Химическая энциклопедия

ПИРОМЕТАЛЛУРГИЯ

(от греч. ру-огонь иметаллургия),совокупность высокотемпературных процессов получения и рафинирования металлов и их сплавов. До кон. 19 в. металлы получали только с помощью пирометаллургич. процессов; в настоящее время, несмотря на быстрый прогресс новых направлений -гидрометаллургиии электрометаллургии, П. сохраняет ведущее положение. В крупнейших по объему выпускаемой продукции произ-вах чугуна и стали используют только пирометаллургич. переделы. Пирометаллургич. способом получают осн. часть Cu, Pb, Ni, Ti и др. важнейших металлов, а, кроме того, во мн. технол. схемах пирометаллургич. процессы сочетаются с гидро- и электрометаллургическими.

По целевому признаку пирометаллургич. процессы можно разделить на подготовительные, концентрирозание и очистку от осн. массы примесей, получение металлов из их соед., глубокую очистку металлов (рафинирование).

Наиб. распространенная подготовительная операция-обжиг, к-рый проводят при т-ре ниже т-р плавления сырья и продукта с целью изменения состава, удаления вредных примесей или(и) укрупнения пылевидных материалов (агломерирующий обжиг, или агломерация). По назначению и характеру протекающих процессов различают: окислит. обжиг, приводящий к получению оксидов или сульфатов (сульфатизирующий обжиг) при взаимод. сульфидных материалов с кислородом воздуха (напр., обжиг медных и молибденовых концентратов, сульфатизирующий обжиг цинковых концентратов); восстановит. обжиг для получения низших оксидов или металлов путем взаимод. исходных материалов с углем или др. восстановителями (напр., магнетизирующий обжиг железных руд с добавкой угля для перевода Fe2O3в Fe3O4перед электромагн. обогащением); кальцинирующий обжиг для получения оксидов металлов из их гидратов, карбонатов или др.соед., разлагающихся при высокой т-ре; обжиг с добавками твердых или жидких реагентов (напр., спекание вольфрамовых концентратов с содой для получения р-римого в воде Na2WO4, сульфатизация концентратов и пром. продуктов, содержащих Nb, Та и др. редкие металлы, с использованием H2SO4) и др. способы обжига.

Концентрирование металлов достигается переводом их и осн. массы пустой породы в разные легко отделяющиеся одна от другой фазы. Важнейший способ концентри-рования - плавка, осуществляемая при т-ре, достаточной для расплавления (полного или осн. части) исходного материала и продуктов. При плавке образуются два или более несмешивающихся жидких слоя, различающихся по плотности,-металлический, шлак (сплав оксидов), штейн (сплав сульфидов), расплавы солей и т. д. Восстановит. плавку проводят с использованием восстановителя, чаще всего твердого угле-родсодержащего (кокс, уголь). Продукты восстановит. плавки-металлич. расплав и шлак, иногда и др. фазы. Распределение металлов и примесей между слоями зависит от легкости их восстановления. При восстановит. плавке железных руд (доменный процесс), свинцовых, оловянных и др. концентратов извлекаемый металл переходит в металлич. фазу, примеси-в шлак или штейн, в то время как при плавке ильменитового концентрата (FeTiO3) целевым продуктом является шлак с высоким содержанием Ti, а в металлич. расплав переходит осн. примесь-Fe.

В основе окислит. плавки (окислитель - кислород) сульфидных руд, концентратов и пром. продуктов (отражательная, шахтная и электроплавка медных и медно-никелевых концентратов и руд на штейн, конвертирование никелевых и медно-никелевых штейнов и др.) лежит различие в сродстве металлов к кислороду и сере. При недостатке S в штейне концентрируются Cu, Ni, Со и др. цветные металлы, а осн. часть Fe, Ca, Si, Al, Mg и др. переходят в шлак. На этом же различии основана восстановительно-сульфидирующая плавка окисленных никелевых руд.

Др. группа процессов концентрирования основана на отделении металла в виде пара (или летучего соед.) от осн. массы исходного материала, находящегося в твердом или жидком состоянии. Осн. примеры: фьюминг-процесс-отгонка Pb, Zn, Cd, SnS и SnO при продувке жидких шлаков смесью воздуха с угольной пылью; вельц-процесс - отгонка Zn из смешанного с коксом дисперсного материала при т-ре, исключающей плавление; хлорирование титановых шлаков, лопаритового и цирконового концентратов с получением летучих TiCl4, NbOCl3, TaCl5, ZrCl4.

Для очистки от основной массы примесей применяют дистилляцию и др. процессы, основанные на разл. летучести соед. целевого металла и примесей (дистилляция MoO3, TiCl4, возгонка ZrCl4, вакуумная дистилляция Mg и MgCl2из титановой губки и др.). Различия в летучести увеличивают избират. восстановлением, окислением или др. приемами (напр., избират. восстановление ZrCl4в смеси с HfCl4до нелетучего ZrCl3, избират. восстановление NbCl5в смеси с TaCl5до нелетучего NbCl3). Наиб. эффективный способ разделения в-в с разной т-рой кипения - ректификация (напр., очистка TiCl4от SiCl4, разделение TaCl5и NbCl5и т. д.).

Получение металлов из соед. осуществляют разл. методами. Если соед. металла имеет достаточно низкую термич. устойчивость, металл из него можно получить без применения восстановителей-термич. диссоциацией. Этим способом получают, напр., Fe, Ni, Со и др. металлы из их карбонилов, W и Mo-из их хлоридов. Металлы с небольшим сродством к кислороду производят окислением их сульфидов (конвертирование медного штейна на черновую медь, получение Hg при окислит. обжиге HgS). В остальных случаях применяют электролиз в расплаве солей (напр., произ-во Al из Al2O3, Mg из MgCl2, Та из Ta2O5, Zr из K2ZrF6) или используют восстановители. С помощью восстановителей металлы чаще всего получают из оксидов и галогенидов. При произ-ве металлов из оксидов применяют СО, CH4, продукты неполного сжигания или взаимод. с водяным паром угля или прир. газа (восстановление оксидов Fe), H2(восстановление оксидов W, Mo, Fe, Cu), углерод (получение Ni, Fe, W). Самые устойчивые оксиды восстанавливают углеродом (карботермич. способ) в вакууме (напр., получение Nb и Та) или металлами (см.Металлотермия),имеющими наибольшее сродство к кислороду (алюминотер-мич. способ получения Nb и Та, восстановление оксидов Ti и Zr кальцием или CaH2, оксидов U кальцием или Mg и т. д.). Галогениды восстанавливают металлами или H2(восстановление TiCl4и ZrCl4магнием или натрием, BeF2магнием, UF4магнием или кальцием, натриетермич. восстановление K2TaF7, K2NbF7, K2ZrF6и т. д.).

При рафинировании металлов используют различия в их хим. св-вах, в коэф. распределения между твердой фазой и расплавом, в летучестях металлов и примесей или их соединений. На избират. окислении примесей (С, Si, Mn, P, S и др.) основано получение стали из чугуна (см.Железа сплавы)-при окислении кислородом воздуха или обогащенного им дутья (конвертерные процессы) или оксидами, содержащимися в руде или скрапе (мартеновский процесс), примеси из металлич. расплава переходят в шлак или газы. Высокое сродство Cu к S используют при тонком рафинировании Pb-после добавления небольшого кол-ва элементарной S на пов-сть расплавленного Pb всплывает твердый сульфид Cu2S.

В основе ликвационной очистки металлов лежит выделение примесей из расплава при понижении т-ры. Примерами могут служить очистка Pb от Cu, Sn от Fe и др. Дистилляц. очистке подвергают металлы, имеющие достаточно высокую летучесть (Hg, Cd, As, Zn и др.). В ряде случаев дистилляцию проводят в вакууме (Li, Rb, Cs и др.).

При очистке от примесей, более летучих, чем основной металл, последний переплавляют в вакууме. Этот метод применяют в металлургии W, Mo, Nb, Та, Ti, Zr и др. Глубокую очистку металлов обеспечиваютхимические транспортные реакции(р-ции переноса) - обратимые р-ции, сопровождающиеся переносом основного металла из одной температурной зоны в другую в результате образования и разложения промежут. газообразных соед. (напр., очистка Ni в виде тетракарбонила, Ti и Zr в виде тетраиодидов). Самые чистые металлы получают с помощью направленной кристаллизации и зонной плавки-процессов, основанных на обогащении выделившихся из расплава кристаллов примесями, повышающими т-ру плавления металла, а расплава - примесями, понижающими ее. Эти способы очистки применяют при получении монокристаллов W, Mo, Ga, Al, Sn и др.

