины ; Впервые он был использован в Южном Уэльсе в 1869 году.

Железо

Кованое железо

Основная статья: Кованое железо

Продуктом доменной печи является чугун , который содержит 4–5% углерода и обычно немного кремния . Для производства подделываемого продукта требовался дальнейший процесс (обычно называемый оклейкой , а не рафинированием) . С 16 века это делалось в ювелирной кузнице . В конце 18 века его стали заменять лужением ( в пудлинговой печи ), которое, в свою очередь, постепенно вытеснялось производством мягкой стали по бессемеровскому процессу .

Рафинированное железо

Основная статья: Рафинированное железо

Термин «переработка» используется в более узком контексте. Генри Корта Первоначальный процесс лужи работал только там, где сырьем был белый чугун , а не серый чугун , который был обычным сырьем для кузниц. Чтобы использовать серый чугун , необходимо было провести предварительный процесс рафинирования для удаления кремния. Чугун плавили в вытяжной печи , а затем выливали в корыто. В результате этого процесса кремний окислился с образованием шлака, который плавал на железе и удалялся путем опускания дамбы в конце желоба. Продуктом этого процесса был белый металл, известный как более тонкий металл или рафинированное железо .

Драгоценные металлы

Аффинаж драгоценных металлов – это отделение драгоценных металлов от благороднометалльных материалов. Примеры таких материалов включают использованные катализаторы , электронные сборки , руды или металлические сплавы .

Процесс

Для выделения материалов, содержащих благородные металлы, пиролиза и/или гидролиза применяют процедуры . При пиролизе продукты благородных металлов выделяются из других материалов путем затвердевания в расплаве с образованием огарка , а затем сливаются или окисляются . При гидролизе продукты благородных металлов растворяются либо в царской водке (состоящей из соляной и азотной кислот соляной кислоты и газообразного хлора ), либо в растворе . Впоследствии некоторые металлы можно осаждать или восстанавливать непосредственно с помощью солевых, газовых, органических и/или нитрогидратных соединений. После этого они проходят стадии очистки или перекристаллизовываются . Драгоценные металлы отделяются от солей металлов путем прокаливания . Благородные металлы сначала гидролизуются, а затем термически подготавливаются ( пиролизуются ). Процессы более продуктивны при использовании катализаторов, которые иногда сами могут содержать драгоценные металлы. При использовании катализаторов продукт переработки в каждом случае удаляется и несколько раз прогоняется по циклу.

См. также

• Обогащение – процесс отделения коммерчески ценных минералов от их руд. Страницы с кратким описанием целей перенаправления.
• Рудный концентрат – необработанная руда, переработанная для концентрации металлического компонента.
• Список глиноземных заводов

Библиография

• Дж. Дэй и Р. Ф. Тайлекот, Промышленная революция в металлах (Институт металлов, Лондон, 1991).
• Содерберг, А. 2011. Аффинаж серебра Эйвинда Скалдаспиллира и стандарты в доденежной экономике в свете находок из Сигтуны и Готланда . Situne Dei 2011. Эдберг, Р. Викстрем, А. (ред.). Сигтуна.
• Р. Ф. Тайлекот, История металлургии (Институт материалов, Лондон, 1992).
• Университет Ньюкасла: Хью Ли Паттинсон