Шлак (металлургич.)

Шлак (металлургич.)

Шлак (от нем. Schlacke) металлургический, расплав (после затвердевания — камневидное или стекловидное вещество), обычно покрывающий поверхность жидкого металла при металлургических процессах — плавке сырья, обработке расплавленных промежуточных продуктов и рафинировании металлов. Представляет собой сплав окислов переменного состава; главные компоненты Ш. — кислотный окисел SiO₂ и основные окислы CaO, FeO, MgO, а также нейтральные Al₂ O₃ и (реже) ZnO. В зависимости от преобладания тех или других окислов Ш. называют кислым или основным. Ш. играют важную роль в физико-химических процессах металлургического производства: они очищают металл от нежелательных примесей, предохраняют металл от вредного воздействия газовой среды печи (т. е. от окисления и газонасыщения). Ш. формируется из пустой породы руды (или рудных материалов), флюсов , золы топлива, продуктов окисления обрабатываемых материалов, футеровки плавильных агрегатов. В сталеплавильном производстве Ш. иногда готовят в спец. печи (т. н. синтетические Ш.) и затем обрабатывают ими сталь в процессе выпуска её из печи или конвертера в ковш. Предварительно подготовленный Ш. применяется при электрошлаковом переплаве металлов.

  В чёрной металлургии Ш. являются, как правило, побочной продукцией. Ш. — вторичное сырьё для получения строит. материалов (например, шлакоситаллов ), известковых и фосфорных удобрений, а также оборотный продукт в металлургии. Из доменного Ш. производятся: гранулированный Ш., применяемый в производстве цемента и шлакоблоков; пемза — лёгкий заполнитель бетонов; щебень; литые изделия (см. Петрургия ); шлаковая вата . Из сталеплавильных Ш. изготовляют щебень для дорожного строительства; кроме того, они используются в аглодоменном и ваграночном производствах с целью извлечения содержащихся в них марганца, железа, окиси кальция. Ферросплавные Ш. перерабатываются на известковую муку, щебень и шлаковый песок для строительства, технологический порошок для литейного производства, часть их идёт на выплавку готовых сплавов. Для производства ферросплавов получают и специальные Ш. путём комплексной переработки руд и чугунов. Из природнолегированного чугуна целесообразно методом окисления переводить в Ш. ванадий, марганец, ниобий и др. металлы, а затем использовать этот Ш. для производства указанных металлов или их сплавов.

  В цветной металлургии различают Ш. передельные и отвальные. Передельные содержат повышенные количества ценных металлов; они образуются как побочный продукт в процессах получения или рафинирования металлов (например, конвертерные шлаки никелевого и медного производств или анодные Ш. рафинирования меди). Иногда передельный Ш. является одним из основных продуктов технологической схемы, в котором концентрируется извлекаемый металл (например, титановые или ванадиевые Ш.). Выход Ш. очень велик (при переработке бедных руд до 100—120 т на 1 т извлечённого металла), поэтому даже небольшое содержание цветных металлов в Ш. приводит к значительным потерям. Для извлечения металлов из передельных Ш. их направляют в оборот в один из головных процессов технологические схемы или применяют специальные процессы обработки: фьюмингование , электроплавку с добавкой восстановителя и сульфидизатора, флотацию и др. В отвальных Ш. концентрируются окислы металлов, не подлежащих извлечению в металлургической переделе, а также различные примеси и остаточные небольшие количества ценных металлов, доизвлечение которых при данном уровне технологии экономически невыгодно. Отвальные Ш. частично используют для производства шлаковаты и других строительных материалов. Полное и комплексное использование Ш. обеспечивает безотходную технологию и уменьшает загрязнение окружающей среды.

  Лит.: Основы металлургии, т. 1, ч. 2, М., 1961; Довгопол В. И., Использование шлаков черной металлургии, М., 1969; Гудима Н. В., Шейн Я. П., Краткий справочник по металлургии цветных металлов, М., 1975.

  В. И. Довгопол.