これは精製技術であり、焙煎、精錬、電気分解、化学薬品の使用によって鉱石から金属を抽出することを指します。金属中の不純物を減らしたり、金属中の特定の成分を増やしたりして、必要な金属を精製します。
製錬分類
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製錬は乾式冶金、湿式冶金、または電気化学堆積に分けられます。
乾式冶金学
(乾式冶金)
乾式冶金としても知られ、鉱石と必要な添加剤を炉内で高温に加熱し、溶かして液体にし、必要な化学反応を起こして粗金属を分離し、その後、粗金属を精製します。
湿式冶金
(湿式冶金)
湿式製錬は、酸、アルカリ、塩の水溶液を使用して鉱石から必要な金属成分を化学的に抽出し、水溶液電気分解などのさまざまな方法を使用して金属を製造する冶金プロセスです。この方法は主に低品位、耐火性、または微粉末鉱石に使用されます。現在、世界の亜鉛とカドミウムの 75% は、焙煎・浸出・水溶液の電気分解によって製造されています。この方法は、以前の乾式冶金による亜鉛製錬に大きく取って代わりました。ニッケル-コバルト、ジルコニウム-ハフニウム、タンタル-ニオブ、希土類金属などのその他の分離が困難な金属は、溶媒抽出やイオン交換などの湿式冶金技術によって分離され、顕著な結果が得られます。
溶媒を使用し、化学反応 (酸化、還元、中和、加水分解、錯体化反応など) を利用して原材料から金属を抽出および分離する冶金プロセス。湿式冶金には 4 つの主なステップがあります。 ① 溶媒を使用して原料中の有用成分を溶液に移動します。つまり、浸出です。 ② 浸出液と残渣を分離し、残渣に含まれる冶金溶媒と金属イオンを回収します。 ③ 通常、イオン交換および溶媒抽出技術、またはその他の化学的沈殿法を使用して、浸出溶液を精製および濃縮します。 ④ 精製した溶液から金属や化合物を抽出します。
湿式冶金は、亜鉛、アルミニウム、銅、ウランおよびその他の産業において重要な位置を占めています。世界中のすべての酸化アルミニウム、酸化ウラン、ほとんどの亜鉛、および銅の一部は湿式製錬によって製造されます。湿式冶金の利点は、非常に低品位の鉱石 (金、ウラン) や、同様の金属 (ハフニウムとジルコニウム) の分離が難しい状況にも適用できることです。乾式冶金と比較して、材料の回転率が比較的簡単で、原材料中の有価金属の包括的な回収率が高く、環境保護に有益であり、生産プロセスの継続性と自動化を達成するのが容易です。
製鉄は主に高炉で作られる銑鉄、直接還元製鉄で作られる海綿鉄、スクラップ鉄を原料とし、それぞれ異なる方法で製鋼されます。主な製鋼方法には、転炉製鋼、平炉製鋼、電気炉製鋼があります（製鋼、転炉、平炉、電気炉を参照）。上記 3 つの製鋼プロセスにより、一般ユーザーの鋼品質に対する要求を満たすことができます。高級鋼の高品質化、多品種化の要求に応えるため、溶鋼の炉外処理（炉外精錬ともいう）にはさまざまな方法が登場しています。例えば、転炉、平炉、電気炉で製造された溶鋼に、アルゴンブロー処理、真空脱ガス、炉外脱硫等の追加処理を施すことにより、高級鋼種を製造することができます。一部の特殊な用途では、非常に高い品質の鋼が要求され、炉外処理では要求を満たせないため、特殊な製鋼方法が必要となります。例えば、エレクトロスラグ再溶解は、転炉、平炉、電気炉などで製錬された鋼を鋳造または鍛造して電極にし、溶融スラグの抵抗熱によって再溶解する精錬プロセスです。真空冶金は、1気圧以下から超高真空までの条件下で実行される冶金プロセスであり、金属および合金の製錬、精製、精製、形成および加工が含まれます。
製鋼炉で溶けた鋼を製錬した後、再処理する前に、取鍋（取鍋）を通して鋳型に流し込み、一定の形状のインゴットまたはビレットに固める必要があります。インゴット鋳造は上層鋳造と下層鋳造に分けられます。一般に、上部鋳造インゴットは内部構造が良好で、介在物が少なく、操業コストが低くなります。下部鋳造インゴットの表面品質は良好ですが、中央の注入パイプとスープチャンネルを通過するため、鋼中の介在物が増加します。インゴット鋳造に関しては、鋼の連続鋳造、圧力鋳造、真空鋳造などの新しい技術が登場しています。
現代の製鉄のほとんどは高炉製鉄を使用しており、直接還元製鉄や電気炉製鉄を使用するものもあります。高炉製鉄とは、鉄鉱石を高炉で還元し、溶かして銑鉄を作ることです。この方法は操作が簡単で、エネルギー消費が低く、コストが低く、大量生産が可能です。銑鉄の一部は鋳物に使用されるほか、大部分は製鋼原料として使用されます。高炉製錬に適した高品質のコークス炭の不足が深刻化しているため、コークスを使用せず、他のエネルギー源を利用する非高炉製鉄法が次々と登場しています。直接還元製鉄とは、固体状態の鉱石をガスまたは固体の還元剤で還元し、溶融温度以下で微量の不純物元素を含む固体または半溶融の海綿鉄、メタライズドペレットまたは粒鉄に製鉄することです。製鋼原料となる鉱石（高炉製鉄や鋳物の原料としても利用可能）。電気炉製鉄は、炉体を持たない還元炉を使用することが多く、強度の弱いコークス（または石炭、木炭）を還元剤として使用することができます。コークスの一部を電気炉による電気加熱で代替し、低品位コークスも使用できますが、消費電力が多く、電力が十分で電気料金が安い場合にのみ使用できます。
