Пирометаллургия

область металлургии, в которой для извлечения металлов из руд, концентратов, техногенного сырья используют металлургические процессы при высоких температурах (300—3000 °C) без расплавления, с частичным или полным расплавлением веществ. Плавка – основной пирометаллургический процесс с полным расплавлением исходных материалов (шихты) и последующим разделением расплава на металл и шлак (или на штейн и шлак). Нагрев и плавление материала происходит за счёт тепла химических реакций, сжигания топлива (уголь, мазут, газ), электрического тока и других видов нагрева. Доменная плавка – процесс производства чугуна из железосодержащих материалов, процесс плавки широко используют в производстве стали. В цветной металлургии для получения меди, никеля проводят плавку на штейн (сплав сульфидов металлов), а затем получают черновой металл конвертированием (разновидность плавки).

Алюминий производят электролизом глинозёма (Al₂O₃) в расплаве солей в ванне-электролизёре при температуре пирометаллу́рги́я 1000 °C. Расплавленный алюминий собирается на угольном катоде, расположенном на дне электролизёра. Газы, выделяемые при аноде, через газоотсосную систему направляют на очистку.Схематический чертёж ванны электролизёра:1 – слой глинозёма. 2 – токоподводящие стержни. 3 – анод. 4 – угольный катод. 5 – расплавленный алюминий. 6 – застывший электролит. 7 – газоотсосная системаКонструкции плавильных печей весьма разнообразны. Они могут быть вертикальными (шахтные печи), горизонтальными (конвертер), периодического и непрерывного действия, по способу нагрева – электродуговыми, индукционными печами сопротивления.

Для получения металлов и сплавов высокой чистоты используют плавильные процессы (напр., ликвационная, электронно-лучевая плавка, зонная плавка). Эти процессы применяют для получения тугоплавких металлов (молибден, цирконий, ванадий, титан), рассеянных редких металлов (германий, индий, галлий, селен, теллур). Пирометаллургические процессы – основные для производства чугуна, стали, свинца и широко используются при производстве многих цветных металлов – меди, никеля, алюминия, титана, вольфрама и других металлов..