Ako sa vyrába hliník v metalurgii? Zhrnutie: Metalurgia hliníka. Hliník je materiál budúcnosti

Hliník má mnoho vlastností, ktoré z neho robia jeden z najpoužívanejších materiálov na svete. V prírode je široko rozšírený a zaujíma prvé miesto medzi kovmi. Zdá sa, že s jeho výrobou by nemali byť žiadne ťažkosti. Ale vysoká chemická aktivita kovu vedie k tomu, že v čistej forme nesplniť ju, ale vyrobiť ju je náročné, energeticky náročné a nákladné.

Suroviny na výrobu

Z toho, aké suroviny sa získavajú zo všetkých minerálov, ktoré ho obsahujú, je to drahé a nerentabilné. Ťaží sa z bauxitov, ktorých ich obsahuje až 50 % a ležia priamo na povrchu zeme vo významných masách.

Tieto hliníkové rudy majú pomerne zložité chemické zloženie. Obsahujú oxid hlinitý v množstve 30-70% z celkovej hmoty, oxid kremičitý, ktorého môže byť až 20%, oxid železa v rozsahu od 2 do 50%, titán (do 10%).

Alumina, a to je oxid hlinitý, pozostáva z hydroxidov, korundu a kaolinitu.

Nedávno sa z nefelínov získavali oxidy hliníka, ktoré obsahujú aj oxidy sodíka, draslíka, kremíka a alunitov.

Na výrobu 1 tony čistého hliníka sú potrebné asi dve tony oxidu hlinitého, ktorý sa zase získa z asi 4,5 tony bauxitu.

Bauxitové usadeniny

Zásoby bauxitu vo svete sú obmedzené. Na celej zemeguli je len sedem oblastí s bohatými ložiskami. Sú to Guinea v Afrike, Brazília, Venezuela a Surinam Južná Amerika, Jamajka v Karibiku, Austrália, India, Čína, Grécko a Turecko v Stredozemnom mori a Rusko.

V krajinách, kde sú bohaté ložiská bauxitu, sa môže rozvinúť aj výroba hliníka. Rusko ťaží bauxity na Urale, na územiach Altaj a Krasnojarsk, v jednom z okresov Leningradská oblasť, nefelín - na polostrove Kola.

Najbohatšie ložiská patrí ruskej zjednotenej spoločnosti UC RUSAL. Nasleduje gigant Rio Tinto (Anglicko-Austrália), ktorý sa spojil s kanadským Alcanom a CVRD. Na štvrtom mieste je spoločnosť Chalco z Číny, potom americko-austrálska korporácia Alcoa, čo sú obe hlavných výrobcov hliník.

Pôvod výroby

Dánsky fyzik Oersted ako prvý v roku 1825 izoloval voľný hliník. Chemická reakcia prebehla s amalgámom draslíka, namiesto ktorého o dva roky neskôr použil nemecký chemik Wöhler kovový draslík.

Draslík je pomerne drahý materiál, preto v priemyselná produkcia V roku 1854 použil Francúz Saint-Clair Deville namiesto draslíka sodík, oveľa lacnejší prvok a stabilný dvojitý chlorid hliníka a sodíka.

Ruský vedec N. N. Beketov dokázal vytesniť hliník z roztaveného kryolitu horčíkom. Koncom osemdesiatych rokov toho istého storočia Nemci použili túto chemickú reakciu v prvej hlinikárni. V druhej polovici 18. storočia asi chemickými prostriedkami 20 ton čistého kovu. Bol to veľmi drahý hliník.

Výroba hliníka elektrolýzou vznikla v roku 1886, kedy takmer identické patentové prihlášky podali súčasne zakladatelia tejto metódy, americký vedec Hall a Francúz Eru. Navrhli rozpustiť oxid hlinitý v roztavenom kryolite a potom vyrobiť hliník elektrolýzou.

To bol začiatok hlinikárskeho priemyslu, ktorý sa za viac ako storočnú históriu stal jedným z najväčších odvetví metalurgie.

Hlavné fázy výrobnej technológie

Vo všeobecnosti sa hliník od svojho vzniku nezmenil.

Proces pozostáva z troch etáp. Na prvej z hliníkových rúd, či už je to bauxit alebo nefelín, sa získa oxid hlinitý - oxid hlinitý Al 2 O 3 .

Potom sa z oxidu izoluje priemyselný hliník s čistotou 99,5 %, čo na niektoré účely nestačí.

Preto sa hliník rafinuje v poslednej fáze. Výroba hliníka končí jeho čistením až na 99,99 %.

Získanie oxidu hlinitého

Existujú tri spôsoby výroby hliníka z rúd:

Kyselina;

Elektrolytické;

Alkalický.

Posledná metóda je najbežnejšia, vyvinutá ešte v tom istom 18. storočí, ale odvtedy bola opakovane upravovaná a výrazne vylepšená a používa sa na spracovanie vysokokvalitného bauxitu. Takto sa získa asi 85 % oxidu hlinitého.

Podstata alkalickej metódy spočíva v tom, že hlinité roztoky sa rozkladajú vysokou rýchlosťou, keď sa do nich zavádza hydroxid hlinitý. Roztok, ktorý zostane po reakcii, sa odparí pri vysokej teplote asi 170 °C a opäť sa použije na rozpustenie oxidu hlinitého;

Najprv sa bauxit drví a melie v mlynoch so žieravinou a vápnom, následne v autoklávoch pri teplotách do 250°C sa chemicky rozkladá a vzniká hlinitan sodný, ktorý sa riedi alkalickým roztokom už pri nižšej teplote - len 100 ° C. Roztok hlinitanu sa premyje v špeciálnych zahusťovadlách, oddelí sa od kalu. Potom dochádza k jeho rozkladu. Roztok sa prečerpáva cez filtre do nádob s miešadlami na neustále miešanie kompozície, do ktorých sa pridáva tuhý hydroxid hlinitý na očkovanie.

V hydrocyklónoch a vákuových filtroch sa uvoľňuje hydroxid hlinitý, ktorého časť sa vracia ako zárodočný materiál a časť ide na kalcináciu. Filtrát zostávajúci po oddelení hydroxidu sa tiež vracia do obehu na vylúhovanie ďalšej dávky bauxitov.

Proces kalcinácie (dehydratácie) hydroxidu prebieha pri teplotách do 1300°C.

Na získanie dvoch ton oxidu hlinitého sa spotrebuje 8,4 kWh elektrickej energie.

Silná chemická zlúčenina, ktorej bod topenia je 2050 ° C, ešte nie je hliník. Výroba hliníka pred nami.

Elektrolýza oxidu hlinitého

Hlavným zariadením na elektrolýzu je špeciálna vaňa obložená uhlíkovými blokmi. Je do nej privedená elektrina. Do kúpeľa sú ponorené uhlíkové anódy, ktoré pri uvoľnení čistého kyslíka z oxidu vyhoria a tvoria oxid uhoľnatý a oxid uhličitý. Vane alebo elektrolyzéry, ako ich nazývajú odborníci, sú zapojené do série s elektrickým obvodom a tvoria sériu. Súčasná sila je 150 tisíc ampérov.

Anódy môžu byť dvojakého druhu: vypálené z veľkých uhoľných blokov, ktorých hmotnosť môže byť viac ako tona, a samovypaľovacie, pozostávajúce z uhoľných brikiet v hliníkovom plášti, ktoré sa pri elektrolýze pri vysokých teplotách spekajú.

Prevádzkové napätie na kúpeli je zvyčajne okolo 5 voltov. Zohľadňuje napätie potrebné na rozklad oxidu a nevyhnutné straty v rozsiahlej sieti.

Z oxidu hlinitého rozpusteného v tavenine na báze kryolitu, ktorý je ťažší ako elektrolytické soli, sa usadzuje na uhoľnom základe kúpeľa. Pravidelne sa odčerpáva.

Proces výroby hliníka vyžaduje veľa elektriny. Na získanie jednej tony hliníka z oxidu hlinitého musíte minúť asi 13,5 tisíc kWh jednosmernej elektriny. Ďalšou podmienkou pre vznik veľkých výrobných centier je preto blízka výkonná elektráreň.

Rafinácia hliníka

Najznámejšou metódou je trojvrstvová elektrolýza. Prebieha aj v elektrolýznych kúpeľoch s uhoľným dnom vyloženým magnezitom. Anódou v procese je samotný roztavený kov, ktorý sa podrobuje čisteniu. Nachádza sa v spodnej vrstve na vodivom ohnisku. Čistý hliník, ktorý sa rozpúšťa z elektrolytu v anódovej vrstve, sa zachytáva a slúži ako katóda. Prúd sa do nej dodáva pomocou grafitovej elektródy.

Elektrolytom v medzivrstve sú fluoridy hlinité buď čisté, alebo s prídavkom chloridu sodného a bárnatého. Zahreje sa na teplotu 800°C.

Pri trojvrstvovej rafinácii je to 20 kWh na kg kovu, to znamená, že na tonu je potrebných 20 tisíc kWh. Preto, ako žiadna iná kovovýroba, aj hliník si vyžaduje nielen zdroj elektriny, ale aj veľkú elektráreň v bezprostrednej blízkosti.

Rafinovaný hliník obsahuje veľmi malé množstvo železa, kremíka, medi, zinku, titánu a horčíka.

Po rafinácii sa hliník spracováva na predajné produkty. Sú to ingoty a drôty a plechy a ingoty.

Produkty segregácie získané ako výsledok rafinácie, čiastočne vo forme tuhej zrazeniny, sa používajú na deoxidáciu a čiastočne odchádzajú vo forme alkalického roztoku.

Absolútne čistý hliník sa získa následným zónovým tavením kovu v inertnom plyne alebo vo vákuu. Jeho pozoruhodnou charakteristikou je vysoká elektrická vodivosť pri kryogénnych teplotách.

Recyklácia

Štvrtinu celkového dopytu po hliníku pokrýva recyklácia surovín. Tvarové odliatky sa odlievajú z recyklovaných produktov.

Vopred vytriedené suroviny sa pretavia v prahovej peci. Obsahuje kovy, ktoré majú vyššiu teplotu topenia ako hliník, napríklad nikel a železo. Z roztaveného hliníka sa fúkaním chlórom alebo dusíkom odstraňujú rôzne nekovové inklúzie.

Viac taviteľných kovových nečistôt sa odstráni pridaním horčíka, zinku alebo ortuti a vysávaním. Horčík sa z taveniny odstraňuje chlórom.

Dané odlievacia zliatina získané zavedením prísad, ktoré sú určené zložením roztaveného hliníka.

Strediská na výrobu hliníka

Čo sa týka spotreby hliníka, Čína je na prvom mieste, pričom ďaleko za sebou nechala druhé Spojené štáty americké a tretie Nemecko.

Čína je tiež krajinou výroby hliníka, ktorá v tejto oblasti vedie s obrovským náskokom.

Do prvej desiatky okrem Číny patrí Rusko, Kanada, Spojené arabské emiráty, India, USA, Austrália, Nórsko, Brazília a Bahrajn.

V Rusku je monopol vo výrobe oxidu hlinitého a hliníka kombinovaný. Ročne vyrobí až 4 milióny ton hliníka a vyváža výrobky do sedemdesiatich krajín a pôsobí na piatich kontinentoch v sedemnástich krajinách.

Americká spoločnosť Alcoa vlastní dva hutnícke závody v Rusku.

Najväčším výrobcom hliníka v Číne je Chalco. Na rozdiel od zahraničných konkurentov sú všetky aktíva sústredené v rodnej krajine.

Divízia Hydro Aluminium nórskej spoločnosti Norsk Hydro vlastní hliníkové huty v Nórsku, Nemecku, na Slovensku, v Kanade a Austrálii.

Austrálsky BHP Billiton vlastní výrobu hliníka v Austrálii, Južnej Afrike a Južnej Amerike.

Alba (Aluminium Bahrain B. S. C.) sa nachádza v Bahrajne – azda najviac veľká produkcia. Hliník tohto výrobcu tvorí viac ako 2 % z celkového objemu „okrídleného“ kovu vyrobeného vo svete.

Ak to zhrnieme, môžeme povedať, že hlavnými výrobcami hliníka sú medzinárodné spoločnosti ktoré vlastnia zásoby bauxitu. A samotný energeticky mimoriadne náročný proces pozostáva zo získavania oxidu hlinitého z hliníkových rúd, výroby fluoridových solí, medzi ktoré patrí kryolit, uhlíková anódová hmota a uhlíková anóda, katóda, výstelkové materiály a samotná elektrolytická výroba čistého kovu, ktorým je hlavná zložka metalurgie hliníka.

