Термотехнологические процессы 40

Выплавка металлов

Выплавка - термотехнологический процесс получения металлов из руд и шихт, основанный на полном расплавлении шихты и разделений расплава на два слоя (металл - шлак, металл - штейн). Этим способом получают: сталь, чугун, никель, кобальт, свинец, черновую медь, черновой кадмий, олово, сурьму и т. д.

Выплавка стали осуществляется полным расплавлением шихты и разделением расплава на железоуглеродистый сплав, содержащий от 0,025 до 2,06 % Fe, Cu, Ni, Mo, W и шлак.

Протекающие при выплавке стали химические реакции могут быть описаны уравнениями:



Выплавку стали осуществляют в отражательных мартеновских печах при температуре 1800 ˚С.

В рабочем пространстве мартеновской печи печная газовая среда окислительная.

Получение свинца

Свинец получают методом восстановительной плавки. Цель плавки - максимально извлечь свинец в черновой металл и получить экономичный шлак.

Поскольку энергия Гиббса образования оксидов и соединений оксидов свинца с SiO2 и Fe2O3 относительно невелика, для восстановления свинца требуется слабовосстановительная атмосфера. Часть соединений свинца восстанавливается непосредственно коксом (прямое восстановление), однако превалирующей реакцией является взаимодействие с газообразным восстановителем - CO.

Реакция восстановления свинца из свободного оксида свинца PbO описывается уравнением:

Процесс восстановления свинца осуществляется в шахтной печи при 160 - 180 ˚С.

Получение никеля

Одним из способов получения никеля является восстановление его из руд. Протекающие при этом реакции описываются уравнениями: