Получение. В технике применяется в основном железо, содержащее 1% углерода – сталь

В технике применяется в основном железо, содержащее 1% углерода – сталь.

Сталь выплавляют обычно в два этапа. Сначала восста­навливают железную руду при избытке углерода и получают сплав, содержащий 3 – 4%С – чугун. Затем выплавляют сталь, удаляя из чугуна избыток углерода.

Чугун выплавляют в доменных печах. В печь загружают руду, углерод и флюс (СаСО₃), образующий с пустой породой руды (SiO₂ и алюмосиликаты) сравнительно легкоплавкий шлак. Углерод берут в виде кокса. Кокс состоит из крупных, прочных кусков и только немногие, так называемые коксующиеся каменные угли, пригодны для получения кокса.

Большая дефицитность и дороговизна коксующихся углей заставляет искать другие способы получения железа, минуя стадию образования чугуна. В промышленности в последние десятилетия используют методы так называемо­го прямого восстановления железной руды смесью СО и Н₂, получаемой кон­версией природного газа, или с помощью углерода. В результате восстановления при температуре не выше 1100 °С образуется губчатое железо, переплавкой которого в электро­печах, минуя стадию производства чугуна, получают сталь. Известно много вариантов процесса прямого восстановления железной руды. Хотя значение данного метода возрастает, все же большую часть стали выплавляют из чугуна.

«Передел» чугуна в сталь осуществляется двумя способами – конвертер­ным и мартеновским.

В конвертерном способе расплавленный чугун наливают в специальный аппарат – конвертер и через металл продувают воздух. При этом часть угле­рода окисляется, образуя СО₂; окисляются также некоторые примеси (Р, S, Si и др.) и частично железо. Образующиеся оксиды фосфора и кремния реаги­руют с футеровкой конвертера, в состав которой входит СаО. Получающийся шлак, содержащий фосфаты, используют как удобрение.

В мартеновском процессе чугун плавят в широкой печи (мартеновская печь), в которой высокую температуру создает факел горящего газа. Окисле­ние примесей происходит частично кислородом воздуха, подаваемым в печь для сжигания газа, частично добавляемыми в чугун оксидами железа.

Конвертерный способ значительно дешевле и производительнее, однако по мартеновскому процессу получается сталь более высокого качества.

Производство кобальта и никеля, обычно содержащихся в рудах совмест­но, – сложный технологический процесс Трудности обусловлены небольшим содержанием кобальта и никеля в руде, необходимостью их отделения от всегда присут­ствующих в полиметаллических рудах железа и меди, а также близостью свойств кобальта и никеля, затрудняющих их разделение. Для извлечения кобальта и никеля используют пиро- и гидрометаллургические методы.

На конечном этапе получения кобальта и никеля оксиды (смесь СоО и Со₂О₃ в производстве Со и NiO в производстве Ni восстанавливают углеро­дом в электропечах. Выплавленные кобальт и никель очищают электролизом.

Никель отде­ляют часто от других металлов в виде карбонила . Сопутствующая никелю медь карбонила не образует, а карбонилы и сильно отличаются по давлению пара от . Для отделения никеля полученный восстановлением оксидов высокодисперсный продукт, содержащий Ni, Co, Fe, Сu и различные примеси, обрабатывают СО при давлении 7 – 20 МПа и температуре»200 °С. Образовавшийся карбонил никеля очищают методом ректификации, затем разлагают при нагревании до 200 °С при атмосферном давлении на Ni и СО. Этим способом получают никель высокой чистоты (до 99,99%), который не требует очистки электролизом.

Поиск по сайту: