Нефтепереработка (металлургия) - Refining (metallurgy)

В металлургия, очистка состоит из очистки нечистого металла. Его следует отличать от других процессов, таких как плавка и кальцинирование в том, что эти два включают химические изменения в сырье, тогда как при рафинировании конечный материал обычно химически идентичен исходному, только он чище. Используемые процессы бывают разных типов, в том числе пирометаллургический и гидрометаллургический техники.

Свинец

Купелирование

Один древний процесс извлечения серебра из вести был купелирование. Свинец расплавляли в «тесте» из костяной золы или «купеле» и продували воздухом по поверхности. Этот окисленный привести к гнев, а также окисленные другие присутствующие неблагородные металлы, при этом серебро (и золото, если оно присутствует) остается неокисленным.^[1]

В 18 веке этот процесс продолжался с использованием своего рода отражательная печь, но отличается от обычного тем, что воздух продувается над поверхностью расплавленного свинца из мехи или (в 19 веке) выдувные цилиндры.^[2]

Паттинсоновский процесс

Процесс Паттинсона был запатентованный его изобретателем, Хью Ли Паттинсон, 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 расплавляли. 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.^[3]^[4] Возможный уровень обогащения ограничен свинцово-серебряным эвтектика и обычно процесс останавливается на отметке от 600 до 700 унций на тонну (примерно 2%), поэтому дальнейшее разделение проводят купелированием.^[5]

Этот процесс был экономичным для свинца, содержащего не менее 250 граммов серебра на тонну.^[2]

Процесс Паркса

В Процесс Паркса, запатентованный в 1850 г., использует расплавленный цинк. Цинк не смешивается со свинцом, и когда два расплавленных металла смешиваются, цинк отделяется и всплывает наверх, 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.^[2] Процесс Паркса в значительной степени заменил процесс Паттинсона, за исключением тех случаев, когда свинец содержал недостаточное количество серебра, и в этом случае процесс Паттинсона обеспечил способ обогащения его серебром до примерно 40-60 унций на тонну, при такой концентрации его можно было обрабатывать с помощью метода Паркса. ' процесс.^[6]

Медь

Огненная очистка

Исходный продукт медь плавка Это нечистая черная медь, которую затем многократно плавили, чтобы очистить, 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. Для производства более чистой меди, пригодной для изготовления медных пластин или полая посуда были проведены дальнейшие процессы плавления с использованием древесного угля в качестве топлива. Повторное применение таких процессов огневого рафинирования позволило получить медь чистотой 99,25%.

Электролитическое рафинирование

Чистейшая медь получается электролитический процесс, предпринятый с использованием пластины нечистой меди в качестве анод и тонкий лист чистой меди в качестве катод. В электролит представляет собой кислый раствор медного купороса. Мимо электричество через ячейку 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; он был впервые использован на юге Уэльс в 1869 г.

Утюг

Кованое железо

Продукт доменная печь является чугун, который содержит 4–5% углерод и обычно некоторые кремний. Для производства кованого продукта потребовался дополнительный процесс, обычно описываемый как штрафование, скорее, чем очистка. С 16 века это было предпринято в нарядная кузница. В конце 18 века его стали заменять лужа (в пудлинговая печь ), который, в свою очередь, был постепенно вытеснен производством мягкой стали Бессемеровский процесс.^{[нужна цитата ]}

Очищенное железо

Термин «уточнение» используется в более узком контексте. Генри Корт оригинальный процесс лужения работает только там, где сырье было белым чугун, а не серый чугун это было обычным сырьем для кузниц для украшений. Использовать серый чугун, для удаления кремния был необходим процесс предварительной очистки. Чугун плавили в заканчивающаяся печь а потом выбегают в корыто. В ходе этого процесса кремний окислялся с образованием шлака, который плавал по железу и удалялся путем опускания перемычки в конце желоба. Продуктом этого процесса был белый металл, известный как тонкий металл или же очищенное железо.

Драгоценные металлы

Аффинаж драгоценных металлов - это отделение драгоценные металлы из благородно-металлургический материалы. Примеры этих материалов включают использованные катализаторы, электронные сборки, руды или металл сплавы.

Процесс

Чтобы изолировать благородные металлы, пиролиз и / или гидролиз используются процедуры. При пиролизе продукты, содержащие благородные металлы, выделяются из других материалов путем затвердевания в расплаве, чтобы стать зола а потом слил или окисленный. При гидролизе продукты, содержащие благородные металлы, растворяются либо в царская водка (состоящий из соляная кислота и азотная кислота ) или в соляной кислоте и хлор газ в растворе. Впоследствии некоторые металлы могут осаждаться или уменьшенный непосредственно с солью, газом, органикой и / или нитрогидрат связь. После этого они проходят этапы очистки или перекристаллизованный. Драгоценные металлы отделяются от металла соль к прокаливание. Благородные металлы сначала подвергаются гидролизу и термической обработке (пиролизованный ) после этого. Процессы более продуктивны при использовании катализаторов, которые иногда сами могут содержать драгоценные металлы. При использовании катализаторов продукт вторичной переработки снимается в каждом случае и проходит несколько раз по циклу.^{[нужна цитата ]}

Библиография

Дж. Дэй и Р. Ф. Тайлекот, Промышленная революция в металлах (Институт металлов, Лондон, 1991 г.).
Содерберг, А. 2011. Серебро Эйвинда Скалдаспиллира - аффинаж и стандарты в домонетарной экономике в свете находок из Сигтуны и Готланда. Situne Dei 2011. Эдберг, Р. Викстрём, А. (ред.). Сигтуна.
Р. Ф. Тайлекот, История металлургии (Институт материалов, Лондон, 1992 г.).
Университет Ньюкасла: Хью Ли Паттинсон