RU2071976C1 - Способ получения металлов и их сплавов - Google Patents
Способ получения металлов и их сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2071976C1 RU2071976C1 SU5064299A RU2071976C1 RU 2071976 C1 RU2071976 C1 RU 2071976C1 SU 5064299 A SU5064299 A SU 5064299A RU 2071976 C1 RU2071976 C1 RU 2071976C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- oxides
- metal oxides
- reduction
- alloys
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 17
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 5
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к области металлургии. Сущность: способ включает нагрев оксидов металлов до высоких температур, в том числе превышающих температуру плавления, при этом восстановление оксидов металлов осуществляют за счет воздействия на них неоднородного магнитного поля. При получении металлов используют оксиды различных металлов, а восстановление оксидов осуществляют в защитной среде или в вакууме. Это позволяет при восстановлении оксидов частично или полностью отказаться от применения твердых, жидких или газообразных восстановителей. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения металлов и сплавов.
Известны способы получения металлов из руд путем восстановления их из оксидов [1]
Общим для этих способов является то, что оксиды металлов (руда, концентрат) смешивают с восстановителем (например, кокс, уголь) и шлакообразующими материалами, нагревают до температуры, при которой осуществляется реакция восстановления, а затем охлаждают полученный металл.
Общим для этих способов является то, что оксиды металлов (руда, концентрат) смешивают с восстановителем (например, кокс, уголь) и шлакообразующими материалами, нагревают до температуры, при которой осуществляется реакция восстановления, а затем охлаждают полученный металл.
К недостаткам этих способов следует отнести многостадийность процесса, обязательное наличие в шихте восстановителя, значительный ущерб, наносимый окружающей среде.
Известны способы обработки металлических расплавов путем наложения электромагнитного поля [2] Однако они имеют своей целью только достижение более высокого уровня усвоения модификаторов и легирующих добавок или выделение и удаление неметаллических включений из расплавленного металла. В предложенных способах конструктивные и технологические условия не позволяют осуществлять восстановление оксидов металлов.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способов восстановления руд [3]
В указанном изобретении с целью интенсификации процесса восстановления материал в парамагнитном состоянии подвергают воздействию переменного магнитного поля. Наложение переменного магнитного поля приводит к возникновению магнитострикции, что вызывает непрерывное движение частиц, образующих кристаллы ферромагнетика и как бы расшатывает кристаллическую решетку, увеличивает подвижность ионов, облегчая твердофазную диффузию и фазовые превращения при восстановлении. Возникновение упругих напряжений различного знака в кристаллической решетке также может ускорить диффузию ионов в твердых фазах. Таким образом, предложенный способ интенсифицирует процесс диффузии за счет наложения переменного магнитного поля. Восстановление же оксидов, как и во всех известных способах, осуществляется за счет действия восстановителей (твердого углерода восстановительного газа), что не исключает таких недостатков, как многостадийность процесса, значительные энергозатраты, ущерб, наносимый окружающей среде.
В указанном изобретении с целью интенсификации процесса восстановления материал в парамагнитном состоянии подвергают воздействию переменного магнитного поля. Наложение переменного магнитного поля приводит к возникновению магнитострикции, что вызывает непрерывное движение частиц, образующих кристаллы ферромагнетика и как бы расшатывает кристаллическую решетку, увеличивает подвижность ионов, облегчая твердофазную диффузию и фазовые превращения при восстановлении. Возникновение упругих напряжений различного знака в кристаллической решетке также может ускорить диффузию ионов в твердых фазах. Таким образом, предложенный способ интенсифицирует процесс диффузии за счет наложения переменного магнитного поля. Восстановление же оксидов, как и во всех известных способах, осуществляется за счет действия восстановителей (твердого углерода восстановительного газа), что не исключает таких недостатков, как многостадийность процесса, значительные энергозатраты, ущерб, наносимый окружающей среде.
В основу изобретения поставлена задача создания принципиально нового экологически чистого способа получения металлов и сплавов, исключающего частично или полностью использование твердых, жидких или газообразных восстановителей, в котором восстановление оксидов металлов происходит за счет действия неоднородного магнитного поля и благодаря этому уменьшаются энергозатраты и улучшаются экологические условия.
Поставленная задача решается тем, что в способе получение металлов и их сплавов, включающем в себя нагрев оксидов металлов до высоких температур, в том числе превышающих температуру плавления, восстановление оксидов металлов согласно изобретению происходит за счет воздействия на них неоднородного магнитного поля.
При температурах плавления оксидов одни металлы становятся диамагнитными, другие парамагнитными. Кислород парамагнитен. Известно, что силы, действующие в неоднородном магнитное поле на парамагнетики и диамагнетики, направлены в противоположные стороны: парамагнетики втягиваются в магнитное поле, диамагнетики выталкиваются. Поэтому при нахождении расплава оксида, в составе которого металл диамагнетик, в неоднородном магнитном поле, описанные выше силы способствуют отделению кислорода от металла. Если металл, входящий в состав оксида, парамагнитен, то разделение атомов металла и кислорода будет определяться величиной магнитного момента указанных атомов. Вследствие того, что кислород под действием сил со стороны неоднородного магнитного поля удаляется от того места, где произошло его отделение от атома металла, он не может вступить снова в реакцию окисления, что и приводит к восстановлению оксидов металла. Это позволяет при восстановлении оксидов отказаться частично или полностью от применения твердых, жидких или газообразных восстановителей.
Способ получения металла из руд реализован в лаборатоpных условиях на примере восстановления оксидов железа.
Железорудный концентрат, содержащий: FeO 28% Fe2O3 - 62,6% SiO2 7,9% Al2O3 0,16% CaO 0,17% MgO - 0,32% S следы, в виде таблетки массой 5 г помещался в алундовом тигле в неоднородное магнитное поле (плотность магнитного поля 0,3 Тл). Нагрев и плавление железорудного концентрата осуществляли на воздухе, а также лазерным лучом в атмосфере аргона. Мощность лазера составляла 500 800 Вт. Процесс обработки проводился в течение 2 4 мин. Структурный и рентгеноструктурный анализы показали, что в процессе обработки железорудного концентрата лазером в неоднородном магнитном поле происходит восстановление окислов железа. На фиг. 1 приведена структура железорудного концентрата, сплавленного в атмосфере гелия. На фиг. 2 структура полупродукта, полученного из железорудного концентрата в неоднородном магнитном поле.
Claims (3)
1. Способ получения металлов и их сплавов, включающий нагрев оксидов металлов до высоких температур вплоть до температур, превышающих их температуру плавления и восстановление с наложением магнитного поля, отличающийся тем, что в процессе восстановления на оксиды металлов накладывают неоднородное магнитное поле.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе нагрева и восстановления используют смесь оксидов различных металлов.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев и восстановление оксидов металлов осуществляют в защитной среде или вакууме.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5064299 RU2071976C1 (ru) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Способ получения металлов и их сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5064299 RU2071976C1 (ru) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Способ получения металлов и их сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2071976C1 true RU2071976C1 (ru) | 1997-01-20 |
Family
ID=21614275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5064299 RU2071976C1 (ru) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Способ получения металлов и их сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2071976C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2354725C2 (ru) * | 2007-05-08 | 2009-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт | СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НИКЕЛЯ ИЗ NiO |
| RU2382084C2 (ru) * | 2008-02-12 | 2010-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт | Способ непрерывной выплавки стали и устройство для его осуществления |
| RU2406766C2 (ru) * | 2008-05-30 | 2010-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт | Доменная печь |
-
1992
- 1992-10-08 RU SU5064299 patent/RU2071976C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Ефименко Г.Г. и др. Металлургия чугуна. - Киев: Виша школа, 1981, с.43. 2. Авторское свидетельство СССР N 483190, кл. В 22 D 27/02, 1973. 3. Авторское свидетельство СССР N 317705, кл. С 21 В 13/00, 1971. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2354725C2 (ru) * | 2007-05-08 | 2009-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт | СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НИКЕЛЯ ИЗ NiO |
| RU2382084C2 (ru) * | 2008-02-12 | 2010-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт | Способ непрерывной выплавки стали и устройство для его осуществления |
| RU2406766C2 (ru) * | 2008-05-30 | 2010-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт | Доменная печь |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Takeda et al. | Phase equilibrium of the system Ag–Fe–Nd, and Nd extraction from magnet scraps using molten silver | |
| JP2012509987A (ja) | 貴金属を回収するためのプラズマ法および装置 | |
| EP0417296B1 (en) | Direct smelting process | |
| ATE227352T1 (de) | Metallo-thermisches verfahren und kontinuierliches ziehen von metallen oder legierungen in kalt-induktionsöfen | |
| RU2071976C1 (ru) | Способ получения металлов и их сплавов | |
| US5700308A (en) | Method for enhancing reaction rates in metals refining extraction, and recycling operations involving melts containing ionic species such as slags, mattes, fluxes | |
| US4419127A (en) | Metallothermal process for reducing metal oxides | |
| US4521245A (en) | Method of processing sulphide copper- and/or sulphide copper-zinc concentrates | |
| Pickles et al. | Plasma recovery of metal values from flyash | |
| JPH07216467A (ja) | 自動車廃触媒からの白金族金属の濃縮回収方法 | |
| US5421857A (en) | Method for obtaining metals, their compounds, and alloys from mineral raw materials | |
| US5238485A (en) | Method for the assay and recovery of precious metals | |
| US4259296A (en) | Recovery of chromium from scrap | |
| US2885280A (en) | Process for removing iron from titaniferous material | |
| Pickles et al. | Production of Ferronickel and Ferrovanadium from Fly Ash in an Extended Arc Flash Reactor | |
| JP3807041B2 (ja) | 汚染金属の除染方法 | |
| US3256087A (en) | Production of alloys | |
| SU1098968A1 (ru) | Способ обеднени шлаков медного и медно-никелевого производств | |
| Wang et al. | Simultaneous preparation of high-purity Si and eutectic Si-Nd alloy utilizing Nd2O3-containing waste slag and diamond-wire sawing silicon waste | |
| US3881915A (en) | Method for enhancing reduction of ores, oxides and melting of metals by magnetic forces | |
| JPH09142823A (ja) | 金属シリコンの精製方法および精製装置 | |
| Bose et al. | Preparation of rare earth-silicon-iron alloy by metallothermic reduction | |
| CA1145953A (en) | Method of treating pyrite bearing polymetallic material | |
| Fan et al. | Selective precipitation of magnetite in copper slag by controlled molten oxidation | |
| KR900700387A (ko) | Sic, MnC 및 합금철의 생성방법 |