Цветная металлургия Цветные металлы можно разделить на

Цветная металлургия

Цветные металлы можно разделить на несколько групп • тяжелые – медь, свинец, цинк, никель, олово; • легкие – алюминий, магний, титан; • малые или младшие – сурьма, ртуть, кадмий; • легирующие – вольфрам, молибден, ванадий, кобальт; • драгоценные или благородные – золото, серебро, платина; • редкие и рассеянные – цирконий, ниобий, тантал, литий, бериллий, селен, теллур.

Особенности руд цветных металлов • • 1. они содержат относительно небольшую долю основного металла. Содержание меди в рудах очень редко превышает 5%, свинца до 5%, цинка до 6%, а молибдена всего 0, 004 -0, 005%. Исключением являются руды для производства алюминия, с содержанием до 30% основного металла. Для получения 1 т металла необходимо переработать 100 -200 т руды

• 2. В рудах цветных металлов наряду с основным металлом содержатся многие рассеянные и редкие элементы. • Имеется большое количество токсичных веществ, среди которых выделяются сера, мышьяк, сурьма, селен, теллур и др. • В ряде случаев токсичными являются и остаточные цветные металлы (свинец, цинк, медь, кадмий, ртуть и др. ). • Использовать руды цветных металлов нужно комплексно, извлекая из них все полезные компоненты для получения многих продуктов

Существует несколько способов получения цветных металлов из руд или концентратов • – пирометаллургический, электрометаллургический • гидрометаллургический. • Наиболее распространенными и в то же время неблагоприятными с точки зрения загрязнения являются первые два.

Медь • • Руды: 1. самородная медь 2. сульфидные Сu. Fe. S 3 Cu 2 S 3. окисленные • 2 способа переработки: • 1 пирометаллургический • 2. гидрометаллургический

технология • 1. обогащение • сульфидные - флотация • окисленные – отсадка • 2. обжиг концентрата – удаление серы • 3. плавка на штейн • 4. конвертер • 5. рафинирование

Отражательная печь

4. конвертер

Загрязнение • • • 1. твердые (шлаки) 2. воздух - сернистые газы - SO 2 - бенз(а)пирен 3. вода - cоли

Русская металлургическая компания и ее стратегия • 1. РУДЫ: • модернизация предприятия «Ормет» позволила РМК увеличить производство руды в два раза, до 750 тыс. тонн в год. • Приобретение холдингом Александринского месторождения увеличило объемы добычи медной руды до 1, 2 млн тонн в год. • На второй квартал 2006 года запланирован ввод в промышленную эксплуатацию месторождения «Имени 50 -летия Октября» на территории Казахстана, которое даст холдингу дополнительно более 2, 5 млн тонн медной руды в год.

2. Черновая медь • Предприятия металлургического комплекса также реализуют комплексную программу модернизации, первые результаты которой — увеличение объемов выпуска катодной меди и медной катанки, а также улучшение экологической ситуации — видны уже сейчас.

В Свердловской обл. Русская медная компания реализовала несколько крупных инновационных проектов, которые изменили лицо современной российской цветной металлургии • В конце прошлого года входящее в РМК предприятие – «Уралгидромедь» запустило принципиально новый комплекс по добыче меди гидрометаллургическим способом. • Сегодня «Уралгидромедь» — символ инновационного развития технологий в цветной металлургии. • Это единственный в своем роде промышленный комплекс извлечения меди, где нет ни традиционной добычи, ни обогащения, ни плавки металла. • Уникальность технологий «Уралгидромеди» в том, что впервые в мире в одном производственном процессе объединены: • 1. подземное выщелачивание руды, • 2. экстракция меди из раствора • 3. электровининг — особый вид электролиза.

• Новый способ добычи отличается не только технологической оригинальностью, но высокой экономичностью и низкой себестоимостью производства металла. • Кардинальные новации случаются в металлургии не часто, и открытие промышленного комплекса «Уралгидромеди» с полным правом можно назвать знаковым событием в отечественной цветной металлургии

Преимущества новой технологии • основные процессы перенесены под землю • происходят без участия человека, • позволяет получать высококачественную медь на месторождениях, отработанных и признанных бесперспективными при добыче традиционным способом. • Созданное в Свердловской области производство меди состоит из двух участков: • 1. геотехнологического поля, где идет подземный процесс насыщения водного раствора меди, и • 2. комплекса экстракции и электровининга, где из полученного раствора получают высококачественные медные катоды марки МООК, которые соответствуют требованиям Лондонской биржи металлов (1 МЕ). • Производственный цикл замкнут: после экстракции меди водный раствор снова обогащается кислотой и вновь закачивается в гидротехнологическое поле. При этом на предприятии не образуются жидкие или твердые отходы — все технологические растворы постоянно находятся в обороте.

• В создании экспериментального производства участвовали специалисты «Уралгидромеди» и компании (Великобритания). • Общий объем инвестиций в проект промышленного освоения уникальной технологии превысил $15 млн. Проектировщиком и подрядчиком Эдуард Россель заявил, что «только в отвалах и брошенных шахтах области сегодня сосредоточено около миллиона тонн меди, • опыт «Уралгидромеди» восстребован во многих районах страны и области — в частности, благодаря гидрометаллургии, брошенные и затопленные медные месторождения могут получить вторую жизнь» .

• Рядом с «Уралгидромедью» в городе Полевской в 1998 г. по последнему слову техники было построено еще одно современное предприятие холдинга РМК — Завод точных сплавов. • Благодаря уникальной системе контроля качества на предприятии освоен выпуск более двадцати видов точных сплавов на алюминиевой и медной основах по российским, американским и японским стандартам. Получив все необходимые сертификаты по европейским стандартам «Завод точных сплавов» успешно осваивает западный рынок: литейные сплавы для отливки блоков цилиндров из Полевского отправляются в Европу, США и Японию для фирм. • Сегодня объем производства превышает 26 тыс. тонн алюминиевых и медных сплавов в год.

• Еще одно предприятие холдинга РМК, расположенное в Свердловской области, — «Ревдинский завод по обработке цветных металлов» — замыкает производственную цепочку холдинга и совершенствует процессы производства продуктов высоких переделов меди. Предприятие является ведущим в России по выпуску труб и прутков из меди, никеля и сплавов на их основе. • Ревдинский завод ОЦМ освоил новую технологию выпуска сварочных электродов из дисперсно-упрочненных композиционных материалов на основе порошковой меди. • Стойкость таких электродов, которые применяются при контактной точечной сварке, в 4 -8 раз выше стойкости традиционных электродов из литой тянутой бронзы, Также среди последних инновационных разработок — освоение выпуска прямоугольных толстостенных труб летом 2005 г. Благодаря совершенствованию технологии производства удалось избежать эффекта незаполнения в углах профиля, тем самым добиться высокого качества и прочности трубы.

Свинец • • Руды: 1. сернистые Pb. S 2. углекислые Pb CO 3 3. сернокислые Pb. SO 4 • способ переработки: • 1 пирометаллургический

технология • • 1. обогащение - флотация 2. обжиг концентрата – удаление серы и спекают в куски 3. восстановительная плавка на штейн - флюсы убирают серу – водяное охлаждение 4. рафинирование Ряд последовательных переделов

Загрязнение • • • 1. твердые (свинцовый кек) 2. воздух - сернистые газы - SO 2 - медь, олово, мышьяк, золото • 3. вода - cоли

Цинк • • Руды: 1. сернистые Zn. S сфалерит 2. углекислые Zn CO 3 3. сернокислые Pb. SO 4 • 2 способа переработки: • 1 пирометаллургический • 2. гидрометаллургический

технология • • 1. обогащение - флотация 2. обжиг концентрата – удаление серы и спекают в куски 3. восстановительная плавка на штейн - флюсы убирают серу – водяное охлаждение 4. рафинирование

Загрязнение • • • 1. твердые (цинковый кек) 2. воздух - сернистые газы - SO 2 - оксид мышьяка - пыль • 3. вода – cоли, охлаждение, очистка дымовых газов, • При гидролизе - растворы

Никель • Руды: • 1. сернистые Ni 2 S • 2. окисленные Ni. SO 2 • 2 способа переработки: • 1 пирометаллургический • 2. гидрометаллургический

Загрязнение почвенного покрова Естественные ландшафты техногенные (вырублены леса, загрязнены почвы) Cu > ПДК в 200 раз Почва S (Надеждинский МЗ - 25 лет) Ni В Норильске практически не проводятся работы по консервации и санированию городских и загородных земель, интенсивно загрязненных тяжелыми металлами

технология • 1. плавка в отражательных печах • Штейн – расплав сульфида Cu, Ni, Fe + шлак • 2. расплав продувается кислородом, окисляются Fe и S • Получаем ФАЙНШТЕЙН - Cu S, Ni S • 3. ОХЛАЖДЕНИЕ • 4. ДРОБЯТ, РАЗМАЛЫВАЮТ, обогащение – флотация РАЗДЕЛЯЮТ Cu S, Ni S • 5. обжиг концентрата – удаление серы • и спекают в куски • 5. восстановительная плавка • - флюсы убирают серу • 6. рафинирование ЭЛЕКТРО

Загрязнение • • 1. ТОПЛИВОЕМКОСТЬ НА 1 Т Ni- 50 тут, 3000 к. Вт*ч твердые (цинковый кек) 2. воздух - сернистые газы - SO 2 - оксид мышьяка - пыль • 3. вода – cоли, охлаждение, очистка дымовых газов, • При гидролизе – растворы хлор-ионы, сульфат-ионы, натрий, гидрооксид натрия

• МЕДЬ СВИНЕЦ Обогащение (флотация – S • отсадка – О ) Обогащение (флотация – S отсадка – О обжиг (удаление S) Плавка на штейн (Cu. S/Fe. S) Восстановитель ная плавка ЦИНК НИКЕЛЬ Плавка на штейн Обогащение Плавка на штейн (Ni 2 S+ Cu. S+Fe. S) Конвертор 2 Fe+O 2= 2 Fe. O S+O 2= SO 2 ФАЙНШТЕЙН Ni+Cu 78% Флотируют (разделяют Cu и Ni) Конвертор (сера выгорает) Восстановление ернового Ni в электропечах Электроогневое рафинирование Рафинирование Послед. переделы Рафинирование

общие черты для отрасли • • • 1. ВОЗДУХ: - канцерогенные вещества: тяжелые металлы. - пыль - газообразные вредные вещества (HF, Cl 2, мышьяка и др. ) - диоксид серы - цветная металлургия дает около 20% всех загрязнений атмосферы этими элементом. • переработка их на серную кислоту. • 2. Шлаки цветной металлургии отличаются чрезвычайным • - разнообразием. • - на единицу выплавляемого металла их образуется больше, чем при выплавке чугуна и стали (на 1 т чугуна от 0, 2 до 1 т шлаков, при выплавке никеля до 150 т, меди 10 -30 т). • - В состав шлаков кроме оксидов кремния, алюминия, кальция, магния, железа, марганца входят такие ценные компоненты, как медь, никель, кобальт, цинк, свинец, кадмий, редкие металлы. • 3. Стоки: • - очистка дымовых газов • - гидрометаллургия

4. при производстве 1 т ВОДЫ расходуется м 3 воды : • • алюминия - 146 м 3, свинца и цинка - 360, олова – 750, меди – 775, титана – 960, никеля – 2420, вольфрама – 2470, молибдена – 2480.

Машиностроение

Машиностроительное производство концентрированное дифференцированное заготовка механообработка сборка доводка

1. заготовка. 1. отливки из цветных металлов и сплавов 2. поковки и штамповки 3. Раскрой из чугуна и стали 4. сварка

• • • штамповка Объемная Производится: преимущественно в нагретом, состоянии Недостатками объемной штамповки – ограниченность по весу штамповочных заготовок (до 350 кг), - высокая сложность изготовления штампов. • • ü ü ü Листовая Производится: преимущественно в холодном состоянии - обеспечивает получение изделий как простой, так и сложной формы: детали кузовов автомобилей, автобусов, корпусов самолетов, вагонов, днища и детали химических машин и аппаратов, котлов, цистерн, детали мотоциклов, различных приборов, часов и пр. Путем листовой штамповки и сварки штамповочных деталей и узлов изготавливают станины металлорежущих станков, прессов и т. п

в. Раскрой • • • Сортопрокат режется: пресс-ножницы, зубчатые и фрикционные пилы, специальные механические ножницы, Гильотинные ножницы Лазер

2. Механическая обработка Способы: • химикомеханический, • электрохимический, (для вязких и термически обработанных деталей) • ультразвуковой (для твердых сплавов )

3. Сборка • Конвейер • стенд • На месте потребления

Гальваника отделка теплоизоляция и звукоизоляция • испарения гальванических ванн свинцовых Загрязнение воздуха асбестовая пыль Краска аэрозоли орг. растворителей лакокрасочных материалов NOx сварка и пайка металлообработка (шлифовальными и ами и полировальными круг аботка лентами) металлообр литейка Абразивная пыль сварочный аэрозоль оксиды Fe и Zn, аэрозоли Мn, Si, Cu, фторидов, озона, Масляный аэрозоль, масла, эмульсии, Сульфофрезол растворители ароматического ряда (бензол, толуол, ксилол, ацетон), углеводороды эфирного ряда (бензин, уайт-спирит), пыль различного химического и гранулометрического состава, SO 2, CO, NOx, H 2 S.

Загрязнение сточных вод • механические взвеси – песок, окалина, металлическая стружка, пыль, флюсы и т. д. и минеральные масла – продукт переработки высококипящих вязких фракций нефти. • сточные воды травильных отделений и гальванических цехов. Около 40% стоков составляют хромсодержащие сточные воды • химические и электрохимические процессы, образующие жидкие отходы, представляющие сильные яды. • Травильный раствор для травления стальных заготовок - серная или соляная кислоты, катионы металлов из протравленных заготовок.

Состав твердых отходов • отличается сравнительной однородностью: • – черные и цветные металлы, • - шлак, • - окалина, • - зола, • - горелая формовочная смесь, • - древесина, пластмассы, бумага и картон, мусор.

Уровни звукового давления на различных технологических стадиях