Металлургическое производство

Получение металлов известно человечеству давно. На­пример, медь и олово добывались уже в пятом тысячеле­тии до нашей эры.

В России первый металлургический завод начал рабо­тать в 1701 г. на Урале. В дальнейшем производство чугу­на и стали быстро развивалось. Россия даже стала экспор­тировать сталь. Однако в начале XX века на душу населе­ния в России все же приходилось в 18 раз меньше чугуна и стали, чем в США, в 8 раз меньше, чем в Германии, в 4 раза меньше, чем во Франции.

Металлы и сплавы делят на черные и цветные.

Важнейшим промышленным металлом является желе­зо (Fe), которое в сплавах с углеродом (С) и другими эле­ментами образует группу сплавов черных металлов — сталь, чугун и ферросплавы. Из общего количества произ­водимых в мире металлов свыше 90% приходится на долю черных металлов.

Из цветных металлов особое значение имеют медь (Си), алюминий (Аl), магний (Mg), свинец (РЬ), цинк (Zn), олово (Sn), а также хром (Сг), никель (Ni), молибден (Мо) и другие.

Все перечисленные металлы называют техническими в отличие от благородных (платина, золото, серебро), ред­коземельных и прочих металлов.

Наибольшее распространение в народном хозяйстве имеют металлические сплавы, так как их свойства лучше свойств составляющих их простых элементов.

Сплавы цветных металлов

Сплавы меди нашли в технике широкое применение в качестве конструкционных материалов.

Бронзы — сплавы меди с оловом, алюминием, кремни­ем, марганцем, свинцом, бериллием. Эти сплавы более прочны и коррозионностойки, чем медь. Устойчивость к износу делает их незаменимыми для изготовления вкладышей подшипников, червячных колес, шестерен и других деталей машин и приборов.

Сплав меди с цинком называют латунью. Применяют латуни с содержанием цинка до 45%. По сравнению с ме­дью латуни дешевле, прочнее и устойчивее против корро­зии. В технике применяют деформируемые и литейные ла­туни. Деформируемые латуни (обрабатываются давлением) предназначены для изготовления листов, прутков, труб. Литейные латуни применяют для получения изделий пу­тем литья — втулок, деталей санитарно-технической ар­матуры.

В машиностроении и строительстве широко использу­ют сплавы алюминия. Они делятся на деформируемые и литейные.

Деформируемые алюминиевые сплавы идут для полу­чения листов, проволоки, ленты, фасонных профилей и различных деталей. Наиболее известный сплав — дюра­люминий. Дюралюминий хорошо деформируется как в го­рячем, так и в холодном состоянии. Упрочняющей обра­боткой для него служит закалка.

В качестве литейных наибольшее применение нашли сплавы алюминия с кремнием — силумины.

Силумины отличаются повышенными по сравнению с алюминием механическими свойствами, хорошей обраба­тываемостью резаньем и высокими литейными качества­ми. Силумины применяют, например, для отливки блока цилиндров автомобильных двигателей, поршней и т. п.

Соляная кислота

Соляная кислота представляет собой бесцветную или желтоватого цвета прозрачную жидкость. Желтый цвет вызывается присутствием примесей, главным образом со­лей железа. Соляная кислота относится к числу наиболее сильных одноосновных кислот, энергично растворяет мно­гие металлы, реагирует с их окислами.

Соляная кислота применяется для получения хлорида цинка, алюминия, бария, магния, кальция, железа, для травления при пайке, при лужении, в гальванопластике, для чистки паровых котлов от накипи, используется в гид­рометаллургии платины, золота, серебра, в нефтяной промышленности при бурении нефтяных скважин. Кроме того, соляная кислота применяется при гидролизе древе­сины, при дублении и окраске кожи, при окрашивании тканей, в производстве красителей, уксусной кислоты, пла­стических масс и т. д.

Производство соляной кислоты включает два этапа: по­лучение хлористого водорода и поглощение его водой. Ме­тод получения хлористого водорода определяет способ про­изводства соляной кислоты.

В промышленности хлористый водород можно получать несколькими способами.

1. Сульфатный способ заключается в действии 92-93-процентной серной кислоты на поваренную соль при 500-550 °С:

2NaCl + H₂S0₄ - Na₂S0₄ + 2НСl

Процесс протекает в печах, обогреваемых топочными газами, имеющими температуру 950-1000 °С. Вследствие негерметичности печей концентрация получаемого хлорис­того водорода составляет 30-50%. Газ загрязнен брызга­ми серной кислоты и другими примесями, поэтому при аб­сорбции хлористого водорода водой можно получить толь­ко техническую соляную кислоту, концентрация которой не превышает 28-31%.

2. Синтез хлористого водорода из хлора и водорода нашел широкое применение во всех странах мира и в настоящее время является основным. По этому способу получают чистый концентрированный хлористый водо­род, содержащий 95-96% НСl. Абсорбцией синтетичес­кого хлористого водорода получают техническую соляную кислоту высокой чистоты, а в некоторых случаях — хи­мически чистую кислоту.

3. В последнее время на предприятиях органического синтеза (в производстве пластических масс, красителей, ядохимикатов и др.) хлористый водород получают как по­бочный продукт при хлорировании некоторых углеводо­родов. Полученный газ перерабатывается в соляную кис­лоту в аналогичных установках.

Поиск по сайту: