översikt över förädling av metaller
Transcription
översikt över förädling av metaller
ÖVERSIKT ÖVER FÖRÄDLING AV METALLER Råmaterial GRUVA GRUVA Gjutning anrikning av malm METALLPRODUKTION BASERAD PÅ MALM och/eller ÅTERVINNINGSMATERIAL Produkter Valsning/extrudering/ djupdragning IT-teknologi PLÅTÄMNE STÅNGÄMNE Kontorsmaterial TRÅDÄMNE Hushållsmaskiner och tillbehör Skeppsbygge Återvunna metallprodukter Bilar Byggmaterial METALLENS LIVSCYKEL 5. Metallens användning 6. Korrosion Slitage Utmattning 4. Bearbetning av metallen 3. Tillverkning av metallen 8. Återvinningen av metallen 2. Anrikning av malm 7. Återvinningsmetall 9. Avfall 1. Brytning av malm Tid…………………………………………………….... TILLVERKNING AV STÅL - olegerat och låglegerat stål - Av återvinningsstål Malmbaserad Järnkoncentrat ˜ 65 % Fe Återvinningsstål Koks och kalksten Masugn - smältning - reduktion Ljusbågsugn = Elektrougn - smältning - färskning - förlegering Reduktionsreaktion: C + FeO = CO + Fe CO + FeO = CO2 + Fe Råjärn ˜ 1450 °C Smält råstål Smält råstål Konverter - färskning - förlegering ˜ 1650 °C Färskningsreaktion: [C]Fe + [O] = CO Vakuumbehandling (vid behov) - avlägsning av väte - avlägsning av kol Skänkugn - slutlegering - justering av temperatur Stränggjutning ˜ 1550 °C Slagg Stålämne till valsning TILLVERKNING AV ROSTFRITT STÅL Reduktionsreaktion: C + FeO = CO + Fe 3C + Cr2O3 = 2Cr + 3CO Ferrokromugn - malmkoncentrats smältning samt reduktion med kol ˜ 1500 °C Syre Återvinningsstål Återvinningsstål Kromkonverter - avlägsning av kisel (Si) samt delvis kol (C) ˜ 1650 °C Reduktion med kisel, reduktionsreaktion: 3Si + 2Cr2O3 = 4Cr + 3SiO2 50 % 50 % EAFEAF Ljusbågsugn - smältning Färskningsreaktion: [C]Fe + [O] = CO AOD-konverter - färskning med syre (O2), slaggreduktion med kisel (Si) ˜ 1600 °C Syre AOD Stränggjutning Syre (O2) Kväve (N2) Argon (Ar) Kolet sjunker till en låg halt. Skänkugn - justering av sammansättning och temperatur ˜ 1500 °C Slagg Rostfritt stålämne till valsning TILLVERKNING AV KOPPAR malning Anrikning av kopparmalm sidosten - Kopparmineral är kopparkis. (CuFeS2) inmatning av vatten Syre + luft Flammsmältning ˜ 1250 °C ↑ Malning (< 0,1 mm), avskiljning av sidosten koncentrat - kopparhalt ca. 30 %, järnhalt ca. 30 %, (Cu) svavelhalt ca. 30 % Avlägsning av järn (Fe) och svavel (S) med luftanrikad syre - nedsmältning av malmkoncentrat, tilläggsenergi behövs ej - produkt: kopparhalt ca. 70 %, järnhalt ca. 10 %, svavelhalt ca. 20 % Basreaktion vid flammsmältningen: 2CuFeS2 + 4O2 = Cu2S + 2FeO + 3SO2 Syre + luft Konvertering ˜ 1200 °C Luft Anodugn och anodgjutning Ytterligare avlägsning av järn och svavel med luftanrikad syre - produkt: konverterkoppar Reaktionen i början av konverteringen: 2CuFeS2 + 4O2 = Cu2S + 2FeO + 3SO2 Reaktionen i slutet av konverteringen: Cu2S + O2 = 2Cu + SO2 Avlägsning av restsvavel Reaktionen: med luftblåsning [S]Cu + O2 = SO2 - produkt: anodkoppar, storlek 1m x 1m x 0,05 m - kopparhalt ca. 99,5 % Slagg Elektrolys Extra rent koppar - kopparhalt 99,99 % KOPPARELEKTROLYS Kopparn rör sig med hjälp av elström från anoder till moderplattor/katoder. CuA -> CuK Prosessen tar ca. 3 veckor. Kopparanod Elektrolyt (genomströmningstid 3 timmar) - kopparsulfat (CuSO4), vatten (H2O) och svavelsyra (H2SO4) Elektrolyskar Anodslamm, som innehåller bl.a. guld (Au) och silver (Ag). Dessa vidareförädlas från slammet. Moderplattor (av rostfritt stål) Moderplatta Kopparkatoderna lösgöres ur moderplattorna. Kopparkatoder Katodkopparn är mycket ren (> 99,99 % Cu). Den går till vidareförädlingen eller säljes ut som sådan. VIDAREFÖRÄDLING AV KOPPAR + Råmaterial - katodkoppar 99,99 % Cu - återvinningskoppar från egen produktion och/eller utifrån Smältning och legering - färdig metalsmälta Gjutning - färdigt gjutämne till vidarebehandling Varm- och kallbearbetning Värmebehandling - t ex glödgning Slutbehandling - slipning, borstning, skärning, beläggning Färdig produkt t ex: