 |
|
Exercise 2. Make an oral translation of the text.
Exercise 3. Fill out Assessment table 11 in Part II of your book.
Exercise 4. Describe the scheme provided in the text.
Text 8
Металлургические процессы подразделяются на три основных категории:
Гидрометаллургические — протекают в водных растворах при температуре до 300 градусов (выщелачивание, цементация);
Пирометаллургические — протекают при температурах более 300 градусов (плавка, отжиг);
Электрометаллургические — протекают в водных растворах или расплавах с протеканием электрического тока соответственно через раствор или расплав, при этом на катоде восстанавливается более чистый металл, чем используемый при изготовлении анода.
Основная цель металлургических процессов - получение металлов без примесей (более высокой чистоты).
В широком смысле к металлургическим процессам можно отнести всю цепочку преобразований от руды до товарного слитка металла:
- Добыча руды: шахтным (закрытым) или карьерным (открытым) способом.
- Дробление руды
- Измельчение руды.
- Обогащение руды (гравитационным, флотационным или электромагнитым способом).
- Металлургическая переработка концентрата.
- Рафинирование металла (для благородных металлов - аффинаж).
Обогащение руды — совокупность методов разделения металлов и минералов друг от друга по разнице в их физических и/или химических свойств. В России первый труд по обогащению руд был написан М. В. Ломоносовым. Полученные продукты классифицируются на два и более классов отличных по качеству, более богатый продукт называют концентратом, самый бедный — хвостами, продукты со средним содержанием называют промежуточными, они обычно возвращаются на переработку.
Для современных руд цветных, редкоземельных и радиоактивных элементов отходы процессов обогащения полезных ископаемых (хвосты) составляет от 90 до 99 % исходной руды.
Процесс рудоподготовки вносит от 50 до 60 % затрат в стоимость переработки руды, где используется дорогое и быстроизнашивающееся оборудование.
В урановой промышленности используют обогащение руды по удельному весу и химические и физико-химические методы. Обычно используется цепочка дробление - измельчение - доводка.
Показателем способности полезных ископаемых к разделению на соответствующие продукты при их обогащении называется обогатимостью.
Доменная печь
Устройство доменной печи
1. Горячее дутьё
2. Зона плавления (заплечики и горн)
3. Зона восстановления FeO (распар)
4. Зона восстановления Fe2O3 (шахта)
5. Зона предварительного нагрева (колошник)
6. Загрузка железорудных материалов, известняка и кокса
7. Доменный газ
8. Столб железорудных материалов, известняка и кокса
9. Выпуск шлака
10. Выпуск жидкого чугуна
11. Сбор отходящих газов
До́менная печь, до́мна — большая металлургическая, вертикально расположенная печь шахтного типа для выплавки чугуна, ферросплавов из железорудного сырья, работающая на противотоке. Первые доменные печи появились в Европе в середине XIV века, в России — около 1630 г.
Описание и процессы
Доменная печь представляет собой сооружение высотой до 35 м, высота ограничивается прочностью кокса, на котором держится весь столб шихтовых материалов. Загрузка шихты осуществляется сверху, через типовое загрузочное устройство, которое одновременно является и газовым затвором доменной печи. В домне восстанавливают богатую железную руду, агломерат или окатыши. Иногда в качестве рудного сырья используют брикеты.
Доменная печь состоит из пяти конструктивных элементов: верхней цилиндрической части — колошника, необходимого для загрузки и эффективного распределения шихты в печи; самой большой по высоте расширяющейся конической части — шахты, в которой происходят процессы нагрева материалов и восстановления железа из оксидов; самой широкой цилиндрической части — распара, в котором происходят процессы размягчения и плавления восстановленного железа; суживающейся конической части — заплечиков, где образуется восстановительный газ — монооксид углерода; цилиндрической части — горна, служащего для накопления жидких продуктов доменного процесса — чугуна и шлака.
В верхней части горна располагаются фурмы — отверстия для подачи нагретого до высокой температуры дутья — сжатого воздуха, обогащенного кислородом и углеводородным топливом.
На уровне фурм развивается температура около 2000 °C. По мере удаления вверх температура снижается, и у колошников доходит около 270 °C. Таким образом в печи на разной высоте устанавливается разная температура, благодаря чему протекают различные химические процессы перехода руды в металл.
В верхней части горна, где приток кислорода достаточно велик, кокс сгорает, образуя диоксид углерода и выделяя большое количества тепла.
C + O2 = CO2 + Q
Диоксид углерода, покидая зону, обогащенную кислородом, вступает в реакцию с коксом и образует монооксид углерода — главный восстановитель доменного процесса.
CO2 + C = 2CO
Поднимаясь вверх монооксид углерода взаимодействует с оксидами железа, отнимая у них кислород и восстанавливая до металла:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
Полученное в результате реакции железо каплями стекает по раскаленному коксу вниз, насыщаясь углеродом, в результате чего получается сплав, содержащий 2,14 — 6,67 % углерода. Такой сплав называется чугуном. Кроме углерода в него входят небольшая доля кремния и марганца. В количестве десятых долей процента в состав чугуна входят также вредные примеси — сера и фосфор. Кроме чугуна в горне образуется и накапливается шлак, в котором собираются все вредные примеси.
Words to know:
1. товарный слиток
2. быстроизнашивающийся
3. удельный вес
4. заплечики
5. горн
6. распар
7. шахта
8. колошник
9. шихта
10. окатыши
11. фурма
12. кремний
13. марганец