TO Kategória:

Výroba železných a neželezných kovov

Metalurgia hliníka, horčíka a titánu

Získanie hliníka. Z hľadiska prevalencie v prírode je hliník na prvom mieste medzi kovmi; jeho obsah v zemskej kôre je 7,45 %. V čistej forme sa hliník nenachádza kvôli jeho vysokej chemickej aktivite, ale nachádza sa v rôznych zlúčeninách, najmä v oxidoch. Ako rudy môžu slúžiť len tie horniny, ktoré majú vysoký obsah oxidu hlinitého (A1203) a ležia vo veľkých hmotách na povrchu zemskej kôry. Medzi tieto horniny patria bauxity, nefelíny, alunity a kaolíny (íly).

Najvýznamnejšou hliníkovou rudou sú bauxity, pozostávajúce z hydrátov oxidov hliníka a železa, oxidu kremičitého, zlúčenín vápnika, horčíka atď. V poslednom čase sa začínajú využívať aj nefelíny a alunity.

Veľké ložiská bauxitu sa nachádzajú na Urale, v okrese Tikhvin v Leningradskej oblasti, v Altajskej a Krasnojarskej oblasti a na iných miestach ZSSR. Nefelín je súčasťou apatitovo-nefelínových hornín (napr. na polostrove Kola); jeho zloženie zodpovedá vzorcu (K, Na)20 A1203 2Si02.

Technológia výroby hliníka pozostáva z dvoch hlavných procesov: získavanie oxidu hlinitého z rudy a získavanie hliníka z oxidu hlinitého.

Výroba oxidu hlinitého. Spôsoby získavania oxidu hlinitého sú rozdelené do troch skupín: alkalické, kyslé a elektrotermické.

Najrozšírenejšia je mokrá alkalická metóda K. I. Bayera, vyvinutá v Rusku a používaná na spracovanie vysokokvalitného bauxitu s malým množstvom (do 5-6 %) oxidu kremičitého. Podľa tejto metódy sa bauxit podrobí drveniu, mletiu a niekedy aj sušeniu, potom sa oxid hlinitý vylúhuje roztokom lúhu sodného v autoklávoch (oceľové hermetické nádoby) pri teplote 250 ° a tlaku 25-30 atm. Autoklávy sú vyhrievané živou parou.

Oxid kremičitý obsiahnutý v bauxite sa rozpúšťa v hydroxide sodnom za vzniku kremičitanu sodného (Na2Si03), ktorý reaguje s hlinitanom sodným za vzniku nerozpustného hlinitokremičitanu sodného, ​​ktorý sa vyzráža a odfiltruje. V tomto prípade platí, že čím väčší je obsah oxidu kremičitého v bauxite, tým väčšia je strata lúhu sodného a oxidu hlinitého.

Kryštalický hydroxid oddelený filtráciou sa dôkladne premyje a potom sa podrobí dehydratácii (kalcinácii) v rúrkových rotačných peciach s dĺžkou do 70 m. V týchto peciach hydroxid hlinitý postupne prechádza stupňami sušenia (pri 200°), dehydratácie (950 °), kalcinácia (1200 °) a chladenie, v dôsledku čoho sa odstráni hydratovaná vlhkosť a získa sa oxid hlinitý (A1203). Roztok po oddelení hydroxidu hlinitého sa podrobí regenerácii a vzniknutý lúh sodný sa opäť použije na lúhovanie nových podielov bauxitu. Na získanie jednej tony oxidu hlinitého sa spotrebuje asi 2,5 tony bauxitu, až 200 kg lúhu sodného a až 120 kg vápna použitých pri regenerácii lúhu sodného.

Ďalej sa hlinitan sodný vylúhuje vodou, výsledný roztok hlinitanu sa odfiltruje od zostávajúcich zlúčenín a rozloží sa zahriatím na 80 ° s oxidom uhličitým, vyzráža sa hydroxid hlinitý a v roztoku sa vytvorí sóda, ktorá sa opäť použije na prácu. Oxid hlinitý z hydroxidu sa získava kalcináciou, ako aj mokrým alkalickým procesom.

Na získanie oxidu hlinitého z nefelínu sa nefelín speká iba s vápencom, pretože nefelín obsahuje NaaO a K20. V opačnom prípade je spracovanie výslednej škvrny podobné ako vyššie.

Ryža. 1. Schéma kúpeľa na elektrolýzu oxidu hlinitého

Proces prebieha pri teplote 935-950°. Tekutý hliník sa zhromažďuje na dne kúpeľa. Roztavený elektrolyt je zvrchu pokrytý vytvrdenou kôrou, ktorá ho chráni pred prudkým ochladením.

Rozkladný potenciál oxidu hlinitého (1,7 V) je menší ako potenciál kryolitu (3,7 V), preto sa pri prechode prúdu elektrolytom rozkladá; v tomto prípade sa na anóde uvoľňuje kyslík, ktorý tvorí CO s uhlíkom a hliník na katóde. Strata oxidu hlinitého v tavenine sa dopĺňa vkladaním nových porcií, takže obsah oxidu hlinitého v elektrolyte sa udržiava viac-menej konštantný (8-10 %). Tekutý hliník sa z kúpeľa odstraňuje sifónom alebo vákuovou naberačkou.

Prevádzkové napätie kúpeľa je 4,3-4,5 V, sila prúdu je 20 000-60 000 A; V súčasnosti sa budujú vane s prúdmi do 140 000 A.

V kúpeli za 50 000 a sa denne uvoľní asi 360 kg hliníka; na získanie 1 kg hliníka sa spotrebuje 17-19 kWh elektriny a asi 2 kg oxidu hlinitého. Elektrolytický hliník sa podrobuje následnej rafinácii pretavením v elektrických odporových peciach s preplachovaním chlórom alebo dodatočným elektrolytickým procesom, pri ktorom je anódou pôvodný tekutý hliník a katódou je rafinovaný hliník, tiež v tekutom stave. Do pôvodného tekutého hliníka sa pridáva 25 % medi, aby sa zvýšila jeho merná hmotnosť na 3,5. Vrstva tekutého chloridu a fluoridových solí je umiestnená na vrchnej časti hliníkovej vrstvy, ktorá slúži ako elektrolyt (hmotnosť 2,7). Nad elektrolytom, v blízkosti uhlíkových katód, sa uvoľňuje vrstva vysoko čistého rafinovaného hliníka. Proces sa uskutočňuje pri 800 °.

Dodatočnou elektrolytickou rafináciou je v niektorých prípadoch možné dosiahnuť čistotu hliníka až na 99,999 %. Technický hliník obsahuje od 98 do 99,9 % Al.

Podľa sedemročného plánu (1959-1965) sa produkcia hliníka u nás zvyšuje 2,8-krát.

Získanie horčíka. Horčík sa v prírode nenachádza v čistej forme kvôli jeho vysokej chemickej aktivite. Vo forme zlúčenín je horčík v prírode široko rozšírený: tvorí 2,35 % hmotnosti zemskej kôry a nachádza sa nielen v pevných horninách, ale aj v morskej vode a vo vode slaných jazier.

Ako rudy na výrobu horčíka magnezit obsahujúci hlavne uhličitan horečnatý (MgC03), dolomit s prevládajúcim obsahom podvojného uhličitanu horečnatého a vápenatého (MgC03 CaCO3), karnalit s obsahom podvojného horčíka a chloridu draselného (MgCl2 KC1 6H20) a bischofit - šesť -voda chlorid horečnatý (MgCI2 6H20), získaný z morskej vody a vody niektorých jazier odparovaním a kryštalizáciou.

V Sovietskom zväze majú najväčší priemyselný význam tieto ložiská horčíkovej rudy: magnezit - Satkinskoje na južnom Urale a Chalilovskoje v Orenburgskej oblasti; dolomit - Zhigulevskoe, Nikitovskoe v Donbase, Schelkovo a Podolsk v Moskovskej oblasti atď.; karnalit - Solikamskoe na Urale; bischofite - jazerá Sakskoe a Sasyk-Sivashskoe na Kryme.

Existujú elektrolytické a tepelné spôsoby získavania horčíka.

Elektrolytická metóda získavania horčíka. Tento proces najskôr produkuje bezvodý chlorid horečnatý (MgCl2), ktorý sa potom podrobí elektrolýze za vzniku horčíka.

Získavanie chloridu horečnatého z bischofitu a karnallitu sa uskutočňuje ich dehydratáciou pomalým ohrevom v rúrových peciach (100-180 °) Získavanie chloridu horečnatého z kaustického magnezitu sa uskutočňuje jeho úpravou pri teplote 800-900 ° plynným chlórom v prítomnosť uhlíka v elektrickej banskej peci: MgO + Cl, + C = MgCl.2 + CO.

Elektrolýza chloridu horečnatého sa uskutočňuje v tesne uzavretých elektrolytických kúpeľoch (obr. 2).

Ryža. 2. Schéma horčíkového elektrolyzéra: 1 - grafitové anódy; 2 - oceľové katódy; 3 - žiaruvzdorná priečka

Anódy sú vyrobené z grafitu, katódy sú vyrobené z ocele vo forme dosiek; obe sú umiestnené vo vani vertikálne a navzájom paralelne.

Pri elektrolýze sa na anódach uvoľňuje plynný chlór, ktorý prebubláva na povrch a je odvádzaný chlórovým potrubím na ďalšie použitie; v blízkosti katód sa uvoľňuje tekutý horčík. Špecifická hmotnosť elektrolytu sa zvyšuje pridaním CaCl2 k nemu tak, že prevyšuje špecifickú hmotnosť horčíka, takže horčík vypláva na povrch elektrolytu, odkiaľ sa pri hromadení extrahuje pomocou vákuových naberačiek. Aby sa zabránilo interakcii chlóru s horčíkom, je pracovný priestor kúpeľa rozdelený na anódu a katódu pomocou žiaruvzdorných priečok inštalovaných medzi anódy a katódy.

Spotreba elektrickej energie na tonu horčíka je 15 000 – 17 000 kWh.

Rafinácia elektrolytického horčíka sa vykonáva buď pretavením spolu s rafinačnými tavivami (zmes chloridových solí alkalických kovov a kovov alkalických zemín) alebo sublimáciou vo vákuu (0,1-0,2 mm Hg) pri teplote 600 °. Týmto spôsobom sa získa horčík s veľmi vysokou čistotou (99,99 % Mg).

Tepelné metódy získavania horčíka. V posledných rokoch sa pre svoju jednoduchosť rozšírili tepelné spôsoby výroby horčíka. Podstatou tepelných metód je redukcia oxidu horečnatého ropným koksom v uzavretej oblúkovej peci pri teplote 1900-2000°. Odparovaný horčík sa rýchlo ochladí na 200 °C, zhromaždí sa, prečistí destiláciou a pretaví. Týmto spôsobom sa získava čistý horčík (99,97 % Mg) so spotrebou elektrickej energie asi 21 000 kWh na tonu kovu.

Kremík sa môže použiť aj ako redukčné činidlo pri teplote 1160° a zvyškovom tlaku (vo vákuu) asi 0,05 mm Hg. čl.

Výroba titánu. Titán má vysokú pevnosť (dvakrát pevnejšiu ako železo), vysokú odolnosť voči koróznemu prostrediu a nízku špecifickú hmotnosť (4,5 g/cm3), preto je veľmi cenným konštrukčným kovom.

Titán je široko používaný v leteckom, chemickom a inom priemysle.

Rudy na výrobu titánu sú rutil (obsahujúci TiO2) a ilmenit (obsahujúci FeTiO3). Hlavným zdrojom ilmenitu sú titán-magnetitové rudy (zmes ilmenitu a magnetitu - Fe304). Takéto rudy sa podrobujú obohacovaniu (mokrému alebo elektromagnetickému), čo vedie k titánovým koncentrátom. Extrakcia titánu z rúd je náročná úloha, pretože pri zahrievaní reaguje s kyslíkom a dusíkom vo vzduchu a v roztavenom stave so všetkými známymi žiaruvzdornými materiálmi.

Metalurgia titánu zahŕňa nasledujúce procesy:
1) výroba chloridu titaničitého (TiCl4) v elektrickej šachtovej peci zahrievaním brikiet zo zmesi titánových koncentrátov alebo technického oxidu titaničitého (TiO2) s uhlím v prúde chlóru. Chlorid titaničitý sa po kondenzácii pár získava vo forme kontaminovanej červenkastej kvapaliny, ktorá sa čistí destiláciou (destiláciou);
2) získanie hubovitého titánu (titánovej špongie) redukciou chloridu titaničitého interakciou s horčíkom v neutrálnej atmosfére (argón alebo hélium) pri teplote v reakčnej zóne 950-1000 °, riadenej rýchlosťou privádzania chloridu titaničitého.

Ministerstvo školstva a vedy Ruská federácia

federálna agentúra vzdelávania

Štátna technická univerzita v Magnitogorsku

ich. Nosová

Katedra metalurgie železa

Abstrakt k disciplíne "História hutníctva"

METALURGIA HLINÍK

anotácia

Zvažuje sa téma "Metalurgia hliníka", sú opísané hlavné vlastnosti tohto kovu. Stručne je popísaná história objavu hliníka, možné spôsoby jeho výroby a aplikácie v rôznych priemyselných odvetviach.

Úvod

1. Vlastnosti hliníka

2. Aplikácia hliníka

3. Suroviny

4. Výroba oxidu hlinitého

5. Elektrolytická výroba hliníka

6. Rafinácia hliníka

Záver

Zoznam použitej literatúry

Úvod

Slovo „metalurgia“ pochádza z gréčtiny:

metalleu® - kopem, ťažím zo zeme;

metallurgeo - ťažím rudu, spracovávam kovy;

metallon - baňa, kov.

Toto slovo znamená oblasť vedy a techniky, ktorá zahŕňa spracovanie rúd ťažených z čriev, získavanie kovov a zliatin, ktoré im dávajú určité vlastnosti.

V dávnych dobách, v stredoveku a relatívne nedávno, až do čias M. V. Lomonosova, sa verilo, že existuje 7 kovov (zlato, striebro, meď, cín, olovo, železo, ortuť).

V roku 1814 švédsky chemik J. Berzelius navrhol používať abecedné znaky, ktoré až na zriedkavé výnimky používa celý svet.

Dnes je vedecky známych viac ako 80 kovov, väčšina z nich sa používa v technológii.

Vo svetovej praxi existuje rozdelenie kovov na železné (železo a zliatiny na jeho báze) a všetky ostatné - neželezné (Neželezné kovy, anglicky; Nichtei-senmetalle, nemčina) alebo neželezné kovy. Hutníctvo sa často delí na železnú a neželeznú. V súčasnosti tvoria železné kovy asi 95 % všetkých kovových výrobkov vyrábaných na svete.

V technológii sa prijíma aj podmienená klasifikácia, podľa ktorej sa neželezné kovy delia na „ľahké“ (hliník, horčík), „ťažké“ (meď, olovo atď.), žiaruvzdorné (volfrám, molybdén atď.). , ušľachtilé (zlato, platina atď.) atď.), vzácne kovy.

Podiel produktov vyrobených s použitím železných a neželezných kovov je v súčasnosti 72 – 74 % hrubého národného produktu štátu. Dá sa tvrdiť, že kovy v XXI storočí. zostane hlavným konštrukčné materiály, pretože z hľadiska svojich vlastností sa hospodárnosť výroby a spotreby vo väčšine oblastí použitia nevyrovná.

Z ~ 800 miliónov ton spotrebovaných kovov je ~ 750 miliónov ton ocele, 20-22 miliónov ton hliníka, 8-10 miliónov ton medi, 5-6 miliónov ton zinku, 4-5 miliónov ton olova (zvyšok -< 1 млн. т).

Z najcennejších a najdôležitejších kovov pre moderné technológie sa v zemskej kôre nachádza len niekoľko vo veľkých množstvách: hliník (8,8 %), železo (4,65 %), horčík (2,1 %), titán (0,63 %).

Rudné ložiská ľahkých kovov zvyčajne zahŕňajú rudy obsahujúce hliník; Hlavným dodávateľom hliníka sú bauxity, ako aj alunity, nefelíny a rôzne íly. K rudným ložiskám neželezných kovov patria ložiská medi, olova a zinku, kobaltu, niklu, antimónu. Zásoby kovov v najväčších z nich dosahujú desiatky až stovky miliónov ton, pričom obvyklý obsah kovov v rude - niekoľko percent.

Hmotnosť vyťažených materiálov je mnohonásobne väčšia ako množstvo kovov obsiahnutých v rude a vo veľkej väčšine prípadov nie je ekonomicky výhodné priamo ťažiť užitočné zložky z prírodných rúd.

Archeologické vykopávky svedčia o tom, že zoznámenie človeka s kovmi siaha do dôb od nás veľmi vzdialených. Predpokladá sa, že prvé bronzové výrobky boli získané 3 000 rokov pred naším letopočtom redukčným tavením zmesi medených a cínových rúd s drevené uhlie. Oveľa neskôr sa bronzy začali vyrábať pridávaním cínu a iných kovov (hliník, berýlium, kremík nikel atď.) do medi. V súčasnosti sú najrozšírenejšie hliníkové bronzy (5-12% Al) s prísadami železa, mangánu a niklu.

V súčasnosti je hutnícka výroba jedným z prioritných odvetví národného hospodárstva.

1. VLASTNOSTI HLINÍKA

Hliník prvýkrát získal dánsky fyzik H. Oersted v roku 1825. Názov tohto prvku pochádza z latinského alumen, ako sa v staroveku nazýval kamenec, ktorý sa používal na farbenie látok.

Hliník má mnoho cenných vlastností: nízka hustota - asi 2,7 g / cm 3, vysoká tepelná vodivosť - asi 300 W / (m. K) a vysoká elektrická vodivosť 13,8. 10 7 Ohm/m, dobrá ťažnosť a dostatočná mechanická pevnosť.

Hliník tvorí zliatiny s mnohými prvkami. Hliník je v roztavenom stave tekutý a dobre plní formy, v pevnom stave sa dobre deformuje a dá sa ľahko rezať, spájkovať a zvárať.

Afinita hliníka ku kyslíku je veľmi vysoká. Pri jeho oxidácii sa uvoľňuje veľké množstvo tepla (~ 1670000 J / mol). Jemne mletý hliník sa pri zahrievaní zapáli a horí na vzduchu. Hliník sa spája s kyslíkom vo vzduchu a v atmosférických podmienkach. V tomto prípade je hliník pokrytý tenkým (~ 0,0002 mm hrubým) hustým filmom oxidu hlinitého, ktorý ho chráni pred ďalšou oxidáciou; preto je hliník odolný voči korózii. Povrch hliníka dobre chráni pred oxidáciou tohto filmu aj v roztavenom stave.

Z hliníkových zliatin má najväčší význam dural a siluminy.

Zloženie duralu okrem hliníka obsahuje 3,4-4% Cu, 0,5% Mn a 0,5% Mg, nie viac ako 0,8% Fe a 0,8% Si. Dural je dobre deformovaný a svojimi mechanickými vlastnosťami sa približuje niektorým druhom ocele, hoci je 2,7-krát ľahší ako oceľ (hustota duralu je 2,85 g/cm3).

Mechanické vlastnosti tejto zliatiny sa zvyšujú po tepelnom spracovaní a deformácii za studena. Pevnosť v ťahu sa zvyšuje zo 147-216 MPa na 353-412 MPa a tvrdosť podľa Brinella zo 490-588 na 880-980 MPa. V tomto prípade sa relatívne predĺženie zliatiny takmer nemení a zostáva pomerne vysoké (18-24%).

Silumíny sú liate zliatiny hliníka s kremíkom. Majú dobré odlievacie vlastnosti a mechanické vlastnosti.

Hlavné hliníkové rudy: bauxit, nefelín, alunit, kaolín, z ktorých najvýznamnejšie sú bauxit s obsahom 40-60% oxidu hlinitého, zvyšok sú oxidy železa, kremíka, vápnika, titánu a iných nečistôt. Nefelíny, alunity a kaolíny obsahujú 20-30 % oxidu hlinitého (A1 2 0 3).

Hliník sa získava v 2 stupňoch: získavanie oxidu hlinitého (A1 2 0 3) z hliníkových rúd a získavanie hliníka elektrolýzou z oxidu hlinitého.

Asi 95 % všetkého oxidu hlinitého sa získava z bauxitových rúd. Bauxit je hliníková ruda zložená z hydroxidov hliníka, oxidov železa, titánu a kremíka.

Technológia získavania kovového hliníka zahŕňa 4 samostatné výroby (obr. 2.10).

Ryža. 2.10.

Spôsob získavania oxidu hlinitého je založený na lúhovacej reakcii. Pri 230 - 250 ° C dochádza k chemickému rozkladu roztoku hliníka interakciou s vodným roztokom zásady. Hydráty oxidu hlinitého pri interakcii s alkáliami prechádzajú do roztoku vo forme hlinitanu sodného:

V roztoku sa vyzráža hlinitan sodný a kremičitan sodný (nerozpustný hlinitokremičitan sodný). Do tejto zrazeniny prechádzajú oxidy titánu a železa, ktoré jej dodávajú červenú farbu. Preto sa zrazenina nazývala - červené bahno.

Pri rozklade (rozklade) získaných roztokov dochádza k reverznej reakcii - hydrolýze roztoku hlinitanu za vzniku kryštalickej zrazeniny hydroxidu hlinitého. V dôsledku toho je technologický cyklus pre alkálie uzavretý. Alkália vynaložená na lúhovanie sa získava späť počas rozkladu a vracia sa na začiatok procesu na spracovanie novej časti rudy.

Na elektrolýzu sa oxid hlinitý musí roztaviť, má však veľmi vysoký bod topenia - 2030 °C, preto sa oxid hlinitý rozpúšťa v špeciálnom prostredí, čo umožňuje znížiť teplotu elektrolýzy na 950-1000 °C.

Hlavnou zložkou tohto média je kryolit – podvojná soľ fluoridov hliníka a sodíka (NaAlF 6). Elektrolýza hliníka vyžaduje dodatočné množstvo AlF3.

Kryolit a fluorid hlinitý sa získavajú z flotačného koncentrátu CaF 2 získaného obohatením prírodného kazivca. Kyslá metóda na získanie týchto látok je založená na reakciách:

Uhoľné produkty sú potrebné na dodávanie prúdu do elektrolytu a na obloženie hrncov. Zahŕňajú: anódové pečené bloky (rozloženie elektród); anódová hmota (tvorba kontinuálnych samovypaľovacích anód); katódové bloky (na obloženie dna elektrolytického článku); uhoľné dosky (obloženie bočných stien elektrolyzérov).

Elektrolýza sa vykonáva v elektrolýznych kúpeľoch-elektrolyzéroch.

Kúpeľ uhlíkatého materiálu je naplnený roztaveným hliníkom (ktorý slúži ako katóda) a elektrolytom pozostávajúcim z kryolitu, oxidu hlinitého. Hrúbka vrstvy taveniny je 250-300 mm. Anódové zariadenie pozostáva z uhlíkovej anódy ponorenej do elektrolytu. Na elektrolýzu a ohrev elektrolytu na teplotu 1000 °C sa privádza jednosmerný prúd 70-75 kA a napätie 4-5 V. Oxid hlinitý v elektrolyte disociuje; na katóde sa vybije hliníkový ión a vznikne hliník a na anóde sa vytvorí kyslíkový ión, následkom čoho elektródy postupne vyhoria a nahradia sa novými. Hliník sa zhromažďuje na dne kúpeľa pod vrstvou elektrolytu, odkiaľ sa periodicky čerpá do vákuovej panvy. Surový hliník získaný elektrolýzou obsahuje kovové a nekovové nečistoty, plyny, preto sa rafinuje preplachovaním chlórom.

Preplachovanie chlórom sa vykonáva vo vákuovej panve. Na tento účel sa vedierko s odstráneným vekom umiestni pod odsávač pár. Do hliníkovej taveniny sa zavedie rúrka, cez ktorú sa privádza plynný chlór. Bublinky chlóru, vznášajúce sa hore, zachytávajú suspendované nekovové nečistoty, chloridy kovov a chlorovodík. Plávajúca pena sa odstráni.

Po úprave chlórom sa hliník (z rôznych elektrolyzérov) naleje do dozvukových pecí s kapacitou až 25 ton a niekoľko hodín sa udržiava. Účelom tejto operácie je spriemerovanie zloženia hliníka a dodatočné čistenie kovu. Ďalej sa hliník vyrába vo forme ingotov s hmotnosťou od 15 do 1000 kg.

Na získanie vysoko čistého hliníka je potrebná dodatočná rafinácia podľa trojvrstvovej metódy.

Podstatou trojvrstvovej metódy je, že v elektrolytickom článku sa vytvoria tri vrstvy taveniny: anóda je tavenina hliníka technickej čistoty; katóda - tavenina čisteného kovu; medzi nimi je vrstva pozostávajúca zo zliatiny chloridu bárnatého s hliníkom a fluoridmi sodnými. Na oddelenie hliníkových vrstiev podľa špecifická hmotnosť spodná vrstva je ťažšia pridaním až 40 % medi do kontaminovaného hliníka (hustota taveniny 3200 kg/m 3 ).

Pri rafinácii sa v anódovej zliatine nahromadí viac elektropozitívnych nečistôt (Fe, Si, Cu), do elektrolytu prejde viac elektronegatívnych nečistôt (Na, Ba, Ca).

Mimoškolské štúdium. Kurz - Hutníctvo neželezných kovov

Krátke zhrnutie

Príprava surovín pre hutnícku výrobu

metalurgia medi

Metalurgia zinku

metalurgia hliníka

Všetky kovy sú rozdelené do dvoch skupín: čierne a neželezné.

Do skupiny železné kovy zahŕňajú železo, ako aj mangán (Mn), vanád (V) a chróm (Cr).

Všetky ostatné kovy tvoria skupinu farebné.

Neželezné kovy sú zase rozdelené do nasledujúcich podskupín podľa ich fyzikálnych a chemických vlastností:

a) ťažké neželezné kovy ( hustota väčšia ako 5 g/cm 3) : Cu (meď), Ni (nikel), Pb (olovo), Sn (cín), Zn (zinok), Cd (kadmium), Co (kobalt), As (arzén), Sb (antimón);

b) ľahké neželezné kovy(hustota do 5 g/cm3) : Al (hliník), Mg (horčík), Na (sodík), ako aj Be (berýlium), Li (lítium), Ba (bárium), Ca (vápnik), Sr (stroncium), K (draslík), Ti ( titán), Zr (zirkónium);

c) ušľachtilé kovy: Au (zlato), Ag (striebro), Pt platina, Os (okcium), Ir (irídium), Rh (ródium), Ru (ruténium), Pd (paládium);

d) vzácne kovy, ktoré sa delia na :

- žiaruvzdorný (bod topenia nad 1873 K): Hf (hafnium), Nb (niób), Ta (tantal), Mo (molybdén), W (volfrám), Re (rénium);

- rozptýlené: Ga ( gálium), Tl (tálium), Ge (germánium), Se (selén), Te (telúr), In (indium), Rb (rubídium), Cs (cézium);

- vzácna zem: Sc (scandium), Y (yttrium), La (lantán) a lantanoidy (14 prvkov od céru po lutécium);

- rádioaktívne: Ra (rádium), Ac (aktínium), aktinidy (tórium, protaktínium, urán a transuránové prvky), polónium.

Treba mať na pamäti, že vzácne kovy nie sú nevyhnutne obsiahnuté v zemskej kôre v malých množstvách. Kovy tejto podskupiny sa nazývajú „vzácne“ najmä preto, že sú rozptýlené vo veľkom množstve iných hornín. Preto je koncentrácia týchto kovov v rudách nízka a ložiská rúd vzácnych kovov majú malú veľkosť (zásoby).

Východiskovou surovinou na výrobu prevažnej väčšiny kovov sú minerálne útvary ťažené zo zemskej kôry – rudy.

ruda je hornina obsahujúca kov v takej forme a v takom množstve, že je ekonomicky výhodné ho na danom stupni technologického rozvoja ťažiť.

Ruda akéhokoľvek kovu sa zvyčajne skladá z dvoch hlavných častí: rudný minerál, predstavujúce chemickú zlúčeninu kovu s iným (iným) prvkom, mechanicky zmiešanú so zlúčeninami, ktoré tento kov neobsahujú - prázdna skala.

ruda = rudný minerál + odpadová hornina.

Všetky rudné minerály (viac ako 3000) materiálové zloženie rozdelené na:

I skupina natívne (zlato, platina, S, uhlík)

II skupina sulfidové minerály sú minerály, ktoré obsahujú síru.

III skupina nesulfidické (oxidované), ktoré sa delia na:

1) oxidy (Fe 3 O 4 - magnetit, SiO 2 - kremeň, SnO 3 - kassiterit)

2) kremičitany (zirkónium ZrSiO 4)

3) uhličitany (РbСО 3 - cerrusit)

IV skupina zmiešané

Proces získavania kovu z rudy teda zahŕňa dve postupné operácie:

a) oddelenie rudného minerálu od odpadovej horniny – to sa dosiahne v procese obohacovania v spracovateľských závodoch;

b) oddelenie kovu od prvku, s ktorým tvorí chemickú zlúčeninu - k tomu dochádza pri pyro- alebo hydrometalurgických procesoch v hutníckych podnikoch.

Charakteristika rúd neželezných kovov

1. Rudy neželezných kovov sú zložité suroviny. V rudách neželezných kovov sa popri základných kovoch (meď, olovo, zinok, nikel, kobalt, molybdén, volfrám, bizmut) nachádza zlato, striebro, kadmium, indium, selén, telúr, rénium, tálium, gálium, vzácne zeminy, síra, baryt, fluorit, kremeň a ďalšie prvky a minerály. Prevažnú časť (80–85 %) neželezných kovov v rudách predstavujú sulfidové minerály. Ušľachtilé kovy a nečistoty sú v rudách prítomné najmä vo forme izomorfných nečistôt a jemne rozptýlených inklúzií v mineráloch hlavných a sprievodných užitočných zložiek. Nesulfidické minerály predstavujú oxidy, kremičitany, uhličitany, fosforečnany a iné horninové minerály v rôznych pomeroch.

zinok. Obsahy pridružených kovov sa zvyčajne odhadujú na desatiny, stotiny a tisíciny percent. Neustály rast výroby a spotreby základných neželezných kovov (meď, olovo, zinok, nikel) je sprevádzaný neustálym znižovaním ich obsahu v spracovaných rudách. Napríklad priemerný obsah medi v medených rudách za posledných 90 rokov klesol 10-krát a v súčasnosti je približne 1,3 %.

3. Rudy neželezných kovov sú veľmi rôznorodé a premenlivé v chemickom a minerálnom zložení, povahe šírenia a stupni oxidácie, pevnosti, drviteľnosti, brúsiteľnosti, obohatení. Rôzne kombinácie vlastností rúd vytvárajú širokú škálu ich druhov a odrôd, ktoré sa líšia dôležitými technologickými vlastnosťami vo vzťahu k procesom drvenia, mletia, zušľachťovania atď.

4. Rudy neželezných kovov sa vyznačujú zložitými banskými a geologickými podmienkami výskytu. Ložiská neželezných kovov sa zvyčajne vyznačujú relatívne malými zásobami, zložitosťou a nejednotnosťou rudných telies, veľmi tvrdých rúd a hostiteľských hornín, čo predurčuje veľkú pracnosť pri ich vývoji.

5. CM rudy sa vyznačujú jemným rozptýleným spojením cenných zložiek s hostiteľom skaly a medzi sebou. Typicky CM rudy vyžadujú dobré mletie na prerušenie týchto väzieb.

Účel prípravy rúd na hutnícke spracovanie

Rudy spracované v metalurgickom spracovaní musia mať:

Optimálne zloženie odpadovej horniny;

Minimálny obsah škodlivých nečistôt;

granulometrické zloženie rudy potrebné pre túto technológiu;

Maximálna homogenita chemického a granulometrického zloženia rudného materiálu.

Rudy ťažené z útrob zeme spravidla nespĺňajú tieto požiadavky a vyžadujú predbežné spracovanie, ktoré často predstavuje celý rad špeciálnych operácií.

Zušľachťovanie rudy je komplex procesov, ktorými sa minerály odpadovej horniny oddeľujú od rudy existujúcimi fyzikálnymi a fyzikálno-chemickými metódami.

Výsledkom obohatenia je:

1. koncentrácia hodnotnej zložky na desiatky, stovky krát;

2. Pomocou obohacovania sa z koncentrátov odstraňujú škodlivé nečistoty, čo uľahčuje metalurgické alebo iné následné spracovanie;

3. znížia sa náklady na dopravu materiálu k spotrebiteľovi (znížením celkovej hmotnosti výrobku);

4. spracovanie obohateného materiálu prebieha s veľkým efektom (zvyšuje sa produktivita následného spracovania, klesá spotreba paliva a elektriny, klesá strata hodnotnej zložky s výrobným odpadom a zvyšuje sa ťažba).

Produkty obohatenia sú:

koncentrát - materiál obsahujúci užitočného minerálu viac, ako bolo v pôvodnej rude. Pri obohacovaní viaczložkových minerálov sa získajú 2 alebo viac koncentrátov. Koncentráty musia spĺňať GOST alebo technické podmienky.

hlušina - materiál pozostávajúci hlavne z odpadovej horniny a obsahujúci malé množstvo užitočného minerálu. Toto je odpadový produkt. Ale nie vždy sa získa hlušina. Ak hlušina obsahuje veľa užitočného minerálu, je raz alebo viackrát znovu obohatená, výsledkom čoho je konečná hlušina a produkt obohatený o užitočný minerál. Tieto produkty sú chudobnejšie ako hlavné koncentráty. Zaberajú medzipolohu medzi koncentrátom a hlušinou z hľadiska obsahu užitočného prvku – a sú tzv medziprodukty(medziprodukty), ktoré sú predmetom dodatočného obohacovania.

Obage tkanina je medzičlánkom medzi baňou a hutnícky závod. Kapacita továrne sa zvyčajne určuje podľa množstva spracovanej rudy a pohybuje sa od desiatok tisíc ton až po niekoľko miliónov ton ročne.

Ruda rôznej veľkosti (D = 1500-2000 mm - typické pre povrchovú ťažbu, D = 500 - 600 mm - typické pre podzemnú ťažbu), pochádzajúca z bane, prechádza rôznymi procesmi v úpravni, ktorá podľa ich účel možno rozdeliť na:

prípravný;

V skutočnosti obohatenie;

Pomocný.

Prípravné procesy zahŕňajú predovšetkým operácie zmenšovania veľkosti kúskov rudy: drvenie a mletie as tým spojené preosievanie a triedenie. Konečná veľkosť mletia je určená veľkosťou šírených minerálov, ktoré je potrebné otvoriť. To im umožňuje vyniknúť ako nezávislý produkt. V závislosti od technológie môže konečná veľkosť minerálnych častíc dosiahnuť 2-3 mm až 40 mikrónov. Operácie skríningu a klasifikácie umožňujú oddeliť veľké kusy minerálov od malých.

K skutočným procesom obohacovania zahŕňajú procesy oddeľovania rudných minerálov a odpadových hornín a ich rozdeľovania na samostatné produkty. Tieto procesy sú založené na rôznych fyzikálne vlastnosti rudné minerály a hlušinové minerály - farba, lesk, magnetické vlastnosti, elektrická vodivosť, hustota, zmáčavosť atď. Tieto procesy zahŕňajú gravitačné obohacovanie , flotácia, magnetická a elektrická separácia a iné procesy. Úlohou hlavných obohacovacích procesov je oddeliť užitočný nerast a odpadovú horninu. Toto je proces obohacovania.

Hlavné skupiny procesov obohacovania:

1) Metódy gravitačného obohacovania. Ide o oddeľovanie minerálnych častíc, zvyčajne v prúde vody, na základe rôznych hustôt minerálov. Táto metóda je hlavná na obohacovanie zlatonosných, platinových, volfrámových a cínových rúd.

2) Flotácia - separácia minerálnych častíc na základe ich rozdielnej zmáčavosti vodou. Toto je hlavná metóda obohacovania rúd medi, zinku, olova, molybdénu a niklu.

3) Magnetické obohacovanie - oddeľovanie minerálnych častíc v magnetickom poli, na základe rozdielnych magnetických vlastností minerálov. Toto je hlavná metóda pri obohacovaní železných rúd a rúd vzácnych kovov.

4) Elektrické obohatenie – založené na rozdielnej elektrickej vodivosti minerálnych častíc.

5) Rádiometrické obohatenie – založené na rozdielnej rádioaktivite separovaných minerálov – prirodzené alebo indukované.

Pomocný procesy. Keďže väčšina hlavných metód sa vykonáva vo vode, výsledné produkty obsahujú veľa vlhkosti - až 80%. Požiadavky pyrometalurgickej výroby sú od 5 do 10% vlhkosti, preto sa v spracovateľských závodoch komerčné produkty dehydratujú pomocou troch po sebe nasledujúcich operácií:

1) Zahusťovanie

2) Filtrovanie

Súbor a postupnosť operácií, ktoré ruda podstupuje pri obohacovaní, dráha pohybu rudy a produktov obohatenia z jednej operácie do druhej sa nazývajú technologická schéma obohatenie.

Takže v dôsledku obohatenia rudy získame produkt, ktorý vstupuje do hutníckej výroby - koncentrát. Koncentrát obsahuje oveľa viac kovu (desiatky krát) ako pôvodná ruda, čo umožňuje jeho spracovanie s väčšou účinnosťou.