background image

 

Metale nieżelazne 

Do metali nieżelaznych powszechnie stosowanych w technice należą: Cu, Ni, Al., Zn, Pb, Sn, Mg, Mn. 

Różnią się one właściwościami fizycznymi i chemicznymi. 

Podział: 

1.  Metale lekkie d < 3,6 g/cm

3

. Li, Na, K, Be, Ca, Rb, Mg, Al, Ba 

2.  Metale ciężkie d > 3.6 g/cm

3

  

a.  Łatwo topliwe T < 650˚C. Hg, Sn, Bi, Zn, Cd, Sb 
b.  O średniej temp. topnienia 650-2000˚C. Ag, Au, Cu, Mn, Co, Ni, V, Pt, Cr, Ti 
c.  Bardzo trudno topliwe T>2000˚C. Wolfram 

Więcej niż 2/3 metali zaliczamy do metali rzadkich.  

Spośród ciężkich wyróżnia się szlachetne – Au, Ag i Pt. 

Przejściowe pomiędzy żelaznymi a nieżelaznymi – Cr i Mn. 

Pozyskiwanie metalu zależy od właściwości chemicznych i fizycznych. 

Podstawowe: 

 

Pirometalurgia  –  przy  dużej  zawartości  pierwiastka  w  rudzie  lub  koncentracie  (4%). 
-> Większość Me rzadkich: Cu, Zn, Pb, Ni, Cd 

 

Elektrometalurgia 

 

Hydrometalurgia – wykorzystanie różnicy rozpuszczania w czymś 

Podczas pirometalurgii Me nie może być zbyt aktywny w obecności tlenu czy węgla! 

Procesy  elektrochemiczne  w  piecach  indukcyjnych  stosuje  się  do  przetapiania  metali,  zwłaszcza 
łatwo utleniających się (np. Al).
 Zawartość w rudzie nie jest ważna. 

Hydrometalurgia,  przy  małej  zawartości  w  rudzie  (1%)  i  równocześnie  ruda  zawiera  inne  metale
których nie można oddzielić pirometalurgicznie. 

Rudy metali nieżelaznych są wielometaliczne, a zawartość użytecznych wynosi zwykle poniżej 1%. 

W wyniku wzbogacania otrzymujemy zazwyczaj kilka koncentratów. 

Podział przygotowywania rud 

I. 

Wykorzystujące właściwości fizyczne 

a.  Rozdrabnianie i klasyfikacja 
b.  Wzbogacanie rud (grawitacyjne, magnetyczne, elektrostatyczne, flotacja)  
c.  Operacje wykańczające (zagęszczanie, filtrowanie, suszenie, brykietowanie, 

grudkowanie) 

II. 

Przygotowywanie do właściwego procesu metalurgicznego 

a.  Zbrylanie przez spiekanie 
b.  Wzbogacanie ogniowe rud węglanowych 
c.  … 

background image

 

Al

 

Topnienie: 660˚C 
Gęstość: 2.7 g/cm

3

 -> bardzo lekkie 

Wytrzymałość na rozciąganie: lanego 120MPa, walcowanego 200MPa 
Korzysta głównie przemysł elektrochemiczny 

 

Stopy Al 

Duraluminium (95% Al., 3,4-4% Cu, 0,5% Mg, 0,5% Mn) 

Silumin (87% Al, 12-13% Si) charakteryzuje się bardzo małym skurczem odlewniczym 

Stopy odlewnicze: 

 

Al-Mg (mocno obciążone części samolotów) 

 

Al-Cu z dodatkiem Ti (odlewy pracujące pod wysokim ciśnieniem) 

Al występuje wyłącznie w postaci związków. Glin z tlenem i krzemem stanowi 82,58% masy skorupy 
ziemskiej. 

Kriolity i boksyty – najważniejsze rudy 

Za rudę do wytwarzania można uznać skałę, która: 

 

Ma dostateczną zawartość Al

2

O

3

 

 

Występuje w dużej ilości złóż danego typu 

 

Łatwe pozyskiwanie Al

2

O

3

 w stanie czystym 

Metody uzyskiwania Al

2

O

z rud: 

 

Alkaliczne 

 

Kwaśne 

 

Elektrochemiczne 

Wydobyty z wanny elektrolitycznej glin hutniczy zawiera: 

 

Domieszki niemetaliczne (elektrolit, cząstki węgla) 

 

Domieszki metaliczne (Fe, Si, Ti, Na, Ca) 

 

Gazowe, zwłaszcza wodór 

Pozbycie się domieszek: 

 

Chlorowanie 

 

Rafinacja dwustronna 

Aluminium rafinowane: 

 

99,9986% Al 

 

0,0001% Fe 

 

0,002% Si 

 

0,001% Cu 

 

 

background image

 

Schemat wytopu 

NaAlO

2

 → Al(OH)

3

 

Ruda 

Mielenie 

Baterie autoklaw ciągłego ługowania 

boksytów

 

przemywanie

 

Prażenie 

Czysty

 Al

2

O

3

 

Wanny elektrolityczne 

Kriolit

 

Glin hutniczy 

Chlorowanie 

Rafinacja 
3 warstwowa elektroliza 

Glin elektrolityczny