Kémiai metallurgia

Tartalom

Bevezetés 11
I. Az ércek előkészítése és dúsítása 19
1.1. A kohászati alapanyagok aprítása 20
1.11. A durvára aprítás (törés) eszközei 21
1.12. A közepesre aprítás (darálás) eszközei 25
1.13. A finomra aprítás (őrlés) eszközei 26
1.14. Aprítás hőenergiával 28
1.15. Az aprítóberendezések alkalmazási módja 29
1.2. Az osztályozás 29
1.21. Osztályozás darabnagyság alapján 30
1.22. Osztályozás süllyedési végsebesség alapján 32
1.3. A metallurgiai anyagok dúsítása 35
1.31. Fizikai dúsító eljárások 36
1.311. Dúsítás halmazállapot-változás nélkül 36
1.311.1. Dúsítás sűrűség szerint 36
1.311.2. Dúsítás felületi tulajdonságok szerint 39
1.311.3. Dúsítás mágneses tulajdonságok szerint 42
1.311.4. Dúsítás elektromos tulajdonságok szerint 44
1.311.5. Dúsítás optikai tulajdonságok szerint 45
1.311.6. A halmazállapot-változás nélkül végzett fizikai dúsítás értékelése 45
1.312. Dúsítás halmazállapot-változással 52
1.312.1. Dúsítás olvadékfázisban 52
1.312.2. Dúsítás gőzfázisban 55
1.32. Kémiai dúsító eljárások 55
1.321. Pirometallurgiai dúsító eljárások : 55
1.321.1. Az égetés 55
1.321.2. A pörkölés 59
1.321.21. Az oxidáló és szulfatizáló pörkölés 60
1.321.22. A klórozó pörkölés 69
1.321.23. A redukáló pörkölés 71
1.321.24. A mágnesező pörkölés 73
1.321.25. A pörkölés termékei 73
1.321.3. Fémvegyületek előállítása olvasztással 73
1.321.4. Az ércek feltárása tűzi úton 77
1.321.5. A pirometallurgiai dúsító eljárások technológiái és berendezései 77
1.322. Hidrometallurgiai dúsító eljárások 89
1.322.1. A lúgzás 91
1.322.11. A lúgzás berendezései 99
1.322.2. Az oldat és a lúgzási maradvány elkülönítése 103
1.322.3. A fémtartalmú lúg tisztítása 111
1.322.31. Klasszikus kémiai módszerek 111
1.322.32. Lúgtisztítás szilárd és folyékony ioncserélőkkel 115
1.322.33. A lúgtisztítás berendezései 118
1.322.4. A lúgzási maradvány mosása 120
1.4. Az ércek előkészítő és dúsító eljárásainak összefoglalása 121
2. A metallurgiai technológiák áttekintése és jellemzése 125
2.1. A fémek színítése pirometallurgiai úton 125
2.11. A termikus bontás 135
2.12. A redukció 138
2.121. Redukció karbonnal 140
2.121.1. Üzemi technológiák 147
2.121.11. Atmoszferikus technológiák 147
2.121.12. Vákuumtechnológiák 160
2.122. Redukció hidrogénnel 168
2.122.1. Üzemi technológiák 173
2.123. Metallotermikus redukció 176
2.123.1. Üzemi technológiák 182
2.123.11. Az alapfém nem gőzölög el a munkahőmérsékleten 182
2.123.12. Az alapfém elgőzölög a munkahőmérsékleten 185
2.13. Színítés fémvegyületek reagálása útján 192
2.131. Üzemi technológiák 194
2.2. A fémek raffinálása pirometallurgiai úton 199
2.21. Fizikai raffináló módszerek 200
2.211. A csurogtatás 200
2.212. A desztillálás 201
2.212.1. Üzemi technológiák 203
2.212.11. Kis olvadáspontú nehézfémek raffinálása 203
2.212.12. Alkálifémek és alkáliföldfémek raffinálása 210
2.213. A zónás olvasztás 212
2.22. Kémiai raffináló eljárások 214
2.221. Raffinálás a szennyezők elsalakításával 215
2.221.1. Üzemi technológiák 217
2.222. Szekunder fémkezelő technológiák 223
2.222.1. Üstmetallurgiai technológiák 223
2.222.11. Atmoszferikus technológiák 223
2.222.12. Vákuumtechnológiák 225
2.222.2. A fémet megolvasztó technológiák 237
2.222.21. Atmoszferikus átolvasztó technológiák 237
2.222.22. Vákuumtechnológiák 238
2.223. Raffinálás kémiai transzportreakciók útján 247
2.3. A fémek színítése hidrometallurgiai módszerekkel 249
2.31. A fém színítése elektrolízissel 250
2.311. Elektrolízis oldhatatlan anóddal 254
2.311.1. A katodikus fémleválasztás feltételeinek biztosítása 256
2.311.2. A fém leválasztásának kinetikája 258
2.311.3. Az elektrolízis energiafelhasználása 261
2.311.31. Az elektrolizáló feszültség 262
2.311.32. Az áramhatásfok 265
2.311.33. A minimális fajlagos energiafelhasználást biztosító áramsűrűség 266
2.311.34. A gazdaságos üzemmenethez tartozó áramsűrűség 268
' 2.311.35. Az olvadékelektrolízis energiamérlege 269
2.311.4. Az elektrolízis berendezései és technológiája 272
2.311.5. A színítő elektrolízis alkalmazása 277
2.32. A fém színítése cementálással 279
2.33. A fém színítése nyomás alatti redukcióval 281
2.4. A fémek raffinálása elektrolízissel 281
2.5. A metallurgiai technológiák univerzális technológiakinetikai és termodinamikai jellemzői 284
2.51. A technológiák kinetikai összehasonlítása 285
2.511. Az elegyalkotók olvadáspontja alatti hőmérsékleten dolgozó technológiák 285
2.511.1. A szilárd-gáz rendszer áramlási viszonyai 288
2.511.2. Kémiai reakciók a szilárd-gáz rendszerben 291
2.511.3. A konvektív anyag- és hőtranszport 292
2.511.4. Az anyagátalakulásra rendelkezésre álló idő 293
2.512. Az elegyalkotók olvadáspontja feletti hőmérsékleten dolgozó technológiák 294
2.512.1. Az olvadék-gáz rendszer áramlási viszonyai 295
2.512.2. A konvektív anyag- és hőtranszport 296
2.512.3. Kémiai reakciók az olvadék-gáz rendszerben 297
2.512.4. Az anyagátalakulásra rendelkezésre álló idő .298
2.52. A technológiák termodinamikai összehasonlítása 298
2.53. A metallurgiai technológiák számításának fő irányai 303
3. A kvázihomogén sokkomponensű metallurgiai folyamatok és számításuk 305
3.1. Az egyensúlyi összetétel meghatározása szimultán végbemenő reakciók esetén 305
3.11. Reakciórendszer egyensúlyának meghatározása jellemző reakciórendszer
alapján 306
3.12. Reakciórendszer egyensúlyának meghatározása energiaminimum keresésével 314
3.13. A szimultán reakciók egyensúlyszámítási módszereinek alkalmazása 318
3.2. Elegyszámítás, statikus technológiairányító modellek 319
3.21. Az elegyszámítás alkalmazása 332
3.211. Az aknás kemence statikus modellje 335
3.3. Nyersfémek raffinálásának, a szennyezőeltávolítás mértékének számítása 341
3.4. A kvázihomogén többkomponensű metallurgiai rendszerben végbemenő folyamatok kinetikája 344
3.41. A folyamat sebességmeghatározó tényezője a kémiai reakció 345
3.42. A folyamat sebességmeghatározó tényezője a diffúzió 354
3.43. A folyamat sebességét a kémiai reakció és a diffúzió együttesen határozza meg 365
3.44. A folyamat sebességét a diffúzió és a konvekció együttesen határozza meg 367
3.5. A hidrometallurgia folyamatainak (lúgzás, mosás, extrakció) számítása 369
4. A többfázisú és sokkomponensű metallurgiai rendszerek elméleti alapjai és
számításuk 371
4.1. Transzportjelenségek a reális metallurgiai rendszerben 373
4.11. A fémolvadék; a metallurgiai rendszer alapfázisa 373
4.111. A fémolvadék mérlegegyenletei 374
4.111.1. Az olvadék impulzusmérlege és a kontinuitás feltétele 374
4.111.2. Az olvadék hőmérlege 376
4.111.3. Az olvadék anyagmérlege 381
4.111.4. Az állapotegyenlet 382
4.112. Az alapfázis állapotát meghatározó matematikai modell 382
4.112.1. Az alapegyenlet-rendszer felbontása részrendszerekre és ezek
egyszerűsítési lehetőségei 384
4.112.2. A hidromechanikai alapfázis mozgása 385
4.112.3. Az alapfázis mozgásállapotának számítása 386
4.112.4. Anyag- és hőátadási viszonyok a fizikai kémiai alapfázisban 392
4.113. Az alapfázis állapotára vonatkozó néhány speciális megoldás .395
4.12. A diszpergált és peremfázisok 408
4.121. Transzportjelenségek lamináris áramlás esetén 410
4.121.1. A határréteg egyenletei 410
4.121.2. Impulzus-, anyag- és hőátadás a perem- és diszpergált fázisokon 412
4.121.21. Transzportjelenségek a peremfázisokon 414
4.122. Transzportjelenségek turbulens áramlás esetén 430
4.122.1. A turbulens határréteg jellege 433
4.122.2. Transzportjelenségek a perem- és diszpergált fázisokon 433
4.123. Transzportjelenségek nyugvó olvadékban 436
4.13. A transzportjelenségek összefoglalása 437
4.14. Transzportjelenségek szilárd-gáz fázisú metallurgiai rendszerekben.
A nagyolvasztó kinetikai modellje 442
4.15. Transzportjelenségek számítása reális olvadékban 446
4.2. Anyagátalakulás a metallurgiai rendszerben 452
4.21. A kémiai reakciók rendszere és a ténylegesen végbemenő kémiai
reakció kiválasztása 452
4.22. Az anyagátalakulás mértékének meghatározása [160] 461
4.23. Az anyagátalakulást kísérő hőhatások számítása 465
4.3. Zárványok képződése és eltávolítása 467
4.31. A csíraképződés 467
4.32. A diszpergált fázisok eltávolításának mechanizmusa 470
4.4. A metallurgiai rendszer fázisainak módosítása: ötvözés és hőforgalom 475
4.5. A metallurgiai rendszer fázisainak integrált összetételi és termikus állapota 477
4.51. A tégelyfal állapota (J= 1) 478
4.52. A salak állapota (J= 2) 479
4.53. A diszpergált fázisok állapota 480
4.54. A fizikai kémiai alapfázis állapota (J= 6) 481
4.6. A többfázisú sokkomponensű rendszer állapotának teljes körű számítása 482
4.61. A metallurgiai folyamatok szimulációja 483
A felhasznált jelölések 492
A felhasznált és ajánlott irodalom jegyzéke 493
Angol nyelvű összefoglaló 499

Témakörök