Пирометаллургич. процессы осуществляют в печах разл. типа с использованием разнообразных видов нагрева (см.Печи).В последние годы развиваются автогенные процессы, в к-рых требуемая т-ра поддерживается благодаря выделяющемуся теплу экзотермич. р-ций, напр. обжиг сульфидных концентратов в кипящем слое, плавка во взвешенном состоянии на кислородном или горячем воздушном дутье, процессы "Норанда" и "Мицубиси", плавка в жидкой ванне и др. (см.Медь).

Важное направление совершенствования пирометаллур-гич. процессов-снижение их вредного воздействия на окружающую среду, связанное с внедрением безотходных технологий, с сокращением и обезвреживанием отходов и выбросов.

Лит.:Ванюков А. В., Зайцев В. Я., Теория пирометаллургических процессов, M., 1973; Севрюков H. H., Кузьмин Б. А., Челищев E. В., Общая металлургия, 3 изд., M., 1976; Зеликман A. H., Металлургия редких металлов, M., 1980; Ванюков А. В., Уткин H. И., Комплексная переработка медного и никелевого сырья, Челябинск, 1988.Г. M. Вольдман.



  1. пирометаллургия—ПИРОМЕТАЛЛУРГИЯ от греч. руr огонь и металлургия iсовокупность металлургич. процессов протекающих при высоких темпpax. П. осн. и старейшая область металлургии. С древних...Большая советская энциклопедия
  2. пирометаллургия—от греч. pr огонь и Металлургия совокупность металлургических процессов протекающих при высоких температурах. П. основная и старейшая область металлургии. С древних врем...Большая Советская энциклопедия II
  3. пирометаллургия—от греч. руг огонь и металлургия i совокупность процессов получения и очистки металлов и сплавов протекающих при высоких темпpax. П. осн. и древнейшая область металлург...Большой энциклопедический политехнический словарь
  4. пирометаллургия—от греч. pyr огонь и металлургия совокупностьметаллургических процессов протекающих при высоких температурах обжигплавка конвертирование рафинирование дистилляция. Осно...Большой энциклопедический словарь II
  5. пирометаллургия—ПИРОМЕТАЛЛУРГИЯ от греч. pyr огонь и металлургия совокупность металлургических процессов протекающих при высоких температурах обжиг плавка конвертирование рафинирование...Большой Энциклопедический словарь V
  6. пирометаллургия—от греческого pyr огонь и металлургия общее наименование металлургических процессов протекающих при высоких температурах обжиг плавка рафинирование и др. Основа производ...Иллюстрированный энциклопедический словарь
  7. пирометаллургия—Начальная форма Пирометаллургия единственное число женский род именительный падеж неодушевленное...Морфологический разбор существительных
  8. пирометаллургия—пирометаллургия пирометаллургия и...Орфографический словарь
  9. пирометаллургия—u жu Р.u Д.u Пр.u пирометаллургии...Орфографический словарь русского языка
  10. пирометаллургия—mtallurgie par voie sche...Политехнический русско-французский словарь
  11. пирометаллургия—пирометаллургия пирометаллургии пирометаллургии пирометаллургий пирометаллургии пирометаллургиям пирометаллургию пирометаллургии пирометаллургией пирометаллургиею пиромет...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
  12. пирометаллургия—Орфографическая запись слова пирометаллургия Ударение в слове пирометаллургия Деление слова на слоги перенос слова пирометаллургия Фонетическая транскрипция слова пиромет...Полный фонетический разбор слов
  13. пирометаллургия—пирометаллургия и...Русский орфографический словарь
  14. пирометаллургия—пирометаллургия f english pyrometallurgy deutsch Pyrometallurgie f franais pyromtallurgie...Русско-английский (-немецком, -французский) металлургический словарь
  15. пирометаллургия—pyrometallurgy пирометаллургия ж.upyrometallurgy...Русско-английский политехнический словарь
  16. пирометаллургия—ж....Русско-английский словарь по физике
  17. пирометаллургия—pyrometallurgy...Русско-английский технический словарь
  18. пирометаллургия—Праметалургя...Русско-белорусский словарь
  19. пирометаллургия—праметалургя жен.i...Русско-белорусский словарь II
  20. пирометаллургия—ж. pirometallurgia f...Русско-итальянский политехнический словарь
  21. пирометаллургия—пирометаллургия...Русско-казахский терминологический словарь «Горное дело и металлургия»
  22. пирометаллургия—пирометаллургия...Русско-казахский терминологический словарь «Машиностроение»
  23. пирометаллургия—...Русско-китайский словарь
  24. пирометаллургия—Pyrometallurgie Schmelzflumetallurgie Schmelzmetallurgie Thermometallurgie...Русско-немецкий политехнический словарь
  25. пирометаллургия—техн. прометалургя...Русско-украинский политехнический словарь
  26. пирометаллургия—pyromtallurgie thermomtallurgie...Русско-французский словарь по химии
  27. пирометаллургия—pyrometalurgie...Русско-чешский словарь
  28. пирометаллургия—пирометаллургия гии...Русское словесное ударение
  29. пирометаллургия—пирометаллургия...Слитно или раздельно? Орфографический словарь-справочник
  30. пирометаллургия—пирометаллургия и...Слитно. Раздельно. Через дефис. Словарь-справочник
  31. пирометаллургия—пирометаллургия гр.em pyr огонь металлургия совокупность процессов получения н очистки металлов и металлических сплавов осуществляемых в печах при высоких температурах. ...Словарь иностранных слов русского языка
  32. пирометаллургия—Pyrometallurgy Пирометаллургия. Высокотемпературное извлечение или очистка металлов. Источник Металлы и сплавы. Справочник. Под редакцией Ю.П. Солнцева НПО Профессионал ...Словарь металлургических терминов
  33. пирометаллургия—ПИРОМЕТАЛЛУРГИЯ от греческого pyr огонь и металлургия общее наименование металлургических процессов протекающих при высоких температурах обжиг плавка рафинирование и др....Современная энциклопедия
  34. пирометаллургия—ПИРОМЕТАЛЛУРГИЯ от греч . pyr огонь и металлургия совокупность металлургических процессов протекающих при высоких температурах обжиг плавка конвертирование рафинирование...Современный энциклопедический словарь
  35. пирометаллургия—пирометаллургия [гр. руг огонь металлургия] совокупность процессов получения н очистки металлов и металлических сплавов осуществляемых в печах при высоких температурах....Толковый словарь иностранных слов
  36. пирометаллургия—Ударение в слове пирометаллургияУдарение падает на буквы уиБезударные гласные в слове пирометаллургия...Ударение и правописание
  37. пирометаллургия—Rzeczownik пирометаллургия f pirometalurgia f...Универсальный русско-польский словарь
  38. пирометаллургия—пирометаллургия пирометаллургии пирометаллургии пирометаллургий пирометаллургии пирометаллургиям пирометаллургию пирометаллургии пирометаллургией пирометаллургиею пиромет...Формы слова
  39. пирометаллургия—Ларго Ламут Ламер Лал Лаг Итр Итог Итл Италия Ирма Ирита Ирга Иприт Ипомея Ипат Иомут Иолит Иол Имя Импортер Импорт Импетиго Империя Империал Император Имаго Илот Илл Или...Электронный словарь анаграмм русского языка
  40. пирометаллургия—[pyrometallurgy] от греческого pyrогонь и металлургия совокупность металлургических процессов протекающих при высоких температураx. Пирометаллургия основная и старейшая...Энциклопедический словарь по металлургии
  41. пирометаллургия—Пирометаллургия область металлургии в которой для извлечения металлов из руд концентратов техногенного сырья используют металлургические процессы при высоких температура...Энциклопедия «Техника»
  42. пирометаллургия—пирометаллургия область металлургии в которой для извлечения металлов из руд концентратов техногенного сырья используют металлургические процессы при высоких температурах...Энциклопедия техники