Дослідники з США розробили менш небезпечний для екології і більш дешевий метод отримання метали, в тому числі і стали

За допомогою нового металургійного процесу можна отримати сталь більш високої чистоти, скорочуючи при цьому викиди парникових газів. Методика електролізу розплавлених оксидів [molten oxide electrolysis (MOE)] заснована на використанні електричного струму для одержання рідкого металу і молекулярного кисню з металлооксидного сировини. Це зовсім не новий спосіб отримання металів, однак його застосування обмежується високою вартістю і тим фактом, що на практиці електроліз розплавлених оксидів проводять з анодом, виготовленим з дорогих і рідкісних матеріалів, як, наприклад, іридій.

Для одержання заліза з допомогою електролізу розплавлених оксидів потрібна температура близько 1600°C, а велика частина металів при цьому може піддаватися корозії.

Дональд Садовэй (Donald Sadoway) з колегами з Массачусетського технологічного виявив, що в процесі електролізу розплавлених оксидів можна успішно застосовувати аноди з сплавів хрому. Як зазначає учасник роботи над проектом Антуан Алланоре (Antoine Allanore), уперше було продемонстровано, що розповсюджений в земній корі метал і, особливо, його сплави, можуть виявитися тими матеріалами, які можуть використовуватися в якості анода, стійкого до дії кисню, що виділяється при високотемпературному електролізі.

Дослідники спостерігали досить помірне руйнування анода протягом п’яти годин високотемпературного електролізу. Передбачається, що стійкість анода забезпечується за рахунок утворення електропровідного твердого розчину оксидів алюмінію та хрому(III) в структурі корунду.

Алланоре підкреслює, що

новий тип анодного матеріалу в даний час можна виробляти в промислових масштабах.

Те, що для виробництва заліза методом електролізу розплавлених оксидів можна використовувати тільки неуглеродние електроди, насправді є плюсом для сталеплавильного виробництва – видалення вуглецю з системи, з допомогою якої відбувається виплавка заліза, дозволяє отримати залізо вищої якості, позбавлене домішок вуглецю.

Існуючі способи промислового виробництва заліза засновані на використанні коксівного вугілля, який одночасно є і відновником і паливом для доменного процесу, при цьому в домні утвориться чавун – сплав заліза з вуглецем, в якому вміст вуглецю дуже високо. Для того, щоб перетворити чавун у низьковуглецеву сталь, що містить менш як 0,5% вуглецю, потрібен другий етап – випалювання зайвого вуглецю, яке зазвичай виробляють або в конвертерах, або в мартенівських печах.

Як пояснює Алланоре, можливість застосування методу електролізу розплавлених оксидів в промислових масштабах зможе суттєво змінити металургійні процеси, і для отримання сталей з певним вмістом вуглецю вже не потрібно буде випалювати надлишки вуглецю, а навпаки – додати потрібну кількість вуглецю до чистого заліза, що набагато простіше. Дослідник припускає, що новий метод дозволить без проблем створити нові марки сталі або отримувати такі марки, вартість виробництва яких надто висока.

Тоні Петрик (Tony Petric), фахівець з хімії матеріалів, говорить про результати роботи Алланоре і Садовэя як про цікавий експеримент, що дозволяє зменшити вуглецевий баланс одержання металів. Тим не менш, він говорить про те, що хотів би дізнатися, наскільки вистачить анод нового типу при температурах вище 1600°C, кажучи про те, що при отриманні дорогоцінних металів витрати можуть бути виправданими, але він насилу уявляє те, що новий процес може виявитися економічно виправданим для виробництва сталі.

Алланоре і Садовэй погоджуються з доводами колеги і говорять про те, що на даний час електроліз розплавлених оксидів не розглядається як альтернатива крупнотоннажному отримання сталі, але може виявитися корисним для отримання рідкоземельних металів, а також высококачественых сплавів міді і заліза.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *