Metalurgia metali nieżelaznych

Prezentacja na temat: "Metalurgia metali nieżelaznych"— Zapis prezentacji:

1 Metalurgia metali nieżelaznych
dr inż. Robert Skoblik Wydział Mechaniczny Katedra Inżynierii Materiałowej i Spajania

2 Literatura Chodkowski S.: „Metalurgia metali nieżelaznych” WGH Katowice 1962 Chudzikiewicz R., Briks W.: Podstawy metalurgii i odlewnictwa. Warszawa: PWN 1977. Encyclopedie des Sciences Industrielles Quillet – MecaniqueLibrairie Aristide Quillet Paris 1974Encyklopedia techniki „Metalurgia” Wyd. Śląsk Katowice1985 Kosowski A.: „Zarys odlewnictwa”Wyd. AGH Kraków 1997 Muszyński Z.: „Zarys technologii metali” PWN, Warszawa 1978 Praca zbiorowa. „Podstawowe techniki wytwarzania w przemyśle maszynowym” WNT Warszawa 1973 Szweycer M., Nadolska D.: Metalurgia i odlewnictwo. Poznań: Wyd. Politechniki Poznańskiej 2002 Tabor A., Rączka J.S., Kowalski J.S., Kraus E.: „Metalurgia”. Wyd. Pol. Krak. Kraków 1999 „Świat Wiedzy” INTERNET

3 Metalurgia metali nieżelaznych
Metalurgię metali nieżelaznych można podzielić na metalurgię: 1. metalurgię metali nieżelaznych ciężkich; – miedź, kobalt, cynk, cyna ołów, molibden, bizmut, mangan, niob wanad wolfram. 2. metalurgię metali nieżelaznych lekkich; - aluminium, magnez, tytan, beryl, lit, sód, 3. metalurgię metali szlachetnych; - złoto, srebro, platyna, iryd, rod, ruten, 4. metalurgię metali ziem rzadkich; - gal, ind, german, cez, lantan, telur, tor.

4 Metalurgia miedzi

5 Metalurgia miedzi 90% miedzi otrzymuje się metodą metalurgii ogniowej.
Fazy produkcyjne otrzymywania miedzi: Wzbogacanie rud. Uśrednianie, mieszanie, brykietowanie mieszanki koncentratów miedzi. Topienie koncentratów miedzi w piecach szybowych, Rozdzielenie uzyskanego stopu na kamień miedziowy i żużel, Świeżenie kamienia miedziowego w konwertorach poziomych – usunięcie żelaza, siarki, ołowiu, cynku - uzyskanie miedzi konwertorowej, Ogniowa rafinacja miedzi konwertorowej w piecach płomiennych, Odlewanie anod na karuzelowych maszynach rozlewniczych, Elektrolityczne rafinowanie miedzi – oddzielenie metali szlachetnych i uzyskanie czystej miedzi katodowej, Stapianie i rafinowanie miedzi katodowej w piecu płomiennym, Odlewanie wlewków.

6 Metalurgia miedzi Piec szybowy do wytapiania kamienia miedziowego: 1- urządzenie zasypowe zamknięte podwójnym stożkiem, 2 – wylot gazów, 3 – dysze, 4 – skrzynie wodne, 5 – murowana część szybu, 6 – przewód powietrzny, 7 – otwór spustowy [1]

7 2 – przestrzeń robocza pieca [1]
Metalurgia miedzi Schemat pieca płomiennego do wytopu rudy miedzi: 1 – zasobniki z wsadem, 2 – przestrzeń robocza pieca [1]

8 Metalurgia miedzi Konwertor poziomy: 1 – płaszcz, 2 – dennica, 3 – rolka oporowa, 4 – pierścień zębaty, 5 – podstawa rolki, 6 – fundament, 7 – gardziel, 8 – silnik elektryczny, 9 – rura rozdzielacza powietrza, 10 – dysze [1]

9 Metalurgia miedzi Schemat wanny do elektrolitycznej rafinacji miedzi: 1 – żelazobetonowa wanna, 2 – płyty z winiduru, 3 – otwór spustowy, 4 – płyty z miedzi z rafinacji ogniowej, 5 – cienkie arkusze z miedzi elektrolitycznej, 6 – szlam, 7 – elektrolit [2]

10 Metalurgia aluminium Podstawowe rudy aluminium: 1. – boksyty,
2. – nefeliny, 3. – ałunity, 4. – kaoliny. Najbardziej znaną metodą otrzymywania aluminium jest metoda składająca się z dwóch faz: 1. - otrzymywanie czystego tlenku aluminium metoda Bayera, 2. – elektroliza tlenku glinowego w ciekłym kriolicie.

11 Metoda Bayera otrzymywania tlenku
Metalurgia aluminium Metoda Bayera otrzymywania tlenku aluminium [2]

12 Metalurgia aluminium Schemat wanny elektrolitycznej z ciągłą anodą i górnym doprowadzeniem prądu: 1 – cegła Szamotowa, 2 – bloki katodowe, 3 – pręty katodowe, 4 – boczne płyty węglowe, 5 – tlenek glinu, 6 – warstwa zakrzepłego elektrolitu, 7 – ciekły elektrolit, 8 – aluminium, 9 – układ odciągu gazów, 10 – anoda, 11 – sworznie doprowadzające prąd do anody [5]

13 Metalurgia cynku Rudy cynku: 1. – blenda cynkowa ZnS, 2 – galman ZnCO3
Obecnie stosowane są następujące metody wytwarzania cynku. l. Metoda ogniowa (pirometalurgiczna) polegająca na redukcji tlenku cynkowego za pomocą reduktora węglowego w muflach poziomych lub pionowych ogrzanych do ok °C. Zredukowany cynk uchodzi z mufli w postaci pary do nadstawki (kondensatora), w której skrapla się; wybierany z nadstawek ciekły cynk surowy poddawany jest następnie rafinacji w celu usunięcia domieszek.

14 Metalurgia cynku 2. Nowa metoda ogniowa redukcji i destylacji cynku w piecach szybowych opalanych koksem i wyposażonych w dwa kondensatory 3. Metoda hydroelektrometalurgiczna polegająca na ługowaniu wy­prażonego koncentratu rozcieńczonym kwasem siarkowym. Otrzymany w wyniku ługowania roztwór siarczanu cynkowego oczyszcza się z domieszek, po czym następuje wydzielenie cynku z oczyszczonego roztworu w wannach elektrolitycznych z nierozpuszczalnymi anodami. Wydzielony na katodach cynk zdejmuje się z nich, przetapia i odlewa w płyty. 4. Metoda elektrotermiczna, tj. wytwarzanie cynku z rud i koncentratów w piecach elektrycznych stosowana przez przemysł cynkowy w bardzo ograniczonym zakresie.

15 Metalurgia cynku [1]

16 Metalurgia cynku [10]

17 Metalurgia cynku [10]

18 Metalurgia stopów odlewniczych metali nieżelaznych
Podstawowe stopy metali nieżelaznych Stopy miedzi: - brązy – stopy miedzi z metalami z wyjątkiem cynku i niklu - brązy cynowe, - brązy aluminiowe, - brązy ołowiowe, - brązy krzemowe. - inne brązy: np.. aluminiowo – żelazowo manganowy

19 Metalurgia stopów odlewniczych metali nieżelaznych
- mosiądze – stopy miedzi z cynkiem do zawartości 50% Zn, - mosiądze ołowiowe, - mosiądze krzemowe, - mosiądze aluminiowo – manganowo – żelazowe i inne

20 Metalurgia stopów odlewniczych metali nieżelaznych
Stopy aluminium z krzemem, zwane siluminami, z miedzią, z magnezem. Stopy cynku z aluminium, z aluminium i miedzią, z aluminium miedzią i manganem.

21 Metalurgia stopów odlewniczych metali nieżelaznych
Stopy magnezu z aluminium, z cynkiem, z manganem, z cyrkonem. Stopy ołowiu z antymonem, z cyną i antymonem – stopy łożyskowe.

22 Metalurgia stopów odlewniczych metali nieżelaznych
Piece tyglowe stosowane do wytapiania stopów metali nieżelaznych [5]

23 Metalurgia stopów odlewniczych metali nieżelaznych
Piece płomienne do wytapiania stopów metali nieżelaznych: a) piec płomienny na paliwo gazowe Nieprzechylny, b) piec płomienny na paliwo ciekłe lub gazowe obrotowy [5]

24 Metalurgia stopów odlewniczych metali nieżelaznych
Piece elektryczne do wytapiania stopów metali nieżelaznych: a) piec łukowy obrotowy o działaniu pośrednim, b) piec oporowy obrotowy, c) schemat pieca indukcyjnego kanałowego (rdzeniowego) [5]