Нефтепереработка (металлургия) - Refining (metallurgy)

В металлургии , нефтеперерабатывающей состоит из очистки нечистый металла. Его следует отличать от других процессов, таких как плавка и кальцинирование , тем, что эти два процесса включают химические изменения в сырье, тогда как при рафинировании конечный материал обычно химически идентичен исходному, только он чище. Используемые процессы бывают многих типов, включая пирометаллургические и гидрометаллургические методы.

Вести

Купелирование

Одним из древних способов извлечения серебра из свинца было купелирование . Свинец плавили в «тесте» из костяной золы или «купеле» и продували воздухом по поверхности. Этот окисленный ведущую роль в окись свинца , а также окисляют другие базовые металлы , присутствующие, серебро и золото (если он присутствует) оставшийся неокисленной.

В 18 веке этот процесс осуществлялся с использованием своего рода отражательной печи , но отличался от обычного тем, что воздух продувался над поверхностью расплавленного свинца из сильфонов или (в 19 веке) выдувных цилиндров.

Паттинсоновский процесс

Процесс Паттинсона был запатентован его изобретателем Хью Ли Паттинсоном в 1833 году, который описал его как «улучшенный метод отделения серебра от свинца». Он использовал тот факт, что в расплавленном свинце, содержащем следы серебра, первым металлом, затвердевающим из расплава, является свинец, оставляя оставшуюся жидкость более богатой серебром. Оборудование Паттинсона состояло в основном из ничего сложнее, чем ряд из 13 чугунных котлов, обогреваемых снизу. Некоторое количество свинца, естественно содержащее небольшой процент серебра, загружали в центральный котел и плавили. Затем ему дали остыть. По мере затвердевания свинца его удаляют с помощью больших перфорированных железных ковшей и перемещают в следующий горшок в одном направлении, а оставшийся металл, который теперь был богаче серебром, затем переносили в следующий горшок в противоположном направлении. Процесс повторялся от одного горшка к другому, свинец накапливался в горшке на одном конце, а металл, обогащенный серебром, - на другом. Возможный уровень обогащения ограничен эвтектикой свинец-серебро, и обычно процесс останавливается на уровне от 600 до 700 унций на тонну (примерно 2%), поэтому дальнейшее разделение осуществляется купелированием.

Этот процесс был экономичным для свинца, содержащего не менее 250 граммов серебра на тонну.

Процесс Паркса

В процессе Паркса , запатентованном в 1850 году, используется расплавленный цинк . Цинк не смешивается со свинцом, и когда два расплавленных металла смешиваются, цинк отделяется и всплывает вверх, неся лишь около 2% свинца. Однако серебро предпочтительно растворяется в цинке, поэтому цинк, который всплывает наверх, несет значительную долю серебра. Затем расплав охлаждают до затвердевания цинка и удаления цинковой корки. Затем серебро извлекается путем улетучивания цинка. Процесс Паркса в значительной степени заменил процесс Паттинсона, за исключением случаев, когда свинец содержал недостаточное количество серебра, и в этом случае процесс Паттинсона обеспечил способ обогащения его серебром примерно до 40-60 унций на тонну, при такой концентрации его можно было обрабатывать с помощью метода Паркса. ' процесс.

Медь

Огненная очистка

Первоначальным продуктом плавки меди была нечистая черная медь, которую затем многократно плавили для ее очистки, попеременно окисляя и восстанавливая. На одной из стадий плавки добавляли свинец. Золото и серебро предпочтительно растворяются в нем, обеспечивая таким образом средства восстановления этих драгоценных металлов. Чтобы получить более чистую медь, подходящую для изготовления медных пластин или полых изделий , были предприняты дальнейшие процессы плавления с использованием древесного угля в качестве топлива. Повторное применение таких процессов огневого рафинирования позволило получить медь чистотой 99,25%.

Электролитическое рафинирование

Самая чистая медь получается электролитическим процессом, в котором используется пластина нечистой меди в качестве анода и тонкий лист чистой меди в качестве катода . Электролит представляет собой кислотный раствор сульфата меди. Пропуская электричество через элемент, медь растворяется с анода и осаждается на катоде. Однако примеси либо остаются в растворе, либо собираются в виде нерастворимого осадка. Этот процесс стал возможен только после изобретения динамо-машины ; Впервые он был использован в Южном Уэльсе в 1869 году.

Железо

Кованое железо

Продуктом доменной печи является чугун , содержащий 4–5% углерода и обычно некоторое количество кремния . Чтобы произвести кованый продукт, потребовался дополнительный процесс, обычно описываемый как очистка , а не рафинирование . С 16 века это производилось в кузнице для украшений . В конце 18 века его начали заменять лужением (в печи для лужения ), которое, в свою очередь, постепенно вытеснялось производством мягкой стали по бессемеровскому процессу .

Очищенное железо

Термин «уточнение» используется в более узком контексте. Первоначальный процесс пудлинга Генри Корта работал только там, где сырьем служил белый чугун , а не серый чугун, который был обычным сырьем для кузниц изысканных украшений. Для использования серого чугуна требовалось предварительное рафинирование для удаления кремния. Чугун плавился в вытяжной печи, а затем сливался в желоб. Этот процесс окислял кремний с образованием шлака, который плавал по железу и был удален путем опускания перемычки в конце желоба. Продуктом этого процесса был белый металл, известный как тонкий металл или очищенное железо .

Драгоценные металлы

Драгоценное рафинирование металла является разделением драгоценных металлов из благородных металлсодержащих материалов. Примеры этих материалов включают использованные катализаторы , электронные сборки , руды или металлические сплавы .

Процесс

Для выделения материалов, содержащих благородные металлы, используются процедуры пиролиза и / или гидролиза . При пиролизе продукты, содержащие благородные металлы, выделяются из других материалов путем затвердевания в расплаве, превращаясь в шлак, а затем разливаются или окисляются . При гидролизе продукты, содержащие благородные металлы, растворяются либо в царской водке (состоящей из соляной кислоты и азотной кислоты ), либо в растворе соляной кислоты и газообразного хлора . Впоследствии некоторые металлы можно осаждать или восстанавливать непосредственно с помощью солевого, газового, органического и / или нитрогидратного соединения. После этого они проходят стадии очистки или перекристаллизовываются . Драгоценные металлы отделяются от металлической соли путем прокаливания . Материалы, содержащие благородные металлы, сначала гидролизуют, а затем подвергают термической обработке ( пиролизу ). Процессы более продуктивны при использовании катализаторов, которые иногда сами могут содержать драгоценные металлы. При использовании катализаторов продукт рециркуляции удаляется в каждом случае и несколько раз проходит цикл.

Смотрите также

Библиография

использованная литература