1. No category

METALLIEN JALOSTUKSEN YLEISKUVA
Raaka-aine
KAIVOS
KAIVOS
Valu
Tuotteet
Valssaus/pursotus/
syväveto
Tele- ja
tietotekniikka
LEVYAIHIO
malmin
rikastus
MALMI- ja/tai
KIERRÄTYSMATERIAALIPOHJAINEN METALLIN
VALMISTUS
TANKOAIHIO
Toimistotarvikkeet
LANKA-AIHIO
Kodinkoneet ja
-tarvikkeet
Laivanrakennus
Kierrätettäviä metallituotteita
Auto
Rakentaminen
METALLIN ELINKAARI
5. Metallin käyttötila
6. Korroosio
Kuluminen
Väsyminen
4. Metallin
muokkaus
3. Metallin
valmistus
2. Malmin
rikastus
7. Kierrätysmetalli
8. Metallin kierrätys
9. Jäte
1. Malmin
louhinta
Aika……………………………………………………....
TERÄKSEN VALMISTUS
- seostamaton ja niukkaseosteinen teräs Kierrätysteräksestä
Malmista
Rautarikaste
˜ 65 % Fe
Kierrätysteräs
Koksi ja kalkkikivi
Masuuni
Valokaariuuni =
Sähköuuni
Raakarauta
˜ 1450 °C
Sula raakateräs
Konvertteri
Sula
raakateräs
˜ 1650 °C
Tyhjökäsittely
(tarvittaessa)
Senkkauuni
Jatkuvavalu
˜ 1550 °C
Teräsaihio valssaukseen
TERÄKSEN VALMISTUS
- seostamaton ja niukkaseosteinen teräs Kierrätysteräksestä
Malmista
Kierrätysteräs
Rautarikaste
˜ 65 % Fe
Koksi ja kalkkikivi
Masuuni
- sulatus
- pelkistys
Valokaariuuni =
Sähköuuni
- sulatus
- mellotus
- esiseostus
Pelkistysreaktiot:
C + FeO = CO + Fe
CO + FeO = CO2 + Fe
Raakarauta
˜ 1450 °C
Sula
raakateräs
Sula raakateräs
Mellotusreaktio:
[C]Fe + [O] = CO
Konvertteri
- mellotus
- esiseostus
˜ 1650 °C
Tyhjökäsittely
(tarvittaessa)
- vedyn poistoa
- hiilen poistoa
Senkkauuni
- loppuseostus
- lämpötilan täsmäys
Jatkuvavalu
˜ 1550 °C
Kuonaa
Teräsaihio valssaukseen
RUOSTUMATTOMAN TERÄKSEN VALMISTUS
Ferrokromiuuni
˜ 1500 °C
Happea
Kierrätysterästä
Kierrätysterästä
Kromikonvertteri
EAFEAF
Valokaariuuni
50 %
50 %
˜ 1650 °C
AOD-konvertteri
Happea
AOD
Jatkuvavalu
˜ 1600 °C
Happea (O2)
Typpeä (N2)
Argonia (Ar)
Johtaa alhaiseen
hiilipitoisuuteen.
Senkkauuni
˜ 1500 °C
Ruostumaton teräsaihio valssaukseen
RUOSTUMATTOMAN TERÄKSEN VALMISTUS
Pelkistysreaktiot:
C + FeO = CO + Fe
3C + Cr2O3 = 2Cr + 3CO
Ferrokromiuuni
- malmirikasteen sulatus sekä
pelkistys hiilen avulla ˜ 1500 °C
Happea
Kierrätysterästä
Kierrätysterästä
Kromikonvertteri
- piin (Si) ja osittain
hiilen (C) poisto
˜ 1650 °C
Pelkistys piillä,
pelkistysreaktio:
3Si + 2Cr2O3 =
4Cr + 3SiO2
50 %
50 %
EAFEAF
Valokaariuuni
- sulatus
Mellotusreaktio:
[C]Fe + [O] = CO
AOD-konvertteri
- mellotus hapella (O2), kuonan pelkistys
piillä (Si)
Happea
˜ 1600 °C
AOD
Jatkuvavalu
Happea (O2)
Typpeä (N2)
Argonia (Ar)
Johtaa alhaiseen
hiilipitoisuuteen.
Senkkauuni
- koostumuksen ja lämpötilan
lopputäsmäys ˜ 1500 °C
Kuonaa
Ruostumaton teräsaihio valssaukseen
KUPARIN VALMISTUS
jauhatus
Kuparimalmin
rikastus
sivukivi
Jauhatus (< 0,1 mm),
sivukiven erotus
veden syöttö
Happi + ilma
Liekkisulatus
˜ 1250 °C
↑
rikaste
(Cu)
Raudan (Fe) ja rikin (S) poistoa
happirikastetulla ilmalla
Happi + ilma
Konvertointi
˜ 1200 °C
Raudan ja rikin poistoa
happirikastetulla ilmalla jatketaan
Ilma
Anodiuuni
ja anodivalu
Elektrolyysi
Loppurikin poisto
ilmapuhalluksen avulla
Erittäin puhdas kupari
- kuparipitoisuus 99,99 %
KUPARIN VALMISTUS
jauhatus
Kuparimalmin
rikastus
- Kuparimineraali
on kuparikiisu
(CuFeS2)
sivukivi
veden syöttö
Happi + ilma
Liekkisulatus
˜ 1250 °C
↑
rikaste
(Cu)
Jauhatus (< 0,1 mm),
sivukiven erotus
- kuparipitoisuus n. 30 %,
rautapitoisuus n. 30 %,
rikkipitoisuus n. 30 %
Raudan (Fe) ja rikin (S) poistoa
happirikastetulla ilmalla
- malmirikasteen sulaminen,
lisäenergiaa ei tarvita
- tuote: kuparipitoisuus n. 70 %, rautapitoisuus n. 10 %, rikkipitoisuus n. 20 %
Perusreaktio liekkisulatuksessa:
2CuFeS2 + 4O2 = Cu2S + 2FeO + 3SO2
Happi + ilma
Konvertointi
˜ 1200 °C
Ilma
Anodiuuni
ja anodivalu
Raudan ja rikin poistoa
happirikastetulla ilmalla jatketaan
- tuote: konvertterikupari
Reaktio konvertoinnin alussa:
2CuFeS2 + 4O2 = Cu2S + 2FeO + 3SO2
Reaktio konvertoinnin loppuvaiheessa:
Cu2S + O2 = 2Cu + SO2
Loppurikin poisto
Reaktio:
ilmapuhalluksen avulla [S]Cu + O2 = SO2
- tuote: anodikupari,
koko 1m x 1m x 0,05 m
- kuparipitoisuus n. 99,5 %
Kuonaa
Elektrolyysi
Erittäin puhdas kupari
- kuparipitoisuus 99,99 %
KUPARIELEKTROLYYSI
Kupari siirtyy anodeista
sähkövirran avulla
emolevyihin/katodeihin.
CuA -> CuK
Prosessi kestää n. 3 viikkoa.
Kuparianodi
Elektrolyytti (vaihtuu joka 3. tunti)
- kuparisulfaattia (CuSO4)
- vettä (H2O)
- rikkihappoa (H2SO4)
Elektrolyysiallas
Anodiliete, joka sisältää mm. kultaa (Au) ja
hopeaa (Ag). Nämä jalostetaan lietteestä.
Emolevyt
(ruostumatonta terästä)
Emolevy
Kuparikatodit irrotetaan
emolevyistä.
Kuparikatodit
Katodikupari on erittäin
puhdasta (> 99,99 % Cu).
Se menee jatkojalostukseen
tai myyntiin sellaisenaan.
KUPARIN JATKOJALOSTUS
Raaka-aineet
- katodikupari 99,99 % Cu
- kuparinen kierrätysmateriaali
omasta tehtaasta ja/tai ulkoa
+
Sulatus ja seostus
- valmis sula metalli
Valu
- valmis valuaihio jatkokäsittelyyn
Kuuma- ja kylmämuokkaus
Lämpökäsittely
- esim. hehkutus
Viimeistely
- hionta, harjaus, leikkaus, pinnoitus
Valmis tuote mm